CN116098042A - 一种园林土壤养护节水滴灌系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及园林滴灌的技术领域，尤其是涉及一种园林土壤养护节水滴灌系统，其包括：滴灌子系统，所述滴灌子系统包括设置于园林区域内的供水管网和供水装置，所述园林区域具有背阴侧和向阳侧，所述园林区域具有背阴区域和向阳区域；所述供水管网于待浇灌苗木位置处安装有滴灌喷头；鼓风子系统，所述鼓风子系统包括多个分别设置于各背阴区域的风机模组，所述风机模组用于生成朝向自身所在背阴区域之外的气流；控制器，包括：第一控制模块，用于根据向阳区域的土壤综合湿度控制滴灌子系统进行滴灌；第二控制模块，用于根据各背阴区域的土壤湿度综合变化速率控制鼓风子系统鼓风。本申请具有实现智能灌溉，降低总用水量的效果。

Description

一种园林土壤养护节水滴灌系统

技术领域

本发明涉及园林滴灌的技术领域，尤其是涉及一种园林土壤养护节水滴灌系统。

背景技术

节约型园林建设作为建设节约型社会的重要组成部分，是当前园林行业贯彻科学发展观和创建资源节约型、环境友好型社会的关键载体，而要真正实现节约型园林，需要从规划设计、施工建设、养护管理等几个方面入手，转换传统观念，依靠科技进步和创新，构建节约型园林绿化的技术支撑体系；但是现有的园林绿化养护节水节能系统，各处统一灌溉，部分背阴区域蒸发慢，湿度持续保持较高水平，部分向阳区域水分蒸发快，不利于园林苗木生长。

发明内容

为了实现智能灌溉，降低总用水量，本申请提供一种园林土壤养护节水滴灌系统。

本申请的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种园林土壤养护节水滴灌系统，包括：

滴灌子系统，所述滴灌子系统包括设置于园林区域内的供水管网和供水装置，所述园林区域具有背阴侧和向阳侧，所述园林区域具有背阴区域和向阳区域；

所述供水管网于待浇灌苗木位置处安装有滴灌喷头；

鼓风子系统，所述鼓风子系统包括多个分别设置于各背阴区域的风机模组，所述风机模组用于生成朝向自身所在背阴区域之外的气流；

控制器，包括：

第一控制模块，用于根据向阳区域的土壤综合湿度控制滴灌子系统进行滴灌；

第二控制模块，用于根据各背阴区域的土壤湿度综合变化速率控制鼓风子系统鼓风。

通过采用上述技术方案，在向阳区域的土壤综合湿度达到需要灌溉的情况时，则整个滴灌子系统开始对园林各处进行滴灌，当背阴区域的湿度水分较高，则鼓风子系统开始工作，生成朝向自身所在背阴区域之外的气流，加速背阴区域的水分蒸发，实现智能灌溉，缓解部分背阴区域蒸发慢，湿度持续保持较高水平的情况。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括：所述风机模组用于生成朝向向阳侧的气流。

通过采用上述技术方案，能够将部分背阴区域的水分蒸发引导向向阳区域，实现智能调配，使得向阳区域能够较长时间的保持湿度，降低总用水量。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述滴灌子系统还包括滴灌定位模块，用于获取各滴灌喷头的喷头定位坐标；

所述鼓风子系统还包括风机定位模块，用于获取各风机模组的风机定位坐标；

所述控制器还包括角度设定模块，角度设定模块用于根据各风机模组的风机定位坐标和各滴灌喷头的喷头定位坐标生成各风机模组的朝向。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：角度设定模块，包括：

参照单元，用于根据各风机模组的风机定位坐标和各滴灌喷头的喷头定位坐标得到每个风机对应的两个角度参照滴灌喷头，两个角度参照滴灌喷头为所有位于所述风机的向阳侧的滴灌喷头中与风机的距离最近的两个滴灌喷头；

朝向生成单元，用于根据风机的风机定位坐标和两个所述角度参照滴灌喷头的喷头定位坐标生成所述风机的朝向。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：朝向生成单元，包括：

