CN110934029A - 一种温室灌溉管道系统的预警方法 - Google Patents

一种温室灌溉管道系统的预警方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种温室灌溉管道系统的预警方法，包括灌溉管道系统、初始液位标定阶段、液位变化监测阶段和警报组件，使用时通过电动推杆对安装架进行支撑，将安装架放置在温室苗圃上方，储水装置安装在大棚的外部，水流从三通管进入到第一个灌溉管道中，水流从灌溉口中流出，对灌溉口下方的植物进行灌溉，水电动阀开启将自来水接入灌溉管道系统中，实现进水方式的自动切换，在雨水天气时，用雨水代替自来水对植物进行灌溉，节省灌溉成本，更加环保；判定自来水进水量无法满足灌溉需求或判定灌溉管道为异常状态，警报组件持续开启，工作人员可通过警报组件的状态，判断系统故障原因，方便工作人员及时排查，实现及时整治和维修，实用性更佳。

Description

一种温室灌溉管道系统的预警方法
技术领域
本发明涉及温室植物灌溉技术领域，具体为一种温室灌溉管道系统的预警方法。
背景技术
精细农业是一种新型的田间管理方式，农田中田间土壤、作物的特性都不是均一的，一般随着时间、空间而变化，而传统的农田管理则认为这些因素都是均一的，所以采用统一的施肥时间、施肥量以及灌溉处理，精细农业与传统农业相比，主要有以下3个特点：1、合理施用化肥，降低生产成本；2、减少并节约水资源；3、节本增效，省工省时，优质高产，自动化灌溉系统是精细农业中一个重要的组成部分，现有的温室灌溉管道系统多采用自来水为供给水源，当灌溉量较大且灌溉时间较长时，成本投入大大增加，若采用自然降水为供给水源，则非降水期需要人工将供水方式更换为自来水供给，操作不便，且现有的温室灌溉管道系统采用多管道组合而成，管道之间相互连接，管道的数量较多，一旦任何一个管道发生堵塞，都会影响整个灌溉系统的灌溉效果，工作人员无法及时的对故障处进行维修，实用性不佳。
发明内容
本发明的目的在于提供一种温室灌溉管道系统的预警方法，通过在雨水天气时，用雨水代替自来水对植物进行灌溉，节省灌溉成本，更加环保，工作人员可通过警报组件的状态，判断系统故障原因，方便工作人员及时排查，实现及时整治和维修，实用性更佳，以解决上述背景技术中提出的温室灌溉管道系统多采用自来水为供给水源，当灌溉量较大且灌溉时间较长时，成本投入大大增加，若采用自然降水为供给水源，则非降水期需要人工将供水方式更换为自来水供给，操作不便，且现有的温室灌溉管道系统采用多管道组合而成，管道之间相互连接，管道的数量较多，一旦任何一个管道发生堵塞，都会影响整个灌溉系统的灌溉效果，工作人员无法及时的对故障处进行维修，实用性不佳的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种温室灌溉管道系统的预警方法，预警方法包括灌溉管道系统、初始液位标定阶段、液位变化监测阶段和警报组件，灌溉管道系统包括安装架、电动推杆、连板、灌溉管道、连通管、支架、水电动阀、水管接口和储水装置，电动推杆的底部与地面连接，电动推杆的顶部通过连板固定在安装架上，安装架设置两个，两个安装架之间通过支架连接，两个安装架之间等距设置有多个灌溉管道，每个灌溉管道的内部均安装水位传感器，相邻两个灌溉管道之间通过连通管相接，第一个灌溉管道通过三通管与储水装置相接，三通管上固定安装水电动阀，水电动阀与水管接口连通，水管接口接在自来水进水管上，储水装置包括储水箱、压力传感器、滤网和水泵，储水箱设置为敞口式结构，储水箱的内部固定安装滤网，储水箱的底板上固定安装压力传感器，压力传感器与水泵相接，水泵与三通管连通；
初始液位标定阶段包括：
自然降水状态下的初始液位标定，设置压力传感器的压力阈值，当储水箱内部蓄水水压超过阈值时，启动水泵，水泵将储水箱内部的雨水通过三通管抽送到灌溉管道和连通管中，由于连通管的管径小于灌溉管道的管径，且灌溉管道流出的水量小于进入的水量，所以灌溉管道的内部处于蓄水状态，测得自然降水状态下的各个灌溉管道内部蓄水量的液位，将其记做A1、A2…An；
自来水进水状态下的初始液位标定，人工调整水电动阀的状态，使水管接口将自来水接入到灌溉管道系统中，测得自来水进水状态下的各个灌溉管道内部蓄水量的液位，将其记做B1、B2…Bn；
