CN113841600A - 一种雨水花园智能灌溉管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种雨水花园智能灌溉管理系统,包括智能控制系统、末端感知系统、节水灌溉系统、水源供应系统和信息管理平台,所述的智能控制系统根据信息管理平台的数据进行参数设置,末端感知系统采集土壤墒情信息和空气气候信息并将数据传输至智能控制系统,智能控制系统对数据进行处理、分析,从而发出是否控制节水灌溉系统和水源供应系统进行灌溉的指令;所述的节水灌溉系统包括依次连接的雨水蓄积模块、灌溉设备和雨水供水管网。本发明通过自动水源切换装置,进行灌溉水源的切换,充分利用现代物联网技术,优先使用雨水集蓄,城市再生水或其他灌溉用水等灌溉水源,实现节约型智慧灌溉,达到进一步循环利用雨水资源的目的。

Description

一种雨水花园智能灌溉管理系统
技术领域
本发明涉及节水灌溉技术领域,具体涉及一种雨水花园智能灌溉管理系统。
背景技术
长期以来,传统节约用水主要集中在农业、工业和居民用水生活领域,而城市绿化、园林灌溉的设施节水往往被人忽略。虽有部分地区采用喷灌、滴灌等新技术用于农业用水灌溉和城市园林绿化用水灌溉,但由于配套设施不完善,灌溉时间不合理及运行管理不到位等问题,造成节水灌溉设施利用效率和效益不高,一方面造成资金浪费,另一方面造成了水资源浪费。
传统雨水花园是基于海绵城市理念,通过天然形成或人工设计的低凹绿地,聚集并吸收来自屋顶、地面的雨水,通过植物、沙土的综合作用,使雨水得到净化,并使之逐渐渗入土壤,涵养地下水,或使之补给景观用水,环卫及厕所冲洗用水等城市公共用水,是一种可持续的雨洪控制与雨水利用基础设施。本发明在传统雨水花园的设计基础上,整合大数据、云平台、物联网等新兴技术,实现灌溉数字化、信息化、自动化、智能化。
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题及不足,提供一种雨水花园智能灌溉管理系统。
本发明为解决上述技术问题的不足,所采用的技术方案是:一种雨水花园智能灌溉管理系统,包括智能控制系统、末端感知系统、节水灌溉系统、水源供应系统和信息管理平台,所述的智能控制系统根据信息管理平台的数据进行参数设置,末端感知系统采集土壤墒情信息和空气气候信息并将数据传输至智能控制系统,智能控制系统对数据进行处理、分析,从而发出是否控制节水灌溉系统和水源供应系统进行灌溉的指令;所述的节水灌溉系统包括依次连接的雨水蓄积模块、灌溉设备和雨水供水管网;所述的水源供应系统包括城市再生水水源、地表水或浅层地下水水源、水源切换装置和配套水源管网,城市再生水水源、地表水或浅层地下水水源以及雨水蓄积模块分别与水源切换装置连接,城市再生水水源、地表水或浅层地下水水源均与配套水源管网连接,且配套水源管网的终端与灌溉设备连通。
作为本发明一种雨水花园智能灌溉管理系统的进一步优化,所述智能控制系统包括依次连接的数据接收模块、数据分析模块和指令输出模块,数据接收模块接收末端感知系统采集的数据,指令输出模块分别与节水灌溉系统、水源供应系统控制连接。
作为本发明一种雨水花园智能灌溉管理系统的进一步优化,所述数据分析模块利用单片机及嵌入式开发实现参数的设置和数据处理。
作为本发明一种雨水花园智能灌溉管理系统的进一步优化,所述末端感知系统包括无线温度传感器、无线湿度传感器、无线光照传感器和无线雨量传感器,无线温度传感器、无线湿度传感器、无线光照传感器和无线雨量传感器均具有数据采集模块和无线数据传输模块,末端感知系统通过数据采集模块采集各传感器的数据,并经无线数据传输模块传输至智能控制系统。当采集到温度超过 30℃,则控制无线湿度传感器
作为本发明一种雨水花园智能灌溉管理系统的进一步优化,所述的末端感知系统还包括可实时监控传感器的PLC远程监控系统。
作为本发明一种雨水花园智能灌溉管理系统的进一步优化,所述的信息管理平台包括数据录入模块、程序编写模块和管理维护模块。
作为本发明一种雨水花园智能灌溉管理系统的进一步优化,所述的灌溉设备包括喷灌、微灌、滴灌或管灌的一种或任意几种。
本发明具有以下有益效果:
一、本发明的雨水花园智能灌溉管理系统通过自动水源切换装置,进行灌溉水源的切换,充分利用现代物联网技术,优先使用雨水集蓄,城市再生水或其他灌溉用水等灌溉水源,实现节约型智慧灌溉,达到进一步循环利用雨水资源的目的。
二、本发明利用大数据、物联网等新兴技术,将物联网技术与城市园林节水灌溉系统的有机结合,实现灌溉数字化、信息化、自动化、智能化,使城市园林灌溉活动由劳动密集型过渡到技术密集型、智慧管理型,有利于智慧城市的建设。
三、本发明的雨水花园智能灌溉管理系统可以根据不同的区域应用环境,进行系统构成的微调,从而适应多种用途和不同需水环境下的智慧化园林绿化灌溉需求,实现雨水花园智能灌溉系统的多功能应用。
附图说明
图1为本发明雨水花园智能灌溉管理系统的组成结构图;
图2为本发明雨水花园智能灌溉管理系统的连接关系图;
附图标记:1、智能控制系统,101、数据接收模块,102、数据分析模块,103、指令输出模块,2、末端感知系统,201、无线温度传感器,202、无线湿度传感器,203、无线光照传感器,204、无线雨量传感器,205、数据采集模块,206、无线数据传输模块,3、节水灌溉系统,301、雨水蓄积模块,302、灌溉设备, 303、雨水供水管网,4、水源供应系统,401、城市再生水水源,402、地表水或浅层地下水水源,403、水源切换装置,404、配套水源管网,5、信息管理平台, 501、数据录入模块,502、程序编写模块,503、管理维护模块。
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。
实施例1
一种雨水花园智能灌溉管理系统,包括智能控制系统1、末端感知系统2、节水灌溉系统3、水源供应系统4和信息管理平台5,所述的智能控制系统1根据信息管理平台5的数据进行参数设置,末端感知系统2采集土壤墒情信息和空气气候信息并将数据传输至智能控制系统1,智能控制系统1对数据进行处理、分析,从而发出是否控制节水灌溉系统3和水源供应系统4进行灌溉的指令;所述的节水灌溉系统3包括依次连接的雨水蓄积模块301、灌溉设备302和雨水供水管网303;所述的水源供应系统4包括城市再生水水源401、地表水或浅层地下水水源402、水源切换装置403和配套水源管网404,城市再生水水源401、地表水或浅层地下水水源402以及雨水蓄积模块301分别与水源切换装置403 连接,城市再生水水源401、地表水或浅层地下水水源402均与配套水源管网404 连接,且配套水源管网404的终端与灌溉设备302连通。
所述智能控制系统1包括依次连接的数据接收模块101、数据分析模块102和指令输出模块103,数据接收模块101接收末端感知系统2采集的数据,指令输出模块103分别与节水灌溉系统3、水源供应系统4控制连接。所述末端感知系统2包括无线温度传感器201、无线湿度传感器202、无线光照传感器203 和无线雨量传感器204,无线温度传感器201、无线湿度传感器202、无线光照传感器203和无线雨量传感器204均具有数据采集模块205和无线数据传输模块 206,末端感知系统2通过数据采集模块205采集各传感器的数据,并经无线数据传输模块206传输至智能控制系统1。所述的末端感知系统2还包括可实时监控传感器的PLC远程监控系统。所述的信息管理平台5包括数据录入模块501、程序编写模块502和管理维护模块503。
为了本发明具有更好的实施效果,所述数据分析模块102利用单片机及嵌入式开发实现参数的设置和数据处理。
较优的,所述的灌溉设备302包括喷灌、微灌、滴灌或管灌的一种或任意几种。
本发明中,智能控制系统主要利用单片机及嵌入式开发,实现参数的设置和处理。土壤湿度传感器测出湿度模拟数据,然后对测出的数据进行处理,转化为二进制,再经过三线制接口发送给单片机。当检测湿度小于设定湿度时,系统发出指令,控制节水灌溉系统(3)的水泵抽水进行灌溉;反之,水泵停止灌溉。
末端感知系统2主要包括无线温度传感器201、无线湿度传感器202、无线光照传感器203和无线雨量传感器204,根据具体条件合理布置,在布设前,针对选区绿化结构和特点进行调查,科学合理的进行传感器的布设,并采取PLC 远程监控系统进行实时监控。
