CN111296240A - 一种太阳能风能驱动的低压渗水器 - Google Patents

一种太阳能风能驱动的低压渗水器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种太阳能风能驱动的低压渗水器，包括：渗水器主体，所述渗水器主体具有均匀分布的微孔；灌水装置，用于输水至渗水器主体；太阳能风能驱动装置，用于通过太阳能和风能发电驱动灌水装置。本发明与现有的灌水器相比，可在野外无电条件下实现灌溉，可在发电量小、提水压力低的情况下进行灌溉，低压渗水器使水分缓慢渗出，延缓水分下渗，促进根系吸收水分。使用本发明产品，灌溉效率高，可促进野外无电地区发展节水灌溉技术。

Description

一种太阳能风能驱动的低压渗水器
技术领域
本发明涉及灌水器技术领域，特别涉及一种太阳能风能驱动的低压渗水器。
背景技术
目前，灌溉通常通过电能驱动水泵进行输水灌溉，如喷灌，然而此种灌溉方式无法解决无电地区的灌溉问题，另外现有灌水器多由化石燃料发电系统带动，必须在稳压或高压条件下启动，发电量小或低压条件下无法进行灌溉。
发明内容
本发明提供一种太阳能风能驱动的低压渗水器，用以解决上述技术问题。
一种太阳能风能驱动的低压渗水器，包括：
渗水器主体，所述渗水器主体具有均匀分布的微孔；
灌水装置，用于输水至渗水器主体；
太阳能风能驱动装置，用于通过太阳能和风能发电驱动灌水装置。
优选的，所述渗水器主体为管状结构。
优选的，所述渗水器主体采用废旧橡胶和聚乙烯材料制成。
优选的，所述灌水装置包括：水源，输水管；
所述太阳能风能驱动装置包括：
水泵，所述水泵进水端连通水源，所述水泵出水端通过输水管连接所述渗水器主体；
蓄电池，与所述水泵电连接；
太阳能风能发电装置，与所述蓄电池连接，用于将太阳能和风能转换为电能储存至蓄电池中。
优选的，所述太阳能风能发电装置包括：
装置主体，所述蓄电池设置在所述装置主体内；
主控制器、发电控制器，均设置在所述装置主体内；
风能发电机，设置在装置主体上；
若干转动叶，连接在风能发电机的输出轴上；
太阳能电池板，设置在装置主体上，所述风能发电机、蓄电池、太阳能电池板分别与发电控制器电连接，所述主控制器与发电控制器、蓄电池、水泵电连接。
优选的，还包括：调节装置；
所述调节装置包括：
电动旋转盘，设置在装置主体顶端；
水平安装板，固定连接在电动旋转盘顶端的旋转端；
两个竖直固定支架，固定连接在水平安装板顶端的相对两侧；
转动杆，所述转动杆两端分别与两个竖直固定支架转动连接；
第一壳体，位于两个竖直固定支架之间，所述第一壳体与转动杆固定连接，所述风能发电机连接在第一壳体下端；
第二壳体，固定在一个竖直固定支架远离另一个竖直固定支架的一侧；
电机，安装在所述第二壳体内，所述电机的输出轴平行于转动杆，所述电机输出轴与转动杆靠近电机的一端固定连接；
第一连接块，固定连接在第一壳体顶端；
水平连接支架，固定连接在第一连接块左侧或右侧；
第一电动伸缩杆，固定端转动连接在第一连接块前侧或后侧；
第二连接块，设置在太阳能电池板一侧，所述第二连接块转动连接在水平连接支架一侧；
第三连接块，设置在太阳能电池板一端，所述第三连接块与第一电动伸缩杆的伸缩端转动连接；
若干光能传感器，设置在太阳能电池板周侧；
若干第一风速传感器，设置在第一壳体周侧；
所述第一电动伸缩杆、电机、各光能传感器、第一风速传感器、电动旋转盘均与主控制器电连接。
优选的，还包括：防护装置；
所述防护装置包括：
防护壳体，所述防护壳体顶端开口，所述太阳能电池板、风力发电机、调节装置均位于所述防护壳体内；
第一门体和第二门体，分别铰接在防护壳体顶端的相对两侧，所述第一门体和第二门体相互接触可将防护壳体顶端密封；
两个第四连接块，固定连接在防护壳体内相对两侧；
两个第二电动伸缩杆，所述两个第二电动伸缩杆固定端分别固定连接在两个第四连接块上，所述两个第二电动伸缩杆的伸缩端分别与第一门体下端和第二门体下端铰接；
第三电动伸缩杆，固定端固定连接在电动旋转盘上，伸缩端竖直朝上且与水平连接板固定连接；