液位变化监测阶段包括：
蓄水液位监测，通过压力传感器检测储水箱内部蓄水水压，当储水箱的内部蓄水水压低于阈值时，水泵停止运行，水电动阀自动开启将自来水接入灌溉管道系统中；
管道液位监测，通过水位传感器实时监测灌溉管道内部的液位，将灌溉管道内部的实时液位记做C1、C2…Cn。
优选的，每个所述灌溉管道的底部均设置有灌溉口。
优选的，将C1、C2…Cn分别对应减去A1、A2…An，若得到的差值均小于零，则判定降水量无法满足灌溉需求，警报组件开启，且水电动阀开启将自来水接入灌溉管道系统中，直到C1、C2…Cn与A1、A2…An的差值不小于零，警报组件关闭。
优选的，将C1、C2…Cn分别对应减去B1、B2…Bn，若得到的差值均小于零，则判定自来水进水量无法满足灌溉需求，警报组件持续开启，提醒工作人员加大进水量。
优选的，将C1、C2…Cn分别对应减去B1、B2…Bn，若得到的差值部分小于零，部分大于零，则判定差值大于零的部位的灌溉管道为异常状态，警报组件持续开启。
优选的，所述警报组件包括警报灯和蜂鸣器，警报灯和蜂鸣器通过导线串联设置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明提供的一种温室灌溉管道系统的预警方法，通过在雨水天气时，用雨水代替自来水对植物进行灌溉，节省灌溉成本，更加环保。
2、本发明提供的一种温室灌溉管道系统的预警方法，工作人员可通过警报组件的状态，判断系统故障原因，方便工作人员及时排查，实现及时整治和维修，实用性更佳。
附图说明
图1为本发明的灌溉管道系统结构示意图；
图2为本发明的初始液位标定阶段示意图；
图3为本发明的液位变化监测阶段示意图；
图4为本发明的警报组件连接示意图；
图5为本发明的自然降水状态下的灌溉预警原理示意图；
图6为本发明的自来水进水状态下的灌溉预警原理示意图。
图中：1、灌溉管道系统；11、安装架；12、电动推杆；13、连板；14、灌溉管道；141、水位传感器；142、灌溉口；15、连通管；16、支架；17、水电动阀；18、水管接口；19、储水装置；191、储水箱；192、压力传感器；193、滤网；194、水泵；2、初始液位标定阶段；3、液位变化监测阶段；4、警报组件；41、警报灯；42、蜂鸣器。
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。
一种温室灌溉管道系统的预警方法，预警方法包括灌溉管道系统1、初始液位标定阶段2、液位变化监测阶段3和警报组件4。
请参阅图1，灌溉管道系统1包括安装架11、电动推杆12、连板13、灌溉管道14、连通管15、支架16、水电动阀17、水管接口18和储水装置19，电动推杆12的底部与地面连接，电动推杆12的顶部通过连板13固定在安装架11上，安装架11设置两个，两个安装架11之间通过支架16连接，电动推杆12采用ANT系列静音电动推杆结构，使用时通过电动推杆12对安装架11进行支撑，将安装架11放置在温室苗圃上方，两个安装架11之间等距设置有多个灌溉管道14，相邻两个灌溉管道14之间的距离与植物间距相匹配，每个灌溉管道14的内部均安装水位传感器141，每个灌溉管道14的底部均设置有灌溉口142，相邻两个灌溉管道14之间通过连通管15相接，第一个灌溉管道14通过三通管与储水装置19相接，储水装置19安装在大棚的外部，三通管上固定安装水电动阀17，水电动阀17与水管接口18连通，水管接口18接在自来水进水管上，储水装置19包括储水箱191、压力传感器192、滤网193和水泵194，储水箱191设置为敞口式结构，储水箱191的内部固定安装滤网193，储水箱191的底板上固定安装压力传感器192，压力传感器192与水泵194相接，水泵194与三通管连通，水流从三通管进入到第一个灌溉管道14中，由于连通管15的管径小于灌溉管道14的管径，且灌溉管道14流出的水量小于进入的水量，所以灌溉管道14的内部处于蓄水状态，水流从灌溉口142中流出，对灌溉口142下方的植物进行灌溉。
请参阅图2，初始液位标定阶段2包括：