中间坐标生成子单元，用于计算两个所述角度参照滴灌喷头的喷头定位坐标的中间位置坐标；

朝向生成子单元，用于根据风机的风机定位坐标和中间位置坐标得到所述风机的朝向。

通过采用上述技术方案，使得风机的气流朝向两个位于所述风机模组所处区域的靠近向阳侧的最近的向阳区域之间的中部位置，从整个系统来看，降低了背阴区域水分向其他方向偏离的情况，实现较为充分地利用。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：第一控制模块，包括：

湿度计算单元，用于计算各向阳区域的土壤湿度的平均值以作为土壤综合湿度；

滴灌控制单元，用于当所述土壤综合湿度低于第一预设值时，控制所述鼓风子系统滴灌。

通过采用上述技术方案，综合考虑整体向阳区域的土壤湿度，实现合理灌溉。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：第二控制模块，包括：

速率计算单元，用于计算各背阴区域的土壤湿度变化速率的平均值以作为土壤湿度综合变化速率；

鼓风控制单元，用于当所述滴灌子系统处于滴灌状态，且所述土壤湿度综合变化速率低于第二预设值时，控制所述鼓风子系统鼓风。

通过采用上述技术方案，综合考虑整体背阴区域的土壤湿度变化速率，实现合理灌溉。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述滴灌喷头为可拆卸式压力补偿滴头。

通过采用上述技术方案，便于后续对灌溉系统的滴灌喷头进行更换。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1、在向阳区域的土壤综合湿度达到需要灌溉的情况时，则整个滴灌子系统开始对园林各处进行滴灌，当背阴区域的湿度水分较高，则鼓风子系统开始工作，生成朝向自身所在背阴区域之外的气流，加速背阴区域的水分蒸发，实现智能灌溉，缓解部分背阴区域蒸发慢，湿度持续保持较高水平的情况；

2、能够将部分背阴区域的水分蒸发引导向向阳区域，实现智能调配，使得向阳区域能够较长时间的保持湿度，降低总用水量；

3、使得风机的气流朝向两个位于所述风机模组所处区域的靠近向阳侧的最近的向阳区域之间的中部位置，从整个系统来看，降低了背阴区域水分向其他方向偏离的情况，实现较为充分地利用。

附图说明

图1是本申请一实施例中园林土壤养护节水滴灌系统的园林布局示意图；

图2是本申请一实施例中园林土壤养护节水滴灌系统的各模块连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本申请的示范性实施例做出说明，其中包括本申请实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本申请的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

需要说明的是，本发明中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

参照图1和图2，该园林土壤养护节水滴灌系统，包括：滴灌子系统、鼓风子系统和控制器，其中，滴灌子系统、鼓风子系统和控制器之间通讯连接，具体地，优选用无线通讯的方式，例如LoRa技术、【WiFi/ IEEE 802.11】协议、【ZigBee/802.15.4】协议、【Thread /IEEE802.15.4】、【Z-Wave】协议等实现通讯。

滴灌子系统包括设置于园林区域内的供水管网和供水装置，供水装置可以为供水泵，园林区域具有背阴侧和向阳侧，例如，在某地，太阳自东南方升起，西南方落下，则该地的园林区域的向阳侧为南侧，背阴侧为北侧；由于园林区域中的苗木分布，而形成了一些区域为向阳区域，一些区域为背阴区域，具体区域大小可根据实际情况而定，例如以3m~5m为直径作为一个区域来进行划分。

其中，供水管网于待浇灌苗木位置处安装有滴灌喷头，滴灌喷头为可拆卸式压力补偿滴头，以便于后续对灌溉系统的滴灌喷头进行更换。

滴灌子系统还包括滴灌定位模块，用于获取各滴灌喷头的喷头定位坐标；滴灌定位模块包括滴灌处理器和多个与滴灌处理器通讯连接的定位器，各定位器分别绑定安装于各滴灌喷头，进而实现对各个滴灌喷头的喷头定位坐标的获取。每个滴灌喷头还绑定安装有插入土壤内的湿度传感器，以获取相应位置的湿度。各个湿度传感器获取到各滴灌喷头处的土壤湿度，发送给滴灌处理器后由滴灌处理器发送给控制器。

鼓风子系统包括多个分别设置于各背阴区域的风机模组，风机模组可以是设置于背阴区域的中心位置，例如上述的圆形区域，则布置在圆心位置；风机模组用于生成朝向自身所在背阴区域之外的气流，具体地，风机模组用于生成朝向向阳侧的气流。

