CN111869546B - 一种基于物联网的灌溉装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于物联网的灌溉装置，涉及农业灌溉技术领域，具体为一种基于物联网的灌溉装置，包括输水渠，所述输水渠顶部设置有隔网，所述输水渠的右侧固定连接有储水槽，所述储水槽的内部设置有漂浮平台，所述漂浮平台的底部固定安装有吸水口，所述吸水口的顶部固定连接有输水管，所述输水管的顶部固定连接有第一输水泵。该基于物联网的灌溉装置，通过设置输水渠，下雨时田地中多出的雨水透过隔网流入到输水渠中，然后经过输水渠将雨水汇集到储水槽中进行储存，方便收集雨水进行灌溉，降低对其他水源的消耗，同时隔网和过滤网能够对雨水进行过滤，避免雨水中含有的大颗粒杂质进入到储水槽的内部，方便对雨水进行抽取。
Description
技术领域
本发明涉及农业灌溉技术领域，具体为一种基于物联网的灌溉装置。
背景技术
物联网是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、 连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化 学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。
农业灌溉，主要是指对农业耕作区进行的灌溉作业，农业灌溉方式一般可分为为传统的地面灌溉、普通喷灌以及微灌，传统地面灌溉包括畦灌、沟灌、淹灌和漫灌，但这类灌溉方式往往耗水量大、水的利用力较低，是一类很不合理的农业灌溉方式，另外，普通喷灌技术是农业生产中较普遍的灌溉方式。但普通喷灌技术的水的利用效率也不高。现代农业微灌溉技术包括微喷灌、滴灌、渗灌等。这些灌溉技术一般节水性能好、水的利用率较传统灌溉模式高。
现有的灌溉方式一般通过抽取河水或地下水的方式进行农业的灌溉，用水方式较为单一，在用水集中高发期对河水和地下水的使用量较大，容易造成水资源紧张，而在用水淡季大量的雨水流走，造成水之源的浪费，同时现有的灌溉和施肥、喷药系统是相互独立的，需要较高的成本，为此我们提供了一种基于物联网的灌溉装置。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于物联网的灌溉装置，解决了上述背景技术中提出的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于物联网的灌溉装置，包括输水渠，所述输水渠顶部设置有隔网，所述输水渠的右侧固定连接有储水槽，所述储水槽的内部设置有漂浮平台，所述漂浮平台的底部固定安装有吸水口，所述吸水口的顶部固定连接有输水管，所述储水槽的顶部设置有支撑架，所述输水管的顶部固定连接有第一输水泵，所述第一输水泵的左侧固定连接有过滤器，所述过滤器的左侧固定连接有水箱，所述水箱的左侧固定连接有输水接口，所述水箱的顶部固定连接有第二输水泵，所述第二输水泵的右侧通过管道固定连接有三通电磁阀，所述支撑架的内部设置有位于三通电磁阀右侧的肥料箱，所述肥料箱的底部固定连接有肥料输送泵，所述肥料输送泵的左侧通过管道与三通电磁阀的底部固定连接，所述支撑架的顶部活动套接有支撑杆，所述支撑杆的底部与三通电磁阀的底部连通，所述支撑杆的顶部固定连接有水平杆，所述水平杆的底部固定连接有行走轮和连接管，所述连接管的底部固定连接有喷头，
还包括物联网控制电路，所述物联网控制电路包括控制器和分别与所述控制器连接的土壤墒情监测模块、报警模块。
可选的，所述输水渠的高度略低于地面的高度，所述隔网位于输水渠顶部的边沿处，
所述隔网和储水槽的连接处设置有过滤网，所述过滤网位于隔网的右端，所述过滤网与输水渠成四十五度角倾斜。
可选的，所述漂浮平台采用泡沫塑料材质制作而成，所述漂浮平台的外部覆盖有一层防腐蚀涂层，所述吸水口的顶部贯通漂浮平台的内部并与输水管的底部连接在一起，所述漂浮平台的外部设置有保护网，所述保护网包围在吸水口的外部。
可选的，所述过滤器的内部设置有粗滤网，所述粗滤网的左侧设置有精滤网。
可选的，所述肥料箱的顶部固定连接有进料口，所述进料口的顶部延伸至支撑架的顶部，所述肥料箱的内部设置有搅拌轴，所述搅拌轴的左侧固定连接有驱动电机，所述驱动电机固定安装在肥料箱的左侧。
