CN116267544A - 一种基于无线传感器的农田灌溉测控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于无线传感器的农田灌溉测控系统，涉及农田灌溉水量控制调节技术领域，包括入水管道，所述入水管道上固定安装有喷水管道，喷水管道的外表面滑动套接有伸缩管道，伸缩管道的顶端转动安装有分散组件。本发明由于采用无线传输的方式，因此可以在土地的多个位置布置，采用局域化浇灌的方式，从而解决因土地表面大面积凹陷，导致囤积大量水的问题；设置的分散组件可将水浇洒在不同位置的植物上，获得了更大面积的浇灌半径，提升了效率；设置可根据植物的高度，调整水泵的供水量，从而控制分散组件的垂直停留高度，使其浇灌的水可以洒在叶片上，清除叶片表面的灰尘，使得植物可以更好的光合作用。
Description
技术领域
本发明涉及农田灌溉水量控制调节技术领域，具体为一种基于无线传感器的农田灌溉测控系统。
背景技术
园林灌溉是补充园林植物生长所需的土壤水分，以改善其生长条件的技术措施。利用人工的方法或机械的方法以不同的灌水形式，补充园林绿地的土壤水分，满足植物的水分需求。但是目前园林浇灌都是人工进行控制的，不能实时的根据土壤的环境进行定量浇灌。
为此现有技术，公告号为CN113349040B的发明专利公开了一种可调节水量的农田水利灌溉系统，但是该发明专利的技术方案只能以大面积覆盖的方式进行浇灌，例如，土地表面凹陷的位置则会囤积大量的水，容易使凹陷处附近土壤的含水量升高，不利于该区域植被的生长。
发明内容
为克服上述现有技术的缺陷，本发明提供如下技术方案：一种基于无线传感器的农田灌溉测控系统，包括入水管道，所述入水管道上固定安装有喷水管道，喷水管道的外表面滑动套接有伸缩管道，伸缩管道的顶端转动安装有分散组件，所述入水管道上还固定安装有伸缩防尘桶，伸缩防尘桶的顶端固定安装有底座，底座的中部与伸缩管道滑动配合；所述分散组件包括与伸缩管道转动连接的连接环，连接环上固定安装有至少12个倾斜设置的叶片板，所有所述的叶片板上固定安装有7个堆叠设置的旋转盘支撑环，相邻两个旋转盘支撑环之间的间隙为旋转盘支撑环厚度的一半。
优选地，所述伸缩防尘桶的底部固定安装有泄压管，泄压管远离伸缩防尘桶的一端延伸至土地的上方，所述底座上固定安装有三个探针。
优选地，所述分散组件还包括封盖旋转盘、第一旋转盘、第二旋转盘、第三旋转盘、第四旋转盘、第五旋转盘、第六旋转盘、第七旋转盘。
优选地，所述封盖旋转盘与叶片板的最顶端固定连接，7个所述旋转盘支撑环从上至下依次与第一旋转盘、第二旋转盘、第三旋转盘、第四旋转盘、第五旋转盘、第六旋转盘、第七旋转盘固定连接。
优选地，所述第一旋转盘、第二旋转盘、第三旋转盘、第四旋转盘、第五旋转盘、第六旋转盘、第七旋转盘的外圈直径依次减小，所述第一旋转盘、第二旋转盘、第三旋转盘、第四旋转盘、第五旋转盘、第六旋转盘、第七旋转盘与旋转盘支撑环的厚度相同。
优选地，所述封盖旋转盘的中部固定安装有叶轮连接杆，叶轮连接杆上固定安装有叶轮，叶轮位于伸缩管道的内侧。
优选地，所述入水管道内侧设置有压力传感器，所述入水管道与水泵的排水口相连接，所述水泵由变频调速器控制转速，所述变频调速器由中央控制器控制。
优选地，还包括EC传感器、PH传感器、湿度传感器，所述EC传感器、PH传感器、湿度传感器的输出端与无线发生模块的输入端电性连接。
优选地，所述还包括压力传感器和无线接收模块，所述无线接收模块和压力传感器的输出端与中央控制器的输入端电性连接，所述无线接收模块与无线发射模块电信号连接。