自然降水状态下的初始液位标定，设置压力传感器192的压力阈值，当储水箱191内部蓄水水压超过阈值时，启动水泵194，水泵194将储水箱191内部的雨水通过三通管抽送到灌溉管道14和连通管15中，由于连通管15的管径小于灌溉管道14的管径，且灌溉管道14流出的水量小于进入的水量，所以灌溉管道14的内部处于蓄水状态，测得自然降水状态下的各个灌溉管道14内部蓄水量的液位，将其记做A1、A2…An。
自来水进水状态下的初始液位标定，人工调整水电动阀17的状态，使水管接口18将自来水接入到灌溉管道系统1中，测得自来水进水状态下的各个灌溉管道14内部蓄水量的液位，将其记做B1、B2…Bn。
请参阅图3-4，液位变化监测阶段3包括：
蓄水液位监测，通过压力传感器192检测储水箱191内部蓄水水压，当储水箱191的内部蓄水水压低于阈值时，水泵194停止运行，水电动阀17自动开启将自来水接入灌溉管道系统1中。
管道液位监测，通过水位传感器141实时监测灌溉管道14内部的液位，将灌溉管道14内部的实时液位记做C1、C2…Cn。
请参阅图5，将C1、C2…Cn分别对应减去A1、A2…An，若得到的差值均小于零，则判定降水量无法满足灌溉需求，警报组件4开启，且水电动阀17开启将自来水接入灌溉管道系统1中，直到C1、C2…Cn与A1、A2…An的差值不小于零，警报组件4关闭，通过上述过程实现水量的监控和进水方式的自动切换，在雨水天气时，用雨水代替自来水对植物进行灌溉，节省灌溉成本，更加环保，警报组件4包括警报灯41和蜂鸣器42，警报灯41和蜂鸣器42通过导线串联设置。
请参阅图6，将C1、C2…Cn分别对应减去B1、B2…Bn，若得到的差值均小于零，则判定自来水进水量无法满足灌溉需求，警报组件4持续开启，提醒工作人员加大进水量，将C1、C2…Cn分别对应减去B1、B2…Bn，若得到的差值部分小于零，部分大于零，则判定差值大于零的部位的灌溉管道14为异常状态，警报组件4持续开启，工作人员可通过警报组件4的状态(间断开启则表示系统只是出现暂时性的供水不足，持续开启则表示系统出现持续性供水不足或出现管道堵塞，若C2与B2的差值大于零，则表示C2对应的灌溉管道14与C1对应的灌溉管道14的连接处出现堵塞)，判断系统故障原因，方便工作人员及时排查，实现及时整治和维修，实用性更佳。
工作原理：电动推杆12采用ANT系列静音电动推杆结构，使用时通过电动推杆12对安装架11进行支撑，将安装架11放置在温室苗圃上方，储水装置19安装在大棚的外部，水流从三通管进入到第一个灌溉管道14中，由于连通管15的管径小于灌溉管道14的管径，且灌溉管道14流出的水量小于进入的水量，所以灌溉管道14的内部处于蓄水状态，水流从灌溉口142中流出，对灌溉口142下方的植物进行灌溉，将C1、C2…Cn分别对应减去A1、A2…An，若得到的差值均小于零，则判定降水量无法满足灌溉需求，警报组件4开启，且水电动阀17开启将自来水接入灌溉管道系统1中，直到C1、C2…Cn与A1、A2…An的差值不小于零，警报组件4关闭，将C1、C2…Cn分别对应减去B1、B2…Bn，若得到的差值均小于零，则判定自来水进水量无法满足灌溉需求，警报组件4持续开启，提醒工作人员加大进水量；若得到的差值部分小于零，部分大于零，则判定差值大于零的部位的灌溉管道14为异常状态，警报组件4持续开启，工作人员可通过警报组件4的状态(间断开启则表示系统只是出现暂时性的供水不足，持续开启则表示系统出现持续性供水不足或出现管道堵塞，若C2与B2的差值大于零，则表示C2对应的灌溉管道14与C1对应的灌溉管道14的连接处出现堵塞)，判断系统故障原因。
综上所述：本发明提供的一种温室灌溉管道系统的预警方法，使用时通过电动推杆12对安装架11进行支撑，将安装架11放置在温室苗圃上方，储水装置19安装在大棚的外部，水流从三通管进入到第一个灌溉管道14中，水流从灌溉口142中流出，对灌溉口142下方的植物进行灌溉，将C1、C2…Cn分别对应减去A1、A2…An，若得到的差值均小于零，则判定降水量无法满足灌溉需求，水电动阀17开启将自来水接入灌溉管道系统1中，实现水量的监控和进水方式的自动切换，在雨水天气时，用雨水代替自来水对植物进行灌溉，节省灌溉成本，更加环保；将C1、C2…Cn分别对应减去B1、B2…Bn，若得到的差值均小于零，则判定自来水进水量无法满足灌溉需求，警报组件4持续开启，提醒工作人员加大进水量，将C1、C2…Cn分别对应减去B1、B2…Bn，若得到的差值部分小于零，部分大于零，则判定差值大于零的部位的灌溉管道14为异常状态，警报组件4持续开启，工作人员可通过警报组件4的状态，判断系统故障原因，方便工作人员及时排查，实现及时整治和维修，实用性更佳。