可选的，所述支撑杆的外部固定套接有转动齿轮，所述转动齿轮的右侧设置有减速电机，所述转动齿轮与减速电机输出轴上的传动齿轮啮合在一起，所述减速电机的底部固定安装在支撑架的顶部。
可选的，所述喷头的顶部固定连接有横杆，所述横杆的顶部铰接有调节杆，所述调节杆的顶部活动套接在水平杆的内部，所述水平杆的底部活动套接有调节盘，所述调节盘螺纹套接在调节杆的外部，所述调节杆的数量有两个且对称分布在横杆的两端。
可选的，所述储水槽的顶部设置有槽口，所述槽口的内部设置有盖板，所述盖板与槽口密封在一起。
可选的，所述支撑杆和水平杆的内部均设置有供液体输送的管路，所述支撑杆的底部通过卡接的方式与三通电磁阀的顶部连接，所述支撑杆的底部与三通电磁阀的顶部能够相互滑动。
还包括土壤温度传感器和土壤湿度传感器，分别用于检测土壤的温度值和土壤的湿度值，所述土壤温度传感器和土壤湿度传感器分别与所述土壤墒情监测模块连接，将检测到的土壤的温度值和湿度值信号传递给土壤墒情监测模块；
还包括pH计，用于检测土壤的pH值，所述pH计与土壤墒情监测模块连接，将检测到的pH值信号传递给土壤墒情监测模块；
所述土壤墒情监测模块通过以下公式计算土壤墒值：
通过以下公式计算检测到的土壤墒值与预设土壤墒值
之间的差值比例A：
当A的值大于3%时，土壤墒情监测模块判断土壤的情况异常，将信号传递给控制器，控制器控制所述报警模块发出处理的警报；
当A的值小于等于3%时，土壤墒情监测模块判断土壤的情况正常，将信号传递给控制器记录。
本发明提供了一种基于物联网的灌溉装置，具备以下有益效果：
1、该基于物联网的灌溉装置，通过设置输水渠，下雨时田地中多出的雨水透过隔网流入到输水渠中，然后经过输水渠将雨水汇集到储水槽中进行储存，方便收集雨水进行灌溉，降低对其他水源的消耗，同时隔网和过滤网能够对雨水进行过滤，避免雨水中含有的大颗粒杂质进入到储水槽的内部，方便对雨水进行抽取。
2、该基于物联网的灌溉装置，通过设置漂浮平台，储水槽中的水体在长时间的静置后，水体中的杂质会逐渐的沉淀到底部，而漂浮平台利用浮力漂浮在雨水的表面，使得漂浮平台底部的吸水口能够从水体的上层抽取较为干净的水，同时吸水口底部的保护网能够对吸水口进行过滤，避免漂浮的杂质进入到吸水口中，防止杂质堵塞输水管。
3、该基于物联网的灌溉装置，通过设置三通电磁阀分别连接水箱和肥料箱，三通电磁阀能够单独控制水箱和肥料箱的连通，这样就能够利用同一套灌溉系统对农作物进行灌溉、施肥，不需要单独准备农作物的灌溉系统和施肥系统，提高了灌溉施肥的效率，节省了生产成本。
4、该基于物联网的灌溉装置，通过在喷头的顶部设置横杆，由于不同农作物的高度不同，所以农作物灌溉时的高度也不相同，通过旋转调节盘使调节杆向上运动，再由调节杆带动横杆向上移动，进而调整喷头灌溉时的高度，便于对不同的农作物进行灌溉。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明支撑架内部的结构示意图；
图3为本发明俯视的结构示意图；
图4为本发明过滤器内部的结构示意图。
图中：1、输水渠；2、隔网；3、储水槽；4、过滤网；5、漂浮平台；6、吸水口；7、保护网；8、输水管；9、第一输水泵；10、过滤器；101、粗滤网；102、精滤网；11、水箱；12、输水接口；13、第二输水泵；14、三通电磁阀；15、肥料箱；16、进料口；17、搅拌轴；18、驱动电机；19、肥料输送泵；20、支撑架；21、支撑杆；22、转动齿轮；23、减速电机；24、水平杆；25、行走轮；26、连接管；27、喷头；28、横杆；29、调节杆；30、调节盘；31、槽口；32、盖板。
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。
请参阅图1至图4，本发明提供一种技术方案：一种基于物联网的灌溉装置，包括输水渠1，输水渠1顶部设置有隔网2，输水渠1的高度略低于地面的高度，通过设置输水渠1，下雨时田地中多出的雨水透过隔网2流入到输水渠1中，然后经过输水渠1将雨水汇集到储水槽3中进行储存，方便收集雨水进行灌溉，降低对其他水源的消耗，同时隔网2和过滤网4能够对雨水进行过滤，避免雨水中含有的大颗粒杂质进入到储水槽3的内部，方便对雨水进行抽取。
