CN203896934U - 一种太阳能的智能节水灌溉系统 - Google Patents

Abstract

一种太阳能的智能节水灌溉系统，包括太阳能电池板、中央控制单元、水阀驱动器、节水灌溉设备、水位感应驱动器以及水位传感器，所述节水灌溉设备包括一蓄水容器、一喷灌设备以及一电动水阀，太阳能电池板与所述中央控制单元的使能端电连接；中央控制单元与所述水阀驱动器的使能端电连接，水阀驱动器与所述电动水阀电连接，水位传感器装设于所述蓄水容器内，水位感应驱动器电连接于所述中央控制单元的使能端。本实用新型通过设置相互配套使用的水位传感器和水位感应驱动器，可以实时对蓄水容器的水位进行监测，当水位低于设置最低水位时立即关闭电动水阀，待水位恢复一定高度后开启电动水阀，避免电动水阀无水工作以及减少水资源的浪费。

Description

一种太阳能的智能节水灌溉系统

技术领域

本实用新型涉及一种农田中浇水控制的设备，尤其是指一种太阳能的智能节水灌溉系统。

背景技术

近年来由于全球气候变暖有进一步加剧的趋势，干旱灾害发生的范围和面积逐步扩大，发生的频率有所增加，造成大面积农作物减产甚至绝收。随着城市化和经济社会发展，土地被大量占用，非农业灌溉用水需求在急剧增加，农业与工业、农村与城市、生产与生活、生产与生态等诸多用水矛盾进一步加剧。尽管中国采取了最严格的耕地保护措施，但大量的农田和农业灌溉水源被城市和工业占用，耕地资源减少的势头难以逆转，水资源短缺的压力进一步增大。因而利用创新技术手段来提高水的利用率，从而起到避免水资源浪费是具有极大的现实意义。

就目前而言，在中国的大多数地区，农业灌溉还是采用传统的地面灌溉的方式，但这类灌溉方式往往耗水量大、水的利用率较低，是一类很不合理的农业灌溉方式，而且上述的灌溉方式往往需要依赖于大量的劳动力去实现，因而采用新技术来取代传统的灌溉方式势在必行。

中国发明专利（申请号201210364565.9，公开号：CN103651063A）披露了一种太阳能自动灌溉系统，其包括有太阳能电池板、控制器、水泵、水量调节阀、高位蓄水池、水位低开关、水位满开关以及可控电磁阀，这种太阳能自动灌溉系统特点在于采用高位蓄水池蓄水的方式代替蓄电池蓄电的方式，虽然具有节能、环保、全自动，无需人工看守的优点，但是在实际的使用过程中还是存在有以下的不足之处：1、在白天只能进行抽水操作，仅能够在夜间对农田进行灌溉，这样很难控制对农田进行有效灌溉，会导致白天需要给水的情况下，水不能及时补充，而夜间灌溉容易出现灌溉过度而导致浪费水资源；2、采用高位蓄水池蓄水的方式必然要求高位蓄水池足够大，这样容易导致高位蓄水池占用极大的土地面积，造成成本上升，不利于推广应用；3、上述自动灌溉系统一般需要经手动水阀或AC220V电动水阀进行人工控制、经水管管网至节水灌溉喷头进行灌溉，这样管道的布设复杂而且会增加大量的建设成本。另外，如采用人工手动控制水阀进行灌溉，往往由于水阀设置地点离居住地远、每天需往返多次、需要耗时耗力、且每次灌溉时间控制不准；如采用AC220V电动水阀进行控制，往往需要架设几百米、甚至上千米的电线来需解决用电的问题，且也存在采用手动控制灌溉效率低的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种太阳能的智能节水灌溉系统，其主要目的在于克服现有自动灌溉系统存在的水资源浪费严重，灌溉效率低的缺陷。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种太阳能的智能节水灌溉系统，包括太阳能电池板、中央控制单元、水阀驱动器以及节水灌溉设备，所述节水灌溉设备包括一蓄水容器、一喷灌设备以及一用于控制所述蓄水容器与喷灌设备连通的电动水阀，所述太阳能电池板的输出端与所述中央控制单元的使能端电连接；所述中央控制单元的输出端与所述水阀驱动器的使能端电连接，所述水阀驱动器与所述电动水阀电连接，还包括水位感应驱动器以及与该水位感应驱动器电连接的水位传感器，所述水位传感器装设于所述蓄水容器内，所述水位感应驱动器的输出端电连接于所述中央控制单元的使能端。