节水灌溉系统3中的雨水蓄积模块301具有占地小、容量大、承重能力强、维护简单等特点,可以收集屋顶、地面雨水,用于灌溉或冲洗地面。当雨水蓄积模块蓄满时,自动关闭模块进水口不再蓄积;当模块内水量不足时,自动切换城市再生水水源401、地表水或浅层地下水水源402灌溉。根据乔木、灌木、草地和微地形设计,安装喷灌、微灌、滴灌、管灌等节水灌溉设施,根据系统指令自动启闭,实现智能化节水灌溉。
水源供应系统的水源供应分为三类,一是经过雨水收集系统储备的雨水,二是城市再生水(中水等),三是当地地表水或浅层地下水,不提倡使用城市的自来水。通过自动水源切换装置403进行灌溉水源的切换,充分利用现代物联网技术,优先使用雨水集蓄,市政中水或其他灌溉用水等灌溉水源,实现节约型智慧灌溉,达到进一步循环利用雨水资源的目的。为确保节水灌溉系统的长久运行,应当配套设计建设市政园林绿化用水供水管网,包括供水管网、绿化带水源管网、区域周边水源管网等。
信息管理平台主要功能为数据管理分析和平台维护。对选区进行植物种类、需水时段、生育期等植被特性调查,进行灌溉用水定额、灌溉制度(次数)、灌溉设施控制方式等灌溉情况调查,在此基础上细化单元灌溉阈值,然后进行数据录入和程序编写,建立信息管理平台,管理协调设施运行。同时可以建立移动端APP、网站等数据后端,实现随时随地都可以对系统状态进行调整,获知灌溉信息及警报。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。

Claims (7)

1.一种雨水花园智能灌溉管理系统,其特征在于:包括智能控制系统(1)、末端感知系统(2)、节水灌溉系统(3)、水源供应系统(4)和信息管理平台(5),所述的智能控制系统(1)根据信息管理平台(5)的数据进行参数设置,末端感知系统(2)采集土壤墒情信息和空气气候信息并将数据传输至智能控制系统(1),智能控制系统(1)对数据进行处理、分析,从而发出是否控制节水灌溉系统(3)和水源供应系统(4)进行灌溉的指令;所述的节水灌溉系统(3)包括依次连接的雨水蓄积模块(301)、灌溉设备(302)和雨水供水管网(303);所述的水源供应系统(4)包括城市再生水水源(401)、地表水或浅层地下水水源(402)、水源切换装置(403)和配套水源管网(404),城市再生水水源(401)、地表水或浅层地下水水源(402)以及雨水蓄积模块(301)分别与水源切换装置(403)连接,城市再生水水源(401)、地表水或浅层地下水水源(402)均与配套水源管网(404)连接,且配套水源管网(404)的终端与灌溉设备(302)连通。
2.如权利要求1所述的一种雨水花园智能灌溉管理系统,其特征在于:所述智能控制系统(1)包括依次连接的数据接收模块(101)、数据分析模块(102)和指令输出模块(103),数据接收模块(101)接收末端感知系统(2)采集的数据,指令输出模块(103)分别与节水灌溉系统(3)、水源供应系统(4)控制连接。
3.如权利要求2所述的一种雨水花园智能灌溉管理系统,其特征在于:所述数据分析模块(102)利用单片机及嵌入式开发实现参数的设置和数据处理。
4.如权利要求1所述的一种雨水花园智能灌溉管理系统,其特征在于:所述末端感知系统(2)包括无线温度传感器(201)、无线湿度传感器(202)、无线光照传感器(203)和无线雨量传感器(204),无线温度传感器(201)、无线湿度传感器(202)、无线光照传感器(203)和无线雨量传感器(204)均具有数据采集模块(205)和无线数据传输模块(206),末端感知系统(2)通过数据采集模块(205)采集各传感器的数据,并经无线数据传输模块(206)传输至智能控制系统(1)。
5.如权利要求4所述的一种雨水花园智能灌溉管理系统,其特征在于:所述的末端感知系统(2)还包括可实时监控传感器的PLC远程监控系统。
6.如权利要求1所述的一种雨水花园智能灌溉管理系统,其特征在于:所述的信息管理平台(5)包括数据录入模块(501)、程序编写模块(502)和管理维护模块(503)。
7.如权利要求1所述的一种雨水花园智能灌溉管理系统,其特征在于:所述的灌溉设备(302)包括喷灌、微灌、滴灌或管灌的一种或任意几种。
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