本发明与现有技术相比具备以下有益效果：（1）本发明由于采用无线传输的方式，因此可以在土地的多个位置布置，采用局域化浇灌的方式，从而解决因土地表面大面积凹陷导致囤积大量水的问题；（2）本发明设置的分散组件可将水浇洒在不同位置的植物上，获得了更大面积的浇灌半径，提升了效率；（3）本发明设置可根据植物的高度，调整水泵的供水量，从而控制分散组件的垂直停留高度，使其浇灌的水可以洒在叶片上，清除叶片表面的灰尘，使得植物可以更好的光合作用。
附图说明
图1为本发明安装位置图。
图2为本发明泄压管安装位置图。
图3为本发明整体结构示意图。
图4为本发明底座结构示意图。
图5为本发明叶轮处结构示意图。
图6为本发明分散组件结构拆分图。
图7为本发明分散组件结构剖视图。
图8为本发明水泵供水控制流程图。
图中：101-入水管道；102-伸缩防尘桶；103-伸缩管道；104-底座；105-探针；106-喷水管道；107-压力传感器；108-泄压管；201-封盖旋转盘；202-第一旋转盘；203-第二旋转盘；204-第三旋转盘；205-第四旋转盘；206-第五旋转盘；207-第六旋转盘；208-第七旋转盘；209-旋转盘支撑环；210-叶片板；211-连接环；212-叶轮连接杆；213-叶轮；3-土地。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1-图8所示，本发明提供一种基于无线传感器的农田灌溉测控系统，包括入水管道101，入水管道101上固定安装有喷水管道106，喷水管道106的外表面滑动套接有伸缩管道103，伸缩管道103的顶端转动安装有分散组件，入水管道101上还固定安装有伸缩防尘桶102，伸缩防尘桶102的顶端固定安装有底座104，底座104的中部与伸缩管道103滑动配合，伸缩防尘桶102的底部固定安装有泄压管108，泄压管108远离伸缩防尘桶102的一端延伸至土地3的上方，底座104上固定安装有三个探针105。
分散组件包括与伸缩管道103转动连接的连接环211，连接环211上固定安装有至少12个倾斜设置的叶片板210，所有叶片板210上固定安装有7个堆叠设置的旋转盘支撑环209，相邻两个旋转盘支撑环209之间的间隙为旋转盘支撑环209厚度的一半。分散组件还包括封盖旋转盘201、第一旋转盘202、第二旋转盘203、第三旋转盘204、第四旋转盘205、第五旋转盘206、第六旋转盘207、第七旋转盘208，封盖旋转盘201与叶片板210的最顶端固定连接，7个旋转盘支撑环209从上至下依次与第一旋转盘202、第二旋转盘203、第三旋转盘204、第四旋转盘205、第五旋转盘206、第六旋转盘207、第七旋转盘208固定安装。第一旋转盘202、第二旋转盘203、第三旋转盘204、第四旋转盘205、第五旋转盘206、第六旋转盘207、第七旋转盘208的外圈直径依次减小，第一旋转盘202、第二旋转盘203、第三旋转盘204、第四旋转盘205、第五旋转盘206、第六旋转盘207、第七旋转盘208与旋转盘支撑环209的厚度相同，封盖旋转盘201的中部固定安装有叶轮连接杆212，叶轮连接杆212上固定安装有叶轮213，叶轮213位于伸缩管道103的内侧，入水管道101内侧设置有压力传感器107，入水管道101与水泵的排水口相连接，水泵由变频调速器控制转速，变频调速器由中央控制器控制，还包括EC传感器、PH传感器、湿度传感器，EC传感器、PH传感器、湿度传感器的输出端与无线发生模块的输入端电性连接，还包括压力传感器107和无线接收模块，无线接收模块和压力传感器107的输出端与中央控制器的输入端电性连接，无线接收模块与无线发射模块电信号连接。