进一步的，还包括一储能蓄电池，该储能蓄电池的使能端电连接于所述中央控制单元的输出端。

进一步的，所述中央控制单元与储能蓄电池之间还电连接有一用于检测蓄电池电量和测量蓄电池电压的第一A/D模块电路，该第一A/D模块电路的输出端电连接于所述中央控制单元的使能端。

进一步的，所述水位感应驱动器为一用于驱动水位感应器进行水位测量的第二A/D模块电路。

进一步的，所述太阳能电池板的输出端在经过一MPPT太阳能控制器后与所述中央控制单元的使能端进行电连接。

进一步的，所述中央控制单元与所述MPPT太阳能控制器双向电连接。

进一步的，还包括一用于进行LED照明、驱动和控制的第三电路，该第三电路的使能端电连接于所述中央控制单元的输出端，该第三电路的输出端电连接有一LED照明灯和/或一紫外线诱虫灯。

进一步的，所述喷灌设备包括一塑料软管以及复数个间隔布置于该塑料软管侧壁面的喷头，所述塑料软管的进水端连通于所述电动水阀的出水口。

进一步的，所述中央控制单元的使能端还电连接有按键输入设备。

进一步的，所述中央控制单元的输出端还电连接有一用于输出系统运行状况信息的LED显示器。

和现有技术相比，本实用新型产生的有益效果在于:

1、本实用新型结构简单、实用性强，通过设置相互配套使用的水位传感器和水位感应驱动器，可以实时对蓄水容器的水位进行监测，当水位低于设置最低水位时立即关闭电动水阀，待水位恢复一定高度后开启电动水阀，避免电动水阀无水工作以及减少水资源的浪费。另外，采用上述水位传感器和水位感应驱动器，可以对蓄水容器内的水位进行全程监测，可根据来水量和水池水位，自动调整电动水阀工作时间和预留水量，从而实现水资源利用的最大化，并且可以尽量地避免出现因来水量不足而导致隔天无水灌溉的情况。

2、在本实用新型中，通过采用太阳能电池板进行供电，可就地安装无需架设电缆和电线，低压安全，并且通过设置所述MPPT太阳能控制器，可以使得太阳能电池板的具有最大发电功率点跟踪功能，可将其发电效率提高30%以上。

3、在本实用新型中，通过中央控制单元和水位感应驱动器进行配合作用，可以对灌溉时间进行固定设置，即可设置白天自动工作（或夜晚工作可设置）、每隔1-12小时（工作间隔时间可设置）工作一次或者每次工作时间10-160分钟（每次工作时间可设置）等方式。通过调整工作间隔可设置每天的工作次数和通过调整每次工作时间可调节灌溉水量，可很好的解决毛竹山、果林、种植园及大棚反季节蔬菜、花卉、水果等的灌溉的问题，以上设置方式的实现均为中央控制单元本身具备的一些常见功能，无需特定开发或者编辑某些工作软件或者程序，因而可以极大地降低本实用新型的成本，而且能够保证智能化控制出水，大大地提高了用水效率。

4、在本实用新型中，将所述喷灌设备设置成配置上多个喷头的塑料软管结构，因而在安装使用时，可以不受地点限制，也不需要就地安装，拆卸和运输极其方便，另外，还通过设置LED照明灯和/或一紫外线诱虫灯，可以使得本实用新型兼具有夜间照明、诱虫杀虫的功效。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图说明本实用新型的具体实施方式。