所述第二电动伸缩杆、第三电动伸缩杆分别与主控制器电连接，所述主控制器与监控终端无线连接。
优选的，还包括供电电路，所述供电电路包括：
第五场效应晶体管，栅极连接风能发电机输出端，漏极接地；
集成芯片，所述集成芯片的开关引脚与第五场效应晶体管的源极连接；
第二电容，一端连接所述集成芯片的供电电压输入引脚，另一端接地；
第四电容，一端连接集成芯片开关管驱动引脚，另一端接地；
第六电阻，一端连接集成芯片开关管驱动引脚，另一端就第三电源；
第五电阻，一端连接集成芯片的开关引脚引脚，另一端连接第四电源；
第一场效应晶体管，漏极连接第四电源，栅极连接集成芯片的高压阈值引脚；
第二场效应晶体管，源极连接第一场效应晶体管源极，所述第二场效应晶体管漏极接地，栅极连接集成芯片的低压阈值引脚；
第五电容，一端连接第一场效应晶体管源极，另一端连接第二场效应晶体管漏极；
第六电容，一端连接第一场效应晶体管源极，另一端连接第二场效应晶体管漏极；
第一电感，第一端连接第一场效应晶体管漏极，第二端连接第二电源；
第三电容，一端连接第一电感第二端，另一端接地；
第一电容，一端连接第一电感第二端，另一端连接集成芯片的电压反馈输入引脚；
第七电阻，第一端连接第一电感第二端，第二端连接第八电阻一端，第八电阻另一端接地；
第一电容，一端连接第一电感第二端，另一端连接第七电阻第二端；
第一电阻，一端连接太阳能电池板正极；
第一光电隔离器，集电极连接第一电阻另一端，负极连接控制器；
第二二极管，负极连接第一光电隔离器发射极；
第二电阻，一端连接第一电源，另一端连接第一光电隔离器正极；
第三场效应晶体管，栅极连接第二二极管负极，漏极连接太阳能电池板负极；
第四场效应晶体管，源极与第三场效应晶体管源极连接；
熔断体，第一端连接蓄电池负极，第二端连接第四场效应晶体管漏极；
第二光电隔离器，正极通过第三电阻连接第一电源，负极连接发电控制器；
第四电阻，第一端连接第二光电隔离器的集电极，第二端连接太阳能电池板正极；
第三二极管，负极连接第二光电隔离器负极，正极连接熔断体第二端；
第四二极管，正极连接太阳能电池板正极及第四电阻第二端；
第八电容，一端连接熔断体第二端，另一端连接第四二极管负极；
第七电容，一端连接熔断体第二端；
第二电感，一端连接第七电容另一端，所述第二电感另一端连接第四二极管负极。
优选的，所述渗水器主体为管状结构，所述低压渗水器还包括：
温度传感器，设置在渗水器主体上或灌水装置上或土壤内；
湿度传感器，设置在渗水器主体上或土壤内；
主控制器，设置在太阳能风能发电装置内，所述主控制器与所述温度传感器、湿度传感器、水泵电连接；
第二风速传感器，设置在太阳能风能发电装置上，用于检测环境风速，所述第二风速传感器与主控制器电连接；
所述主控制器还与监控终端无线连接，所述主控制器根据所述温度传感器检测的温度值、湿度传感器检测的土壤湿度值、第二风速传感器检测的风速值智能控制水泵，以使得输水管的总输水量等于目标输水量，包括以下步骤：
步骤1：根据公式(1)计算输水管的目标输水量；
Q＝Q0*(1+K) 公式(1)
式中，Q为目标输水量，Q为灌溉需水量，K为环境影响系数；
步骤2：根据公式(2)计算灌溉需水量；
Figure BDA0002389313370000051
式中，S为渗水器主体的截面积，L为渗水器主体的长度，D为渗水器主体的距离地面高度，ω1为初始土壤湿度、由所述湿度传感器检测，ω2为灌水完成时目标土壤湿度；
步骤3：根据公式(3)计算环境影响系数；
Figure BDA0002389313370000061
式中，e为自然常数，e＝2.71828，π为常数，π＝3.14159，S为渗水器主体的截面积，n为渗水器主体的单位面积的微孔数量，λ表示微孔的孔径，T表示温度传感器检测的温度值，T0表示预设的温度基准值，V表示第二风速传感器检测的风速值，V0表示预设的风速基准值。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明逻辑示意框图。