本发明公开的一种基于无线传感器的农田灌溉测控系统的工作原理如下：首先水泵与入水管道101相连接，然后将三个探针105插入土地3中，并且使底座104埋入土地3的表面（如图1所示），需要说明的是，三个探针105分别用于检测EC导电率（EC传感器），PH值（PH传感器）。默认状态下，伸缩管道103会在重力的作用下滑落至底部。EC传感器、PH传感器、湿度传感器会将检测到的土壤数据通过无线发射模块和无线接收模块传递到中央控制器中，然后通过变频调速器控制水泵工作，水泵将水泵入入水管道101中，此时入水管道101内充满水压，伸缩管道103会在压力的作用下向上移动（在喷水管道106的表面向上滑动），此时水会经过叶轮213，然后进入到旋转盘支撑环209内侧，此时水会从7个旋转盘支撑环209之间的缝隙流入封盖旋转盘201、第一旋转盘202、第二旋转盘203、第三旋转盘204、第四旋转盘205、第五旋转盘206、第六旋转盘207、第七旋转盘208之间的缝隙中（其中包含顶部旋转盘支撑环209与封盖旋转盘201之间的缝隙，以及底部旋转盘支撑环209与连接环211之间的缝隙），当水经过倾斜设置的叶片板210时，水会带动叶片板210转动，从而带动封盖旋转盘201、第一旋转盘202、第二旋转盘203、第三旋转盘204、第四旋转盘205、第五旋转盘206、第六旋转盘207、第七旋转盘208转动，同时流动的水还会带动叶轮213转动，叶轮213转动也会带动封盖旋转盘201、第一旋转盘202、第二旋转盘203、第三旋转盘204、第四旋转盘205、第五旋转盘206、第六旋转盘207、第七旋转盘208转动（此时水会从封盖旋转盘201、第一旋转盘202、第二旋转盘203、第三旋转盘204、第四旋转盘205、第五旋转盘206、第六旋转盘207、第七旋转盘208缝隙中沿其径向喷出，因此伸缩管道103内部的压力将会降低，当水的泄漏量与水泵向入水管道101内的供水量相同时，入水管道101内的压力保持恒定，此时伸缩管道103则不再移动，从而停留在指定位置，因此可根据植物的高度控制伸缩管道103升降的高度，使其分散组件喷出的水可以浇洒在植物的叶片上，将叶片上的灰尘去除，从而提升植物的光合作用效果，使得植物可以健康的成长），在伸缩管道103上下移动的同时，伸缩防尘桶102与喷水管道106之间的压强也会改变，因此设置泄压管108，使其喷水管道106与伸缩防尘桶102之间的空腔与外部大气相连接，使其保持在同一压力下。综上，分散组件中的封盖旋转盘201、第一旋转盘202、第二旋转盘203、第三旋转盘204、第四旋转盘205、第五旋转盘206、第六旋转盘207、第七旋转盘208会转动，而封盖旋转盘201、第一旋转盘202、第二旋转盘203、第三旋转盘204、第四旋转盘205、第五旋转盘206、第六旋转盘207、第七旋转盘208与水之间存在粘性力，因此旋转的封盖旋转盘201、第一旋转盘202、第二旋转盘203、第三旋转盘204、第四旋转盘205、第五旋转盘206、第六旋转盘207、第七旋转盘208会带动水旋转，而旋转的水又会受到离心力的作用，离心力的大小又跟旋转半径成正比，离心力越大，其水离开分散组件处的初速度也就越大，因此即可获得更远的水平平抛距离，通过设置封盖旋转盘201、第一旋转盘202、第二旋转盘203、第三旋转盘204、第四旋转盘205、第五旋转盘206、第六旋转盘207、第七旋转盘208直径依次降低，拥有不同的旋转半径，从而使得水旋转的作用距离不同，因此封盖旋转盘201、第一旋转盘202、第二旋转盘203、第三旋转盘204、第四旋转盘205、第五旋转盘206、第六旋转盘207、第七旋转盘208处，水离开时的初速度也就不同，因此即可将水浇洒在不同位置的植物上，获得了更大面积的浇灌半径，提升了效率。
Claims (9)