鼓风子系统还包括风机定位模块，风机定位模块用于获取各风机模组的风机定位坐标，风机定位模块包括风机处理器和多个与风机处理器通讯连接的定位器，各定位器分别绑定安装于各风机模组，进而实现对各个风机模组的风机定位坐标的获取；每个风机模组还绑定安装有插入土壤内的湿度传感器，以获取相应位置的湿度。各个湿度传感器获取到各风机模组处的土壤湿度，发送给风机处理器后由风机处理器发送给控制器。

控制器包括第一控制模块和第二控制模块，第一控制模块用于根据向阳区域的土壤综合湿度控制滴灌子系统进行滴灌；第二控制模块用于根据各背阴区域的土壤湿度综合变化速率控制鼓风子系统鼓风。

其中，第一控制模块包括湿度计算单元和滴灌控制单元，湿度计算单元用于计算各向阳区域的土壤湿度的平均值以作为土壤综合湿度；具体地，各向阳区域的土壤湿度即为上述各滴灌喷头处的土壤湿度，通过接收到滴灌定位模块发来的各滴灌喷头处的土壤湿度，计算平均值即可得到向阳区域的土壤综合湿度。

滴灌控制单元用于当土壤综合湿度低于第一预设值时，控制鼓风子系统滴灌。第一预设值由人员根据实际种植苗木的需求而定，滴灌的量和速率也可自行设定。

第二控制模块包括速率计算单元和鼓风控制单元，速率计算单元用于计算各背阴区域的土壤湿度变化速率的平均值以作为土壤湿度综合变化速率；具体地，各背阴区域的土壤湿度即为上述各风机模组处的土壤湿度，通过接收到风机定位模块发来的各风机模组处的土壤湿度，计算平均值即可得到背阴区域的土壤综合湿度。

鼓风控制单元用于当滴灌子系统处于滴灌状态，且土壤湿度综合变化速率低于第二预设值时，控制鼓风子系统鼓风。第二预设值由人员根据实际种植苗木的需求而定，风机模组的功率也可自行设定。

在一实施例中，控制器还包括角度设定模块，角度设定模块用于根据各风机模组的风机定位坐标和各滴灌喷头的喷头定位坐标生成各风机模组的朝向，具体地，角度设定模块包括：参照单元和朝向生成单元。参照单元用于根据各风机模组的风机定位坐标和各滴灌喷头的喷头定位坐标得到每个风机对应的两个角度参照滴灌喷头。

其中，两个角度参照滴灌喷头为所有位于风机的向阳侧的滴灌喷头中与风机的距离最近的两个滴灌喷头；具体计算标准以上述的定位坐标和定位坐标之间的距离为准。

朝向生成单元用于根据风机的风机定位坐标和两个角度参照滴灌喷头的喷头定位坐标生成风机的朝向。朝向生成单元包括中间坐标生成子单元和朝向生成子单元，其中，中间坐标生成子单元用于计算两个角度参照滴灌喷头的喷头定位坐标的中间位置坐标；上述坐标均为平面坐标，例如某一角度参照滴灌喷头的喷头定位坐标为（X1，Y1），另一角度参照滴灌喷头的喷头定位坐标为（X2，Y2），则中间位置坐标为（（X1+ X2）/2，（Y1+ Y2）/2）。

朝向生成子单元用于根据风机的风机定位坐标和中间位置坐标得到风机模组的朝向，通过风机定位坐标和中间位置坐标为（（X1+ X2）/2，（Y1+ Y2）/2）之间得到的以风机定位坐标为起点的向量指向即为风机模组的朝向。此处所指的风机模组的朝向为风机气流的方向，风机模组可以具有一旋转台以驱动风机转动角度，来实现气流方向的变化。且，系统预先建立起朝向（角度）与坐标之间的对应关系，以实现各风机模组于系统中实现精确的角度转动；进而能够使得风机的气流朝向两个位于风机模组所处区域的靠近向阳侧的最近的向阳区域之间的中部位置，从整个系统来看，降低了背阴区域水分向其他方向偏离的情况，实现较为充分地利用。

此处描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、专用ASIC（专用集成电路）、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程滴灌处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程滴灌处理器可以是专用或者通用可编程滴灌处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

