CN110367099B - 一种多种植体系智能化灌溉系统及其灌溉方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多种植体系智能化灌溉系统及其灌溉方法，所述系统包括：取水机构，用于从自然水系获取灌溉用水，所述取水机构包括若干个用于对所述灌溉用水进行过滤的过滤单元和用于对所述过滤单元进行清洁的清洁单元；监测机构，用于获取所述种植体系的健康参数；中控机构，用于根据所述健康参数生成灌溉指令；执行机构，与所述取水机构相连通并且与所述中控机构电性连接，用于从所述中控机构获取所述灌溉指令，并且根据所述灌溉指令将所述灌溉用水输送至所述种植体系。本发明的多种植体系智能化灌溉系统及其灌溉方法，利用自然水系作为灌溉用水水源以降低清洁水源的使用量，并且能够对灌溉用水进行高效过滤以保证水质优良。
Description
技术领域
本发明涉及种植领域，具体的说是一种多种植体系智能化灌溉系统及其灌溉方法。
背景技术
多种植体系是近些年来新兴起的农业技术，可以提高种植效率和经济效益。但是也带来了灌溉用水量大、老旧灌溉系统性能不足等缺点。为了满足更大的灌溉用水量，就要尽可能地多利用不同的水源。传统农业大多依赖于地下水等清洁水源，如果直接用在多种植体系中容易造成过度开采地下水的情况，而采用江河湖等自然水系作为水源又存在着水质较差，杂质较多的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多种植体系智能化灌溉系统及其灌溉方法，利用自然水系作为灌溉用水水源以降低清洁水源的使用量，并且能够对灌溉用水进行高效过滤以保证水质优良。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种多种植体系智能化灌溉系统，包括：
取水机构，用于从自然水系获取灌溉用水，所述取水机构包括若干个用于对所述灌溉用水进行过滤的过滤单元和用于对所述过滤单元进行清洁的清洁单元；
监测机构，用于获取所述种植体系的健康参数；
中控机构，用于根据所述健康参数生成灌溉指令；
执行机构，与所述取水机构相连通并且与所述中控机构电性连接，用于从所述中控机构获取所述灌溉指令，并且根据所述灌溉指令将所述灌溉用水输送至所述种植体系。
优选地，所述取水机构包括设置在所述自然水系侧方的抽水泵，所述抽水泵的输出端连通有导流渠，所有所述过滤单元沿长度方向均匀分布在所述导流渠中，所述执行机构与所述导流渠相连通。
优选地，所述过滤单元包括垂直固设在所述导流渠底部的过滤网和固定设置在所述过滤网顶部的挡板组件，所述过滤网的宽度小于所述导流渠的宽度使所述过滤网与所述导流渠的侧壁之间留有间隙。
优选地，所述挡板组件包括与所述过滤网固定连接的第一挡板，在所述灌溉用水的流动方向上所述第一挡板向前倾斜，所述第一挡板的顶部固定连接有垂直设置的第二挡板，所述第一挡板的宽度和所述第二挡板的宽度均与所述过滤网的宽度相等。
优选地，所述第二挡板的顶部固定连接有第三挡板，在所述灌溉用水的流动方向上所述第三挡板向后倾斜，所述第三挡板的宽度与所述过滤网的宽度相等。
优选地，所述清洁单元包括移动设置在所述导流渠上的机体，所述机体上穿设有两个上下活动的垂直杆，两个所述垂直杆的下端之间转动连接有海绵辊，所述垂直杆上下活动过程中所述海绵辊与所述过滤网和所述挡板组件相接触。
优选地，所述机体上固定设置有两个导向板，所述导向板上开设有导向槽，所述导向槽内活动设置有行走轮，所述行走轮的轮轴固定连接有水平杆，所述水平杆与所述垂直杆固定连接。