图2为本发明渗水器主体与水泵及水源连接的结构示意图。
图3为本发明太阳能风能发电装置的结构示意图。
图4为图3中设置防护装置的结构示意图。
图5为本发明供电电路的电路图。
图中：1、渗水器主体；2、水源；3、输水管；4、太阳能风能驱动装置；41、水泵；42、装置主体；43、风能发电机；431、转动叶；44、太阳能电池板；45、调节装置；451、电动旋转盘；452、水平安装板；453、竖直固定支架；454、第一壳体；455、第二壳体；456、电机；457、第一连接块；458、水平连接支架；459、第一电动伸缩杆；4510、第二连接块；4511、第三连接块；4512、转动杆；46、防护装置；461、防护壳体；462、第一门体；463、第二门体；464、第四连接块；465、第二电动伸缩杆；466、第三电动伸缩杆；R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；R4、第四电阻；R5、第五电阻；R6、第六电阻；R7、第七电阻；R8、第八电阻；C1、第一电容；C2、第二电容；C3、第三电容；C4、第四电容；C5、第五电容；C6、第六电容；C7、第七电容；C8、第八电容；U1、集成芯片；U2、第一光电隔离器；U3、第二光电隔离器；V1、第一电源；V2、第二电源；V3、第三电源；V4、第四电源；Q1、第一场效应晶体管；Q2、第二场效应晶体管；Q3、第三场效应晶体管；Q4、第四场效应晶体管；Q5、第五场效应晶体管；D1、第一二极管；D2、第二二极管；D3、第三二极管；D4、第四二极管；L1、第一电感；L2、第二电感；F、熔断体。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案以及技术特征可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明实施例提供了一种太阳能风能驱动的低压渗水器，如图1-2所示，包括：
渗水器主体1，所述渗水器主体1具有均匀分布的微孔；优选的，所述渗水器主体1为管状结构，优选的，可将渗水器主体埋设在地下；
灌水装置，用于输水至渗水器主体1；
太阳能风能驱动装置4，用于通过太阳能和风能发电驱动灌水装置。
优选的，所述灌水装置包括：水源2，输水管3；
所述太阳能风能驱动装置4包括：
水泵41，所述水泵41进水端连通水源2(通过水管连通水源)，所述水泵41出水端通过输水管3连接所述渗水器主体1；
蓄电池，与所述水泵41电连接，用于给水泵提供电能以驱动水泵；
太阳能风能发电装置，与所述蓄电池连接，用于将太阳能和风能转换为电能储存至蓄电池中。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本发明可用于高温、干旱地区，利用高温、干旱地区丰富的太阳能和风能资源，灌水装置的动力(具体为水泵的动力)由太阳能和风能驱动，通过输水管将水源中水输送给渗水器主体，渗水器主体具有均匀分布的微孔，一次性充水后通过渗透缓慢出水，实现了低提水压力条件下的灌溉，节约灌水时间，广泛适用于高温、干旱野外无电地区。
本发明与现有的灌水器相比，可在野外无电条件下实现灌溉，可在发电量小、提水压力低的情况下进行灌溉，低压渗水器使水分缓慢渗出，延缓水分下渗，促进根系吸收水分。使用本发明产品，灌溉效率高，可促进野外无电地区发展节水灌溉技术。
综上，本发明充分利用丰富的太阳能风能资源，实现在野外无化石能源电力配套条件下的节水灌溉及可实现在低压条件下的灌溉。
在一个实施例中，所述渗水器主体1采用废旧橡胶和聚乙烯材料制成。
上述技术方案的有益效果为：采用废旧橡胶和聚乙烯材料，实现变废为宝、循环利用。
在一个实施例中，如图3-4所示，所述太阳能风能发电装置包括：
装置主体42，所述蓄电池设置在所述装置主体42内；优选的，所述装置主体可为箱体形式。
主控制器、发电控制器，均设置在所述装置主体42内；优选的，所述发电控制器可为风光互补控制器；
风能发电机43，设置在装置主体42上；