1.一种基于无线传感器的农田灌溉测控系统，包括入水管道（101），其特征在于：所述入水管道（101）上固定安装有喷水管道（106），喷水管道（106）的外表面滑动套接有伸缩管道（103），伸缩管道（103）的顶端转动安装有分散组件，所述入水管道（101）上还固定安装有伸缩防尘桶（102），伸缩防尘桶（102）的顶端固定安装有底座（104），底座（104）的中部与伸缩管道（103）滑动配合；
所述分散组件包括与伸缩管道（103）转动连接的连接环（211），连接环（211）上固定安装有至少12个倾斜设置的叶片板（210），所有所述的叶片板（210）上固定安装有7个堆叠设置的旋转盘支撑环（209），相邻两个旋转盘支撑环（209）之间的间隙为旋转盘支撑环（209）厚度的一半。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器的农田灌溉测控系统，其特征在于：所述伸缩防尘桶（102）的底部固定安装有泄压管（108），泄压管（108）远离伸缩防尘桶（102）的一端延伸至土地（3）的上方，所述底座（104）上固定安装有三个探针（105）。
3.根据权利要求2所述的一种基于无线传感器的农田灌溉测控系统，其特征在于：所述分散组件还包括封盖旋转盘（201）、第一旋转盘（202）、第二旋转盘（203）、第三旋转盘（204）、第四旋转盘（205）、第五旋转盘（206）、第六旋转盘（207）、第七旋转盘（208）。
4.根据权利要求3所述的一种基于无线传感器的农田灌溉测控系统，其特征在于：所述封盖旋转盘（201）与叶片板（210）的最顶端固定连接，7个所述旋转盘支撑环（209）从上至下依次与第一旋转盘（202）、第二旋转盘（203）、第三旋转盘（204）、第四旋转盘（205）、第五旋转盘（206）、第六旋转盘（207）、第七旋转盘（208）固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于无线传感器的农田灌溉测控系统，其特征在于：所述第一旋转盘（202）、第二旋转盘（203）、第三旋转盘（204）、第四旋转盘（205）、第五旋转盘（206）、第六旋转盘（207）、第七旋转盘（208）的外圈直径依次减小，所述第一旋转盘（202）、第二旋转盘（203）、第三旋转盘（204）、第四旋转盘（205）、第五旋转盘（206）、第六旋转盘（207）、第七旋转盘（208）与旋转盘支撑环（209）的厚度相同。
6.根据权利要求5所述的一种基于无线传感器的农田灌溉测控系统，其特征在于：所述封盖旋转盘（201）的中部固定安装有叶轮连接杆（212），叶轮连接杆（212）上固定安装有叶轮（213），叶轮（213）位于伸缩管道（103）的内侧。
7.根据权利要求6所述的一种基于无线传感器的农田灌溉测控系统，其特征在于：所述入水管道（101）内侧设置有压力传感器（107），所述入水管道（101）与水泵的排水口相连接，所述水泵由变频调速器控制转速，所述变频调速器由中央控制器控制。
8.根据权利要求7所述的一种基于无线传感器的农田灌溉测控系统，其特征在于：还包括EC传感器、PH传感器、湿度传感器，所述EC传感器、PH传感器、湿度传感器的输出端与无线发生模块的输入端电性连接。
9.根据权利要求8所述的一种基于无线传感器的农田灌溉测控系统，其特征在于：还包括压力传感器（107）和无线接收模块，所述无线接收模块和压力传感器（107）的输出端与中央控制器的输入端电性连接，所述无线接收模块与无线发射模块电信号连接。
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