隔网2位于输水渠1顶部的边沿处，输水渠1的右侧固定连接有储水槽3，隔网2和储水槽3的连接处设置有过滤网4，过滤网4位于隔网2的右端，过滤网4与输水渠1成四十五度角倾斜，通过将过滤网4与输水渠1之间设置四十五度的夹角，使得过滤网4的左侧面相对于输水渠1处在右上方的位置，这样过滤网4过滤掉的杂质不容易附着在过滤网4的表面，避免过滤网4被杂质堵塞。
储水槽3的内部设置有漂浮平台5，漂浮平台5的底部固定安装有吸水口6，漂浮平台5采用泡沫塑料材质制作而成，漂浮平台5的外部覆盖有一层防腐蚀涂层，吸水口6的顶部贯通漂浮平台5的内部并与输水管8的底部连接在一起，漂浮平台5的外部设置有保护网7，保护网7包围在吸水口6的外部，通过设置漂浮平台5，储水槽3中的水体在长时间的静置后，水体中的杂质会逐渐的沉淀到底部，而漂浮平台5利用浮力漂浮在雨水的表面，使得漂浮平台5底部的吸水口6能够从水体的上层抽取较为干净的水，同时吸水口6底部的保护网7能够对吸水口6进行过滤，避免漂浮的杂质进入到吸水口6中，防止杂质堵塞输水管8。
吸水口6的顶部固定连接有输水管8，储水槽3的顶部设置有支撑架20，输水管8的顶部固定连接有第一输水泵9，第一输水泵9的左侧固定连接有过滤器10，过滤器10的内部设置有粗滤网101，粗滤网101的左侧设置有精滤网102，通过设置过滤器10利用过滤器10内部的粗滤网101和精滤网102对储水槽3中的雨水进行进一步的过滤，充分去除掉雨水中含有的杂质和细菌，避免杂质和细菌对后续的管道造成堵塞，保证了装置的正常工作。
过滤器10的左侧固定连接有水箱11，水箱11的左侧固定连接有输水接口12，水箱11的顶部固定连接有第二输水泵13，第二输水泵13的右侧通过管道固定连接有三通电磁阀14，支撑架20的内部设置有位于三通电磁阀14右侧的肥料箱15，通过设置肥料箱15，利用驱动电机18带动搅拌轴17转动，能够对肥料箱15内部的肥料和药剂进行充分的搅拌，使肥料和药剂完全的溶解，便于肥料或药剂的喷洒，同时使用机械进行搅拌，节省了大量的人力，提高了施肥的效率，适合大规模的使用。
肥料箱15的顶部固定连接有进料口16，进料口16的顶部延伸至支撑架20的顶部，肥料箱15的内部设置有搅拌轴17，搅拌轴17的左侧固定连接有驱动电机18，驱动电机18固定安装在肥料箱15的左侧，肥料箱15的底部固定连接有肥料输送泵19，肥料输送泵19的左侧通过管道与三通电磁阀14的底部固定连接，通过设置三通电磁阀14分别连接水箱11和肥料箱15，三通电磁阀14能够单独控制水箱11和肥料箱15的连通，这样就能够利用同一套灌溉系统对农作物进行灌溉、施肥，不需要单独准备农作物的灌溉系统和施肥系统，提高了灌溉施肥的效率，节省了生产成本。
支撑架20的顶部活动套接有支撑杆21，支撑杆21的底部与三通电磁阀14的底部连通，支撑杆21的外部固定套接有转动齿轮22，转动齿轮22的右侧设置有减速电机23，转动齿轮22与减速电机23输出轴上的传动齿轮啮合在一起，通过减速电机23带动转动齿轮22转动，再由转动齿轮22带动支撑杆21旋转，使水平杆24围绕支撑杆21做圆周转动，能够对圆周范围内的农作物进行灌溉，而同等周长的情况下圆的面积最大，提高了灌溉的面积。
减速电机23的底部固定安装在支撑架20的顶部，支撑杆21的顶部固定连接有水平杆24，支撑杆21和水平杆24的内部均设置有供液体输送的管路，支撑杆21的底部通过卡接的方式与三通电磁阀14的顶部连接，支撑杆21的底部与三通电磁阀14的顶部能够相互滑动，水平杆24的底部固定连接有行走轮25和连接管26，连接管26的底部固定连接有喷头27，喷头27的顶部固定连接有横杆28，横杆28的顶部铰接有调节杆29，调节杆29的顶部活动套接在水平杆24的内部，水平杆24的底部活动套接有调节盘30，调节盘30螺纹套接在调节杆29的外部，调节杆29的数量有两个且对称分布在横杆28的两端，通过在喷头27的顶部设置横杆28，由于不同农作物的高度不同，所以农作物灌溉时的高度也不相同，通过旋转调节盘30使调节杆29向上运动，再由调节杆29带动横杆28向上移动，进而调整喷头27灌溉时的高度，便于对不同的农作物进行灌溉。