若干转动叶431，连接在风能发电机43的输出轴上；优选的，可在风能发电机的输出轴上设置连接筒，在连接筒上设置转动叶；
太阳能电池板44，设置在装置主体42上，所述风能发电机43、蓄电池、太阳能电池板44分别与发电控制器电连接，所述主控制器与发电控制器、蓄电池、水泵41电连接。发电控制器控制风能发电机工作和太阳能电池板工作(还可控制太阳能电池板和风能发电机产生的电能整流、稳压及控制电路的通断)，以及控制蓄电池充放电。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：上述技术方案中，发电控制器控制风能发电机工作和太阳能电池板工作，实现将太阳能和风能转换为电能储存在蓄电池中，蓄电池给水泵及主控制器供电，实现输水至渗水器主体；上述技术方案结构简单，便于实现风能及太阳能发电。
在一个实施例中，如图3-4所示，还包括：调节装置45；
所述调节装置45包括：
电动旋转盘451，设置在装置主体42顶端；
水平安装板452，固定连接在电动旋转盘451顶端的旋转端；
两个竖直固定支架453，固定连接在水平安装板452顶端的相对两侧(如图3为左右两侧)；
转动杆4512，所述转动杆两端分别与两个竖直固定支架453转动连接；
第一壳体454，位于两个竖直固定支架453之间，所述第一壳体454与转动杆固定连接，所述风能发电机43连接在第一壳体454下端；
第二壳体455，固定在一个竖直固定支架453远离另一个竖直固定支架453的一侧；
电机456，安装在所述第二壳体455内，所述电机456的输出轴平行于转动杆，所述电机456输出轴与转动杆靠近电机456的一端固定连接；
第一连接块457，固定连接在第一壳体454顶端；
水平连接支架458，固定连接在第一连接块457左侧或右侧(图3为左侧)；
第一电动伸缩杆459，固定端转动连接在第一连接块457前侧或后侧(图3为后侧，与太阳能电池板相对与水平连接支架来说为同一侧)；
第二连接块4510，设置在太阳能电池板44一侧(图3为左侧)，所述第二连接块4510转动连接在水平连接支架458一侧(图3为后侧)；
第三连接块4511，设置在太阳能电池板44一端(图3为下端)，所述第三连接块4511与第一电动伸缩杆459的伸缩端转动连接；
若干光能传感器(阳光传感器)，设置在太阳能电池板44周侧；
若干第一风速传感器，设置在第一壳体454周侧；
所述第一电动伸缩杆459、电机456、各光能传感器、第一风速传感器、电动旋转盘451均与主控制器电连接。上述风能发电机和太阳能电池板位于第一壳体的相对两端，避免风能发电机影响太阳能电池板。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：光能传感器用于检测其所在区域的阳光强度信息并将其传输给主控制器，风速传感器用于检测其所在区域风速值信息并将其传输给主控器，主控制器根据所述阳光强度信息和风速信息控制调节装置工作，来调整太阳能电池板和风能发电机至合适位置；
上述主控制器控制电动旋转盘转动来带动风能发电机和太阳能电池板横向水平旋转调整角度，主控制器控制电机转动，通过转动杆带动第一壳体纵向转动，来带动风能发电机和太阳能电池板纵向旋转调整角度；主控制器控制第一电动伸缩杆伸缩进一步调整太阳能电池板的倾角，以上调节装置便于控制太阳能电池板和风能发电机调整，且调整范围广，更便于本发明可靠发电。
在一个实施例中，如图4所示，还包括：防护装置46；
所述防护装置46包括：
防护壳体461，所述防护壳体461顶端开口，所述太阳能电池板44、风力发电机456、调节装置45均位于所述防护壳体461内；
第一门体462和第二门体463，分别铰接在防护壳体461顶端的相对两侧(如图4所示为左右两侧)，所述第一门体462和第二门体463相互接触可将防护壳体461顶端密封；
两个第四连接块464，固定连接在防护壳体461内相对两侧；
两个第二电动伸缩杆465，所述两个第二电动伸缩杆465固定端分别固定连接在两个第四连接块464上，所述两个第二电动伸缩杆465的伸缩端分别与第一门体462下端和第二门体463下端铰接；