这些计算程序（也称作程序、软件、软件应用、或者代码）包括可编程滴灌处理器的机器指令，并且可以利用高级过程和/或面向对象的编程语言、和/或汇编/机器语言来实施这些计算程序。如本文使用的，术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程滴灌处理器的任何计算机程序产品、设备、和/或装置（例如，磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑装置（PLD）），包括，接收作为机器可读信号的机器指令的机器可读介质。术语“机器可读信号”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程滴灌处理器的任何信号。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置（例如，CRT（阴极射线管）或者LCD（液晶显示器）监视器）；以及键盘和指向装置（例如，鼠标或者轨迹球），用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈（例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈）；并且可以用任何形式（包括声输入、语音输入或者、触觉输入）来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统（例如，作为数据服务器）、或者包括中间件部件的计算系统（例如，应用服务器）、或者包括前端部件的计算系统（例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互）、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信（例如，通信网络）来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网（LAN）、广域网（WAN）和互联网。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发申请中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本申请公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本申请保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本申请的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请保护范围之内。

Claims (8)

1.园林土壤养护节水滴灌系统，其特征在于，包括：

滴灌子系统，所述滴灌子系统包括设置于园林区域内的供水管网和供水装置，所述园林区域具有背阴侧和向阳侧，所述园林区域具有背阴区域和向阳区域；

所述供水管网于待浇灌苗木位置处安装有滴灌喷头；

鼓风子系统，所述鼓风子系统包括多个分别设置于各背阴区域的风机模组，所述风机模组用于生成朝向自身所在背阴区域之外的气流；

控制器，包括：

第一控制模块，用于根据向阳区域的土壤综合湿度控制滴灌子系统进行滴灌；

第二控制模块，用于根据各背阴区域的土壤湿度综合变化速率控制鼓风子系统鼓风。

2.如权利要求1所述的园林土壤养护节水滴灌系统，其特征在于，所述风机模组用于生成朝向向阳侧的气流。

3.如权利要求2所述的园林土壤养护节水滴灌系统，其特征在于，所述滴灌子系统还包括滴灌定位模块，用于获取各滴灌喷头的喷头定位坐标；

所述鼓风子系统还包括风机定位模块，用于获取各风机模组的风机定位坐标；

所述控制器还包括角度设定模块，角度设定模块用于根据各风机模组的风机定位坐标和各滴灌喷头的喷头定位坐标生成各风机模组的朝向。

4.如权利要求3所述的园林土壤养护节水滴灌系统，其特征在于，角度设定模块，包括：

参照单元，用于根据各风机模组的风机定位坐标和各滴灌喷头的喷头定位坐标得到每个风机对应的两个角度参照滴灌喷头，两个角度参照滴灌喷头为所有位于所述风机的向阳侧的滴灌喷头中与风机的距离最近的两个滴灌喷头；

朝向生成单元，用于根据风机的风机定位坐标和两个所述角度参照滴灌喷头的喷头定位坐标生成所述风机模组的朝向。

5.如权利要求4所述的园林土壤养护节水滴灌系统，其特征在于，朝向生成单元，包括：

中间坐标生成子单元，用于计算两个所述角度参照滴灌喷头的喷头定位坐标的中间位置坐标；

朝向生成子单元，用于根据风机的风机定位坐标和中间位置坐标得到所述风机的朝向。

6.如权利要求1所述的园林土壤养护节水滴灌系统，其特征在于，第一控制模块，包括：

湿度计算单元，用于计算各向阳区域的土壤湿度的平均值以作为土壤综合湿度；

滴灌控制单元，用于当所述土壤综合湿度低于第一预设值时，控制所述鼓风子系统滴灌。

7.如权利要求1所述的园林土壤养护节水滴灌系统，其特征在于，第二控制模块，包括：

速率计算单元，用于计算各背阴区域的土壤湿度变化速率的平均值以作为土壤湿度综合变化速率；

鼓风控制单元，用于当所述滴灌子系统处于滴灌状态，且所述土壤湿度综合变化速率低于第二预设值时，控制所述鼓风子系统鼓风。

8.如权利要求1所述的园林土壤养护节水滴灌系统，其特征在于，所述滴灌喷头为可拆卸式压力补偿滴头。

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