储水槽3的顶部设置有槽口31，槽口31的内部设置有盖板32，盖板32与槽口31密封在一起，通过设置槽口31，在储水槽3长期使用的过程中，会有淤泥逐渐的沉积在储水槽3的底部，会对储水槽3的出水量和水质造成影响，设置槽口31方便对储水槽3内部的淤泥进行清理，保证储水槽3的正常使用。
本发明还包括物联网控制电路，物联网控制电路包括控制器和分别与控制器连接的土壤墒情监测模块、报警模块，土壤墒情监测模块用于监测土壤的情况，当土壤的情况异常时，控制器控制报警模块报警，从而提醒用户对土壤情况进行治理。
具体的，本发明还包括土壤温度传感器和土壤湿度传感器，分别用于检测土壤的温度值和土壤的湿度值，所述土壤温度传感器和土壤湿度传感器分别与所述土壤墒情监测模块连接，将检测到的土壤的温度值和湿度值信号传递给土壤墒情监测模块；
还包括pH计，用于检测土壤的pH值，所述pH计与土壤墒情监测模块连接，将检测到的pH值信号传递给土壤墒情监测模块；
所述土壤墒情监测模块通过以下公式计算土壤墒值：
通过以下公式计算检测到的土壤墒值与预设土壤墒值
之间的差值比例A：
当A的值大于3%时，土壤墒情监测模块判断土壤的情况异常，将信号传递给控制器，控制器控制所述报警模块发出处理的警报；
当A的值小于等于3%时，土壤墒情监测模块判断土壤的情况正常，将信号传递给控制器记录。
上述技术方案的技术效果为：通过设置土壤墒情监测模块实时监测土壤情况，能够实时掌握土壤信息，当监测到土壤的现状存在异常时，例如过于干旱、pH过高等各种情况，则土壤墒情监测模块判断土壤的情况异常，将信号传递给控制器，控制器控制所述报警模块发出处理的警报，便于工作人员及时处理，提高了设备的智能化。
综上，该基于物联网的灌溉装置，使用时，多余的雨水通过输水渠1收集到储水槽3中，经过隔网2、过滤网4对雨水进行初步的过滤，然后利用第一输水泵9将储水槽3内部的雨水输送到过滤器10中，利用过滤器10内部的粗滤网101和精滤网102对雨水进行进一步的过滤，过滤后的雨水进入到水箱11中，然后利用第二输水泵13将输水接口12中的水输送到三通电磁阀14中，之后经过支撑杆21、水平杆24、连接管26输送到喷头27处进行灌溉，当雨水较少时，也可以通过输水接口12将外界的雨水引入到水箱11中进行灌溉，当要施肥喷药时，将肥料或药剂倒入到肥料箱15中，通过驱动电机18带动搅拌轴17转动对肥料或药剂进行搅拌，搅拌均匀后，利用肥料输送泵19将肥料或药剂输送到三通电磁阀14中，之后经过支撑杆21、水平杆24、连接管26输送到喷头27处进行施肥或喷药，通过旋转调节盘30使调节杆29向上运动，再由调节杆29带动横杆28向上移动，可以调整喷头27灌溉时的高度，对不同的农作物进行灌溉，即可。
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 (9)
1.一种基于物联网的灌溉装置，包括输水渠（1），其特征在于：所述输水渠（1）顶部设置有隔网（2），所述输水渠（1）的右侧固定连接有储水槽（3），所述储水槽（3）的内部设置有漂浮平台（5），所述漂浮平台（5）的底部固定安装有吸水口（6），所述吸水口（6）的顶部固定连接有输水管（8），所述储水槽（3）的顶部设置有支撑架（20），所述输水管（8）的顶部固定连接有第一输水泵（9），所述第一输水泵（9）的左侧固定连接有过滤器（10），所述过滤器（10）的左侧固定连接有水箱（11），所述水箱（11）的左侧固定连接有输水接口（12），所述水箱（11）的顶部固定连接有第二输水泵（13），所述第二输水泵（13）的右侧通过管道固定连接有三通电磁阀（14），所述支撑架（20）的内部设置有位于三通电磁阀（14）右侧的肥料箱（15），所述肥料箱（15）的底部固定连接有肥料输送泵（19），所述肥料输送泵（19）的左侧通过管道与三通电磁阀（14）的底部固定连接，所述支撑架（20）的顶部活动套接有支撑杆（21），所述支撑杆（21）的底部与三通电磁阀（14）的底部连通，所述支撑杆（21）的顶部固定连接有水平杆（24），所述水平杆（24）的底部固定连接有行走轮（25）和连接管（26），所述连接管（26）的底部固定连接有喷头（27）；