第三电动伸缩杆466，固定端固定连接在电动旋转盘451上，伸缩端竖直朝上且与水平连接板固定连接；
所述第二电动伸缩杆465、第三电动伸缩杆466分别与主控制器电连接，所述主控制器与监控终端无线连接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：主控制器与监控终端无线连接，可在监控终端发送控制指令，无线传输给主控制器，来控制主控制器工作；
当需要使用太阳能电池板和风能发电机时，主控制器控制第三电动伸缩杆伸长，带动太阳能电池板和风能发电机向上运动，穿过防护壳体顶端，实现太阳能和风能发电；
当在雨雪天需要关闭第一门体和第二门体时，主控制器控制第二电动伸缩杆收缩，来实现通过第一门体和第二门体将防护壳体顶端密封，来保护器内部相关部件，以延长其内部相关部件(太阳能电池板、风能发电机)的使用寿命，更便于本发明长时间可靠使用。
在一个实施例中，还包括供电电路，如图5所示，所述供电电路包括：
第五场效应晶体管Q5，栅极连接风能发电机43输出端，漏极接地；
集成芯片U1，所述集成芯片U1的开关引脚与第五场效应晶体管Q5的源极连接；优选的，所述集成芯片为集成有保护电路和稳压电路的芯片。
第二电容C2，一端连接所述集成芯片U1的供电电压输入引脚，另一端接地；
第四电容C4，一端连接集成芯片U1开关管驱动引脚，另一端接地；
第六电阻R6，一端连接集成芯片U1开关管驱动引脚，另一端就第三电源V3；
第五电阻R5，一端连接集成芯片U1的开关引脚引脚，另一端连接第四电源V4；
第一场效应晶体管Q1，漏极连接第四电源V4，栅极连接集成芯片U1的高压阈值引脚；
第二场效应晶体管Q2，源极连接第一场效应晶体管Q1源极，所述第二场效应晶体管Q2漏极接地，栅极连接集成芯片U1的低压阈值引脚；
第五电容C5，一端连接第一场效应晶体管Q1源极，另一端连接第二场效应晶体管Q2漏极；
第六电容C6，一端连接第一场效应晶体管Q1源极，另一端连接第二场效应晶体管Q2漏极；
第一电感L1，第一端连接第一场效应晶体管Q1漏极，第二端连接第二电源V2；
第三电容C3，一端连接第一电感L1第二端，另一端接地；
第一电容C1，一端连接第一电感L1第二端，另一端连接集成芯片U1的电压反馈输入引脚；
第七电阻R7，第一端连接第一电感L1第二端，第二端连接第八电阻R8一端，第八电阻R8另一端接地；
第一电容C1，一端连接第一电感L1第二端，另一端连接第七电阻R7第二端；
第一电阻R1，一端连接太阳能电池板44正极；
第一光电隔离器U2，集电极连接第一电阻R1另一端，负极连接控制器；
第二二极管D2，负极连接第一光电隔离器发射极；
第二电阻R2，一端连接第一电源V1，另一端连接第一光电隔离器U2正极；
第三场效应晶体管Q3，栅极连接第二二极管D2负极，漏极连接太阳能电池板44负极；
第四场效应晶体管Q4，源极与第三场效应晶体管Q3源极连接；
熔断体F，第一端连接蓄电池负极，第二端连接第四场效应晶体管Q4漏极；
第二光电隔离器U3，正极通过第三电阻R3连接第一电源V1，负极连接发电控制器；由发电控制器控制U2、U3，设置基准电压，U1导通状态时Q3断开；
第四电阻R4，第一端连接第二光电隔离器U3的集电极，第二端连接太阳能电池板44正极；
第三二极管D3，负极连接第二光电隔离器U3负极，正极连接熔断体F第二端；
第四二极管D4，正极连接太阳能电池板44正极及第四电阻R4第二端；
第八电容C8，一端连接熔断体F第二端，另一端连接第四二极管D4负极；
第七电容C7，一端连接熔断体F第二端；通过F进行过流保护。
第二电感L2，一端连接第七电容C7另一端，所述第二电感L2另一端连接第四二极管D4负极。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
上述电路中，由发电控制器控制U2、U3，集成芯片能够实现过压保护，通过集成芯片对输出电压进行反馈调整，通过集成芯片以及Q1、Q2、C1-C6保证电压输出稳定，通过Q3、U2、和Q4、U3实现双重过压保护，以及通过U2能够释放多余电能，通过Q4能够防止充电反向。上述技术方案保证本发明可靠供电。