优选地，所述海绵辊上开设有若干个沿轴向延伸的凹槽，且所有所述凹槽沿所述海绵辊的圆周方向均匀分布。
优选地，所述海绵辊上固定设置有若干组软钩，每组所述软钩设置为若干个，并且同组的所述软钩沿所述海绵辊的轴向均匀分布。
本发明还提供了一种多种植体系智能化灌溉系统的灌溉方法，包括如下步骤：
S1、所述中控机构控制所述取水机构从所述自然水系中获取所述灌溉用水，所述灌溉用水流动过程中被所述过滤单元过滤；
S2、所述中控机构控制所述监测机构获取所述种植体系的所述健康参数；
S3、所述中控机构根据所述健康参数生成所述灌溉指令；
S4、所述中控机构控制所述执行机构从所述取水机构获取所述灌溉用水，并且将所述灌溉用水输送至所述种植体系；
S5、所述中控机构控制所述清洁单元对所述过滤单元进行清洁。
本发明通过汲取自然水系的水作为灌溉用水，可以有效减少对地下水的利用，实现合理利用水资源的目的。考虑到自然水系中的水存在较多的杂质甚至垃圾，本发明通过设置过滤单元对杂质进行过滤，以避免造成执行机构堵塞，同时避免杂质对种植体系产生危害。在使用一段时间之后，过滤单元可能会产生堵塞，造成过滤效果下降，因此本发明还设置了清洁单元对过滤单元进行周期性的清洁，保证过滤单元正常运行，进而保证灌溉系统正常运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是取水机构的整体结构示意图。
图2是过滤单元的侧视图。
图3是清洁单元的示意图。
图4是海绵辊的端部视图。
附图标记：1-自然水系，2-抽水泵，3-导流渠，4-过滤网，5-第一挡板，6-第二挡板，7-第三挡板，8-海绵辊，9-垂直杆，10-水平杆，11-行走轮，12-导向槽，13-机体，14-凹槽，15-软钩。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至4，图1是取水机构的整体结构示意图，图2是过滤单元的侧视图，图3是清洁单元的示意图，图4是海绵辊的端部视图。
本实施例提供了一种多种植体系智能化灌溉系统，包括取水机构、监测机构、中控机构和执行机构。
取水机构，用于从自然水系1获取灌溉用水，取水机构包括若干个用于对灌溉用水进行过滤的过滤单元和用于对过滤单元进行清洁的清洁单元。
监测机构，用于获取种植体系的健康参数。
中控机构，用于根据健康参数生成灌溉指令。
执行机构，与取水机构相连通并且与中控机构电性连接，用于从中控机构获取灌溉指令，并且根据灌溉指令将灌溉用水输送至种植体系。
本实施例通过汲取自然水系1的水作为灌溉用水，可以有效减少对地下水的利用，实现合理利用水资源的目的。考虑到自然水系1中的水存在较多的杂质甚至垃圾，本实施例通过设置过滤单元对杂质进行过滤，以避免造成执行机构堵塞，同时避免杂质对种植体系产生危害。在使用一段时间之后，过滤单元可能会产生堵塞，造成过滤效果下降，因此本实施例还设置了清洁单元对过滤单元进行周期性的清洁，保证过滤单元正常运行，进而保证灌溉系统正常运行。
因为灌溉本身是非常成熟的现有技术，因此在本实施例的中控机构、执行机构和监测机构都可以采用现有技术，例如中控机构可以包括一台中控计算机和若干个PLC等微处理器，执行机构可以包括供水管路、用于控制供水管路通断的阀门和用于喷洒灌溉用水的喷头，监测机构可以包括用于采集种植体系温度信息的温度传感器、用于采集种植体系湿度信息的湿度传感器和用于采集种植体系光照信息的光纤传感器，本领域技术人员可以根据实际需要结合所掌握的知识进行选择，也可以参考现有的文献进行选择，在此不在赘述。