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种温室灌溉管道系统的预警方法，其特征在于：所述预警方法包括灌溉管道系统(1)、初始液位标定阶段(2)、液位变化监测阶段(3)和警报组件(4)，所述灌溉管道系统(1)包括安装架(11)、电动推杆(12)、连板(13)、灌溉管道(14)、连通管(15)、支架(16)、水电动阀(17)、水管接口(18)和储水装置(19)，电动推杆(12)的底部与地面连接，电动推杆(12)的顶部通过连板(13)固定在安装架(11)上，安装架(11)设置两个，两个安装架(11)之间通过支架(16)连接，两个安装架(11)之间等距设置有多个灌溉管道(14)，每个灌溉管道(14)的内部均安装水位传感器(141)，相邻两个灌溉管道(14)之间通过连通管(15)相接，第一个灌溉管道(14)通过三通管与储水装置(19)相接，三通管上固定安装水电动阀(17)，水电动阀(17)与水管接口(18)连通，水管接口(18)接在自来水进水管上，储水装置(19)包括储水箱(191)、压力传感器(192)、滤网(193)和水泵(194)，储水箱(191)设置为敞口式结构，储水箱(191)的内部固定安装滤网(193)，储水箱(191)的底板上固定安装压力传感器(192)，压力传感器(192)与水泵(194)相接，水泵(194)与三通管连通；
所述初始液位标定阶段(2)包括：
自然降水状态下的初始液位标定，设置压力传感器(192)的压力阈值，当储水箱(191)内部蓄水水压超过阈值时，启动水泵(194)，水泵(194)将储水箱(191)内部的雨水通过三通管抽送到灌溉管道(14)和连通管(15)中，由于连通管(15)的管径小于灌溉管道(14)的管径，且灌溉管道(14)流出的水量小于进入的水量，所以灌溉管道(14)的内部处于蓄水状态，测得自然降水状态下的各个灌溉管道(14)内部蓄水量的液位，将其记做A1、A2…An；
自来水进水状态下的初始液位标定，人工调整水电动阀(17)的状态，使水管接口(18)将自来水接入到灌溉管道系统(1)中，测得自来水进水状态下的各个灌溉管道(14)内部蓄水量的液位，将其记做B1、B2…Bn；
所述液位变化监测阶段(3)包括：
蓄水液位监测，通过压力传感器(192)检测储水箱(191)内部蓄水水压，当储水箱(191)的内部蓄水水压低于阈值时，水泵(194)停止运行，水电动阀(17)自动开启将自来水接入灌溉管道系统(1)中；
管道液位监测，通过水位传感器(141)实时监测灌溉管道(14)内部的液位，将灌溉管道(14)内部的实时液位记做C1、C2…Cn。
2.如权利要求1所述的一种温室灌溉管道系统的预警方法，其特征在于：每个所述灌溉管道(14)的底部均设置有灌溉口(142)。
3.如权利要求1所述的一种温室灌溉管道系统的预警方法，其特征在于：将C1、C2…Cn分别对应减去A1、A2…An，若得到的差值均小于零，则判定降水量无法满足灌溉需求，警报组件(4)开启，且水电动阀(17)开启将自来水接入灌溉管道系统(1)中，直到C1、C2…Cn与A1、A2…An的差值不小于零，警报组件(4)关闭。
4.如权利要求1所述的一种温室灌溉管道系统的预警方法，其特征在于：将C1、C2…Cn分别对应减去B1、B2…Bn，若得到的差值均小于零，则判定自来水进水量无法满足灌溉需求，警报组件(4)持续开启，提醒工作人员加大进水量。
5.如权利要求1所述的一种温室灌溉管道系统的预警方法，其特征在于：将C1、C2…Cn分别对应减去B1、B2…Bn，若得到的差值部分小于零，部分大于零，则判定差值大于零的部位的灌溉管道(14)为异常状态，警报组件(4)持续开启。
6.如权利要求1所述的一种温室灌溉管道系统的预警方法，其特征在于：所述警报组件(4)包括警报灯(41)和蜂鸣器(42)，警报灯(41)和蜂鸣器(42)通过导线串联设置。
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