在一个实施例中，所述渗水器主体为管状结构，所述低压渗水器还包括：
温度传感器，设置在渗水器主体上或灌水装置上或土壤内；
湿度传感器，设置在渗水器主体上或土壤内；当所述温度传感器和湿度传感器设置在土壤内，所述温度传感器和湿度传感器与所述主控制器无线连接。
主控制器，设置在太阳能风能发电装置内，所述主控制器与所述温度传感器、湿度传感器、水泵电连接；
第二风速传感器，设置在太阳能风能发电装置上，用于检测环境风速，所述第二风速传感器与主控制器电连接；
所述主控制器还与监控终端无线连接，所述主控制器根据所述温度传感器检测的温度值、湿度传感器检测的土壤湿度值、第二风速传感器检测的风速值智能控制水泵，以使得输水管的总输水量等于目标输水量，包括以下步骤：
步骤1：根据公式(1)计算输水管的目标输水量；
Q＝Q0*(1+K) 公式(1)
式中，Q为目标输水量，Q为灌溉需水量，K为环境影响系数；
步骤2：根据公式(2)计算灌溉需水量；
Figure BDA0002389313370000141
式中，S为渗水器主体的截面积，L为渗水器主体的长度，D为渗水器主体的距离地面高度，ω1为初始土壤湿度、由所述湿度传感器检测，ω2为灌水完成时目标土壤湿度；
步骤3：根据公式(3)计算环境影响系数；
Figure BDA0002389313370000142
式中，e为自然常数，e＝2.71828，π为常数，π＝3.14159，S为渗水器主体的截面积，n为渗水器主体的单位面积的微孔数量，λ表示微孔的孔径，T表示温度传感器检测的温度值，T0表示预设的温度基准值，V表示第二风速传感器检测的风速值，V0表示预设的风速基准值。
主控制器与监控终端无线连接，可在监控终端发送控制指令，无线传输给主控制器，来控制主控制器工作，以及主控器将其检测的参数发送给监控终端，可通过监控终端显示以及计算所述目标输水量(也可通过主控制器计算)后将其发送给主控器，由主控制器根据其控制水泵工作；
上述技术方案的工作原理和有益效果为：通过温度传感器、湿度传感器、第二风速传感器实时在输水时，监测环境参数，主控制器根据所述温度传感器检测的温度值、湿度传感器检测的土壤湿度值、第二风速传感器检测的风速值智能控制水泵，以使得输水管的总输水量等于目标输水量，以保证输水量满足需求，上述技术方案控制输水时综合考虑环境影响系数，保证输水合理，提高本发明的灌溉效果。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种太阳能风能驱动的低压渗水器，其特征在于，包括：
渗水器主体(1)，所述渗水器主体(1)具有均匀分布的微孔；
灌水装置，用于输水至渗水器主体(1)；
太阳能风能驱动装置(4)，用于通过太阳能和风能发电驱动灌水装置。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能风能驱动的低压渗水器，其特征在于，所述渗水器主体(1)为管状结构。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能风能驱动的低压渗水器，其特征在于，所述渗水器主体(1)采用废旧橡胶和聚乙烯材料制成。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能风能驱动的低压渗水器，所述灌水装置包括：水源(2)，输水管(3)；
所述太阳能风能驱动装置(4)包括：
水泵(41)，所述水泵(41)进水端连通水源(2)，所述水泵(41)出水端通过输水管(3)连接所述渗水器主体(1)；
蓄电池，与所述水泵(41)电连接；
太阳能风能发电装置，与所述蓄电池连接，用于将太阳能和风能转换为电能储存至蓄电池中。
5.根据权利要求4所述的一种太阳能风能驱动的低压渗水器，其特征在于，所述太阳能风能发电装置包括：
装置主体(42)，所述蓄电池设置在所述装置主体(42)内；