在本实施例中，取水机构包括设置在自然水系1侧方的抽水泵2，抽水泵2的输出端连通有导流渠3，所有过滤单元沿长度方向均匀分布在导流渠3中，执行机构与导流渠3相连通。导流渠3包括底部和设置在底部上的两个侧部，为了安装过滤单元和清洁单元，导流渠3需要是独立设置的，不能够直接在土地上开挖。
在本实施例中，过滤单元包括垂直固设在导流渠3底部的过滤网4和固定设置在过滤网4顶部的挡板组件，过滤网4的宽度小于导流渠3的宽度使过滤网4与导流渠3的侧壁之间留有间隙。过滤网4用于对枯枝、树叶、垃圾等体积较大的杂质，为了避免一个过滤网4堵塞造成整个导流渠3截断，过滤网4的宽度较小，使小部分灌溉用水能够从过滤网4和导流渠3的侧壁之间流过，因为过滤单元设置有很多，所以这一部分灌溉用水仍然能够被后续的过滤单元过滤，不会出现未经过滤就流入到执行机构的情况，挡板组件用于对泥沙、浮萍等体积较小的杂质进行过滤，因为这些杂质都存在一定的粘性，所以能够沉积在挡板组件上，从而实现过滤的目的。
在本实施例中，挡板组件包括与过滤网4固定连接的第一挡板5，在灌溉用水的流动方向上第一挡板5向前倾斜，第一挡板5的顶部固定连接有垂直设置的第二挡板6，第一挡板5的宽度和第二挡板6的宽度均与过滤网4的宽度相等。第一挡板5和过滤网4之间形成夹角，一方面能够降低第二挡板6上沉积的杂质向下落入到过滤网4中被灌溉用水冲走的可能性，另一方面能够避免形成直角，以方便清洁单元进行清洁。
在本实施例中，第二挡板6的顶部固定连接有第三挡板7，在灌溉用水的流动方向上第三挡板7向后倾斜，第三挡板7的宽度与过滤网4的宽度相等。第三挡板7用于限制灌溉用水的流向，而且还能够避免第二挡板6上沉积的杂质直接从上方流走。
在本实施例中，清洁单元包括移动设置在导流渠3上的机体13，机体13上穿设有两个上下活动的垂直杆9，两个垂直杆9的下端之间转动连接有海绵辊8，垂直杆9上下活动过程中海绵辊8与过滤网4和挡板组件相接触。机体13与导流渠3之间可以采用类似于列车和轨道的配合方式，不再赘述。
在本实施例中，机体13上固定设置有两个导向板，导向板上开设有导向槽12，导向槽12内活动设置有行走轮11，行走轮11的轮轴固定连接有水平杆10，水平杆10与垂直杆9固定连接。导向槽12用于对行走轮11的方向进行控制，在灌溉用水的流动方向上，导向槽12向前方弯曲，从而保证行走轮11带动垂直杆9和海绵辊8移动的过程中能够与过滤单元充分接触。
在本实施例中，海绵辊8上开设有若干个沿轴向延伸的凹槽14，且所有凹槽14沿海绵辊8的圆周方向均匀分布。凹槽14可以容纳沉积在第二挡板6上的泥沙等杂质，以提高清洁效率，在清洁完毕之后还可以人工将凹槽14中的杂质清除掉，延长海绵辊8的使用寿命。
在本实施例中，海绵辊8上固定设置有若干组软钩15，每组软钩15设置为若干个，并且同组的软钩15沿海绵辊8的轴向均匀分布。软钩15用于钩取过滤网4上的大体积杂质，为了避免卡死到过滤网4中，所以设置为软性材料。
本实施例还提供了一种多种植体系智能化灌溉系统的灌溉方法，包括步骤S1至S5。
S1、中控机构控制取水机构从自然水系1中获取灌溉用水，灌溉用水流动过程中被过滤单元过滤。
S2、中控机构控制监测机构获取种植体系的健康参数。
S3、中控机构根据健康参数生成灌溉指令。
S4、中控机构控制执行机构从取水机构获取灌溉用水，并且将灌溉用水输送至种植体系。
S5、中控机构控制清洁单元对过滤单元进行清洁。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种多种植体系智能化灌溉系统，其特征在于，包括：