还包括物联网控制电路，所述物联网控制电路包括控制器和分别与所述控制器连接的土壤墒情监测模块、报警模块；
还包括土壤温度传感器和土壤湿度传感器，分别用于检测土壤的温度值和土壤的湿度值，所述土壤温度传感器和土壤湿度传感器分别与所述土壤墒情监测模块连接，将检测到的土壤的温度值和湿度值信号传递给土壤墒情监测模块；
还包括pH计，用于检测土壤的pH值，所述pH计与土壤墒情监测模块连接，将检测到的pH值信号传递给土壤墒情监测模块；
所述土壤墒情监测模块通过以下公式计算土壤墒值：
通过以下公式计算检测到的土壤墒值与预设土壤墒值
之间的差值比例A：
当A的值大于3%时，土壤墒情监测模块判断土壤的情况异常，将信号传递给控制器，控制器控制所述报警模块发出处理的警报；
当A的值小于等于3%时，土壤墒情监测模块判断土壤的情况正常，将信号传递给控制器记录。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的灌溉装置，其特征在于：所述输水渠（1）的高度低于地面的高度，所述隔网（2）位于输水渠（1）顶部的边沿处，
所述隔网（2）和储水槽（3）的连接处设置有过滤网（4），所述过滤网（4）位于隔网（2）的右端，所述过滤网（4）与输水渠（1）成四十五度角倾斜。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的灌溉装置，其特征在于：所述漂浮平台（5）采用泡沫塑料材质制作而成，所述漂浮平台（5）的外部覆盖有一层防腐蚀涂层，所述吸水口（6）的顶部贯通漂浮平台（5）的内部并与输水管（8）的底部连接在一起，所述漂浮平台（5）的外部设置有保护网（7），所述保护网（7）包围在吸水口（6）的外部。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的灌溉装置，其特征在于：所述过滤器（10）的内部设置有粗滤网（101），所述粗滤网（101）的左侧设置有精滤网（102）。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的灌溉装置，其特征在于：所述肥料箱（15）的顶部固定连接有进料口（16），所述进料口（16）的顶部延伸至支撑架（20）的顶部，所述肥料箱（15）的内部设置有搅拌轴（17），所述搅拌轴（17）的左侧固定连接有驱动电机（18），所述驱动电机（18）固定安装在肥料箱（15）的左侧。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的灌溉装置，其特征在于：所述支撑杆（21）的外部固定套接有转动齿轮（22），所述转动齿轮（22）的右侧设置有减速电机（23），所述转动齿轮（22）与减速电机（23）输出轴上的传动齿轮啮合在一起，所述减速电机（23）的底部固定安装在支撑架（20）的顶部。
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的灌溉装置，其特征在于：所述喷头（27）的顶部固定连接有横杆（28），所述横杆（28）的顶部铰接有调节杆（29），所述调节杆（29）的顶部活动套接在水平杆（24）的内部，所述水平杆（24）的底部活动套接有调节盘（30），所述调节盘（30）螺纹套接在调节杆（29）的外部，所述调节杆（29）的数量有两个且对称分布在横杆（28）的两端。
8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的灌溉装置，其特征在于：所述储水槽（3）的顶部设置有槽口（31），所述槽口（31）的内部设置有盖板（32），所述盖板（32）与槽口（31）密封在一起。
9.根据权利要求1所述的一种基于物联网的灌溉装置，其特征在于：所述支撑杆（21）和水平杆（24）的内部均设置有供液体输送的管路，所述支撑杆（21）的底部通过卡接的方式与三通电磁阀（14）的顶部连接，所述支撑杆（21）的底部与三通电磁阀（14）的顶部能够相互滑动。
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