主控制器、发电控制器，均设置在所述装置主体(42)内；
风能发电机(43)，设置在装置主体(42)上；
若干转动叶(431)，连接在风能发电机(43)的输出轴上；
太阳能电池板(44)，设置在装置主体(42)上，所述风能发电机(43)、蓄电池、太阳能电池板(44)分别与发电控制器电连接，所述主控制器与发电控制器、蓄电池、水泵(41)电连接。
6.根据权利要求5所述的一种太阳能风能驱动的低压渗水器，其特征在于，还包括：调节装置(45)；
所述调节装置(45)包括：
电动旋转盘(451)，设置在装置主体(42)顶端；
水平安装板(452)，固定连接在电动旋转盘(451)顶端的旋转端；
两个竖直固定支架(453)，固定连接在水平安装板(452)顶端的相对两侧；
转动杆(4512)，所述转动杆(4512)两端分别与两个竖直固定支架(453)转动连接；
第一壳体(454)，位于两个竖直固定支架(453)之间，所述第一壳体(454)与转动杆(4512)固定连接，所述风能发电机(43)连接在第一壳体(454)下端；
第二壳体(455)，固定在一个竖直固定支架(453)远离另一个竖直固定支架(453)的一侧；
电机(456)，安装在所述第二壳体(455)内，所述电机(456)的输出轴平行于转动杆(4512)，所述电机(456)输出轴与转动杆(4512)靠近电机(456)的一端固定连接；
第一连接块(457)，固定连接在第一壳体(454)顶端；
水平连接支架(458)，固定连接在第一连接块(457)左侧或右侧；
第一电动伸缩杆(459)，固定端转动连接在第一连接块(457)前侧或后侧；
第二连接块(4510)，设置在太阳能电池板(44)一侧，所述第二连接块(4510)转动连接在水平连接支架(458)一侧；
第三连接块(4511)，设置在太阳能电池板(44)一端，所述第三连接块(4511)与第一电动伸缩杆(459)的伸缩端转动连接；
若干光能传感器，设置在太阳能电池板(44)周侧；
若干第一风速传感器，设置在第一壳体(454)周侧；
所述第一电动伸缩杆(459)、电机(456)、各光能传感器、第一风速传感器、电动旋转盘(451)均与主控制器电连接。
7.根据权利要求6所述的一种太阳能风能驱动的低压渗水器，其特征在于，还包括：防护装置(46)；
所述防护装置(46)包括：
防护壳体(461)，所述防护壳体(461)顶端开口，所述太阳能电池板(44)、风力发电机(456)、调节装置(45)均位于所述防护壳体(461)内；
第一门体(462)和第二门体(463)，分别铰接在防护壳体(461)顶端的相对两侧，所述第一门体(462)和第二门体(463)相互接触可将防护壳体(461)顶端密封；
两个第四连接块(464)，固定连接在防护壳体(461)内相对两侧；
两个第二电动伸缩杆(465)，所述两个第二电动伸缩杆(465)固定端分别固定连接在两个第四连接块(464)上，所述两个第二电动伸缩杆(465)的伸缩端分别与第一门体(462)下端和第二门体(463)下端铰接；
第三电动伸缩杆(466)，固定端固定连接在电动旋转盘(451)上，伸缩端竖直朝上且与水平连接板固定连接；
所述第二电动伸缩杆(465)、第三电动伸缩杆(466)分别与主控制器电连接，所述主控制器与监控终端无线连接。
8.根据权利要求5所述的一种太阳能风能驱动的低压渗水器，其特征在于，还包括供电电路，所述供电电路包括：
第五场效应晶体管(Q5)，栅极连接风能发电机(43)输出端，漏极接地；
集成芯片(U1)，所述集成芯片(U1)的开关引脚与第五场效应晶体管(Q5)的源极连接；
第二电容(C2)，一端连接所述集成芯片(U1)的供电电压输入引脚，另一端接地；
第四电容(C4)，一端连接集成芯片(U1)开关管驱动引脚，另一端接地；
第六电阻(R6)，一端连接集成芯片(U1)开关管驱动引脚，另一端就第三电源(V3)；
第五电阻(R5)，一端连接集成芯片(U1)的开关引脚引脚，另一端连接第四电源(V4)；