取水机构，用于从自然水系（1）获取灌溉用水，所述取水机构包括若干个用于对所述灌溉用水进行过滤的过滤单元和用于对所述过滤单元进行清洁的清洁单元；
监测机构，用于获取所述种植体系的健康参数；
中控机构，用于根据所述健康参数生成灌溉指令；
执行机构，与所述取水机构相连通并且与所述中控机构电性连接，用于从所述中控机构获取所述灌溉指令，并且根据所述灌溉指令将所述灌溉用水输送至所述种植体系；
所述取水机构包括设置在所述自然水系（1）侧方的抽水泵（2），所述抽水泵（2）的输出端连通有导流渠（3），所有所述过滤单元沿长度方向均匀分布在所述导流渠（3）中，所述执行机构与所述导流渠（3）相连通；
所述过滤单元包括垂直固设在所述导流渠（3）底部的过滤网（4）和固定设置在所述过滤网（4）顶部的挡板组件，所述过滤网（4）的宽度小于所述导流渠（3）的宽度使所述过滤网（4）与所述导流渠（3）的侧壁之间留有间隙；
所述挡板组件包括与所述过滤网（4）固定连接的第一挡板（5），在所述灌溉用水的流动方向上所述第一挡板（5）向前倾斜，所述第一挡板（5）的顶部固定连接有垂直设置的第二挡板（6），所述第一挡板（5）的宽度和所述第二挡板（6）的宽度均与所述过滤网（4）的宽度相等。
2.如权利要求1所述的一种多种植体系智能化灌溉系统，其特征在于，所述第二挡板（6）的顶部固定连接有第三挡板（7），在所述灌溉用水的流动方向上所述第三挡板（7）向后倾斜，所述第三挡板（7）的宽度与所述过滤网（4）的宽度相等。
3.如权利要求2所述的一种多种植体系智能化灌溉系统，其特征在于，所述清洁单元包括移动设置在所述导流渠（3）上的机体（13），所述机体（13）上穿设有两个上下活动的垂直杆（9），两个所述垂直杆（9）的下端之间转动连接有海绵辊（8），所述垂直杆（9）上下活动过程中所述海绵辊（8）与所述过滤网（4）和所述挡板组件相接触。
4.如权利要求3所述的一种多种植体系智能化灌溉系统，其特征在于，所述机体（13）上固定设置有两个导向板，所述导向板上开设有导向槽（12），所述导向槽（12）内活动设置有行走轮（11），所述行走轮（11）的轮轴固定连接有水平杆（10），所述水平杆（10）与所述垂直杆（9）固定连接。
5.如权利要求4所述的一种多种植体系智能化灌溉系统，其特征在于，所述海绵辊（8）上开设有若干个沿轴向延伸的凹槽（14），且所有所述凹槽（14）沿所述海绵辊（8）的圆周方向均匀分布。
6.如权利要求5所述的一种多种植体系智能化灌溉系统，其特征在于，所述海绵辊（8）上固定设置有若干组软钩（15），每组所述软钩（15）设置为若干个，并且同组的所述软钩（15）沿所述海绵辊（8）的轴向均匀分布。
7.如权利要求1所述的一种多种植体系智能化灌溉系统的灌溉方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、所述中控机构控制所述取水机构从所述自然水系（1）中获取所述灌溉用水，所述灌溉用水流动过程中被所述过滤单元过滤；
S2、所述中控机构控制所述监测机构获取所述种植体系的所述健康参数；
S3、所述中控机构根据所述健康参数生成所述灌溉指令；
S4、所述中控机构控制所述执行机构从所述取水机构获取所述灌溉用水，并且将所述灌溉用水输送至所述种植体系；
S5、所述中控机构控制所述清洁单元对所述过滤单元进行清洁。
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