第一场效应晶体管(Q1)，漏极连接第四电源(V4)，栅极连接集成芯片(U1)的高压阈值引脚；
第二场效应晶体管(Q2)，源极连接第一场效应晶体管(Q1)源极，所述第二场效应晶体管(Q2)漏极接地，栅极连接集成芯片(U1)的低压阈值引脚；
第五电容(C5)，一端连接第一场效应晶体管(Q1)源极，另一端连接第二场效应晶体管(Q2)漏极；
第六电容(C6)，一端连接第一场效应晶体管(Q1)源极，另一端连接第二场效应晶体管(Q2)漏极；
第一电感(L1)，第一端连接第一场效应晶体管(Q1)漏极，第二端连接第二电源(V2)；
第三电容(C3)，一端连接第一电感(L1)第二端，另一端接地；
第一电容(C1)，一端连接第一电感(L1)第二端，另一端连接集成芯片(U1)的电压反馈输入引脚；
第七电阻(R7)，第一端连接第一电感(L1)第二端，第二端连接第八电阻(R8)一端，第八电阻(R8)另一端接地；
第一电容(C1)，一端连接第一电感(L1)第二端，另一端连接第七电阻(R7)第二端；
第一电阻(R1)，一端连接太阳能电池板(44)正极；
第一光电隔离器(U2)，集电极连接第一电阻(R1)另一端，负极连接控制器；
第二二极管(D2)，负极连接第一光电隔离器(U2)发射极；
第二电阻(R2)，一端连接第一电源(V1)，另一端连接第一光电隔离器(U2)正极；
第三场效应晶体管(Q3)，栅极连接第二二极管(D2)负极，漏极连接太阳能电池板(44)负极；
第四场效应晶体管(Q4)，源极与第三场效应晶体管(Q3)源极连接；
熔断体(F)，第一端连接蓄电池负极，第二端连接第四场效应晶体管(Q4)漏极；
第二光电隔离器(U3)，正极通过第三电阻(R3)连接第一电源(V1)，负极连接发电控制器；
第四电阻(R4)，第一端连接第二光电隔离器(U3)的集电极，第二端连接太阳能电池板(44)正极；
第三二极管(D3)，负极连接第二光电隔离器(U3)负极，正极连接熔断体(F)第二端；
第四二极管(D4)，正极连接太阳能电池板(44)正极及第四电阻(R4)第二端；
第八电容(C8)，一端连接熔断体(F)第二端，另一端连接第四二极管(D4)负极；
第七电容(C7)，一端连接熔断体(F)第二端；
第二电感(L2)，一端连接第七电容(C7)另一端，所述第二电感(L2)另一端连接第四二极管(D4)负极。
9.根据权利要求4所述的一种太阳能风能驱动的低压渗水器，其特征在于，所述渗水器主体为管状结构，所述低压渗水器还包括：
温度传感器，设置在渗水器主体上或灌水装置上或土壤内；
湿度传感器，设置在渗水器主体上或土壤内；
主控制器，设置在太阳能风能发电装置内，所述主控制器与所述温度传感器、湿度传感器、水泵电连接；
第二风速传感器，设置在太阳能风能发电装置上，用于检测环境风速，所述第二风速传感器与主控制器电连接；
所述主控制器还与监控终端无线连接，所述主控制器根据所述温度传感器检测的温度值、湿度传感器检测的土壤湿度值、第二风速传感器检测的风速值智能控制水泵，以使得输水管的总输水量等于目标输水量，包括以下步骤：
步骤1：根据公式(1)计算输水管的目标输水量；
Q＝Q0*(1+K) 公式(1)
式中，Q为目标输水量，Q为灌溉需水量，K为环境影响系数；
步骤2：根据公式(2)计算灌溉需水量；
Figure FDA0002389313360000061
式中，S为渗水器主体的截面积，L为渗水器主体的长度，D为渗水器主体的距离地面高度，ω1为初始土壤湿度、由所述湿度传感器检测，ω2为灌水完成时目标土壤湿度；
步骤3：根据公式(3)计算环境影响系数；
Figure FDA0002389313360000062
式中，e为自然常数，e＝2.71828，π为常数，π＝3.14159，S为渗水器主体的截面积，n为渗水器主体的单位面积的微孔数量，λ表示微孔的孔径，T表示温度传感器检测的温度值，T0表示预设的温度基准值，V表示第二风速传感器检测的风速值，V0表示预设的风速基准值。
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