参照图1。一种太阳能的智能节水灌溉系统，包括太阳能电池板1、中央控制单元2、水阀驱动器3以及节水灌溉设备4，本实施例中，中央控制单元2可以是中央处理器（CPU）、单片机（MCU）或者微处理器。所述节水灌溉设备4包括一蓄水容器40、一喷灌设备41以及一用于控制所述蓄水容器40与喷灌设备41连通的电动水阀42，所述太阳能电池板1的输出端与所述中央控制单元2的使能端电连接；所述中央控制单元2的输出端与所述水阀驱动器3的使能端电连接，所述水阀驱动器3与所述电动水阀42电连接，上述太阳能的智能节水灌溉系统还包括水位感应驱动器5以及与该水位感应驱动器5电连接的水位传感器45，所述水位传感器45装设于所述蓄水容器40内，所述水位感应驱动器5的输出端电连接于所述中央控制单元2的使能端，本实施例中，上述所述水位感应驱动器5优选为一用于驱动水位感应器进行水位测量的第二A/D模块电路。本实施例通过设置相互配套使用的水位传感器45和水位感应驱动器5，可以实时对蓄水容器40的水位进行监测，当水位低于设置最低水位时立即关闭电动水阀42，待水位恢复一定高度后开启电动水阀42，避免电动水阀42无水工作以及减少水资源的浪费。另外，采用上述水位传感器45和水位感应驱动器5，可以对蓄水容器40内的水位进行全程监测，可根据来水量和水池水位，自动调整电动水阀42工作时间和预留水量，从而实现水资源利用的最大化，并且可以尽量地避免出现因来水量不足而导致隔天无水灌溉的情况。另外，通过中央控制单元2和水位感应驱动器5进行配合作用，可以对灌溉时间进行固定设置，即可设置白天自动工作（或夜晚工作可设置）、每隔1-12小时（工作间隔时间可设置）工作一次或者每次工作时间10-160分钟（每次工作时间可设置）等方式。通过调整工作间隔可设置每天的工作次数和通过调整每次工作时间可调节灌溉水量，可很好的解决毛竹山、果林、种植园及大棚反季节蔬菜、花卉、水果等的灌溉的问题，以上设置方式的实现均为中央控制单元2本身具备的一些常见功能，无需特定开发或者编辑某些工作软件或者程序，因而可以极大地降低本实用新型的成本，而且能够保证智能化控制出水，大大地提高了用水效率。

参照图1。上述太阳能的智能节水灌溉系统还包括一储能蓄电池6，该储能蓄电池6的使能端电连接于所述中央控制单元2的输出端。所述中央控制单元2与储能蓄电池6之间还电连接有一用于检测蓄电池电量和测量蓄电池电压的第一A/D模块电路60，该第一A/D模块电路60的输出端电连接于所述中央控制单元2的使能端。

参照图1。所述太阳能电池板1的输出端在经过一MPPT太阳能控制器10后与所述中央控制单元2的使能端进行电连接。所述中央控制单元2与所述MPPT太阳能控制器10双向电连接。本实施例通过采用太阳能电池板1进行供电，可就地安装无需架设电缆和电线，低压安全，并且通过设置所述MPPT太阳能控制器10，可以使得太阳能电池板1的具有最大发电功率点跟踪功能，可将其发电效率提高30%以上。

参照图1。上述太阳能的智能节水灌溉系统还包括一用于进行LED照明、驱动和控制的第三电路7，该第三电路7的使能端电连接于所述中央控制单元2的输出端，该第三电路7的输出端电连接有一LED照明灯70和一紫外线诱虫灯71。通过设置LED照明灯70和一紫外线诱虫灯71，可以使得本实施例兼具有夜间照明、诱虫杀虫的功效，可以给农作物增产增收创造有利条件。

参照图1。所述喷灌设备41包括一塑料软管410以及复数个间隔布置于该塑料软管410侧壁面的喷头411，所述塑料软管410的进水端连通于所述电动水阀42的出水口。将所述喷灌设备41设置成配置上多个喷头411的塑料软管410结构，因而在安装使用时，可以不受地点限制，也不需要就地安装，拆卸和运输极其方便。

另外，所述中央控制单元2的使能端还电连接有按键输入设备20，该按键输入设备20可以是键盘。所述中央控制单元2的输出端还电连接有一用于输出系统运行状况信息的LED显示器21。

本实施例中提到的第一A/D模块电路60、第二A/D模块电路以及第三电路7为本领域中配合单片机（MCU）工作的常见电路，其所实现的驱动水位感应器进行水位测量功能、检测蓄电池电量和测量蓄电池电压或者进行LED照明、驱动和控制功能均为其本身固有的功能，因而无需特定开发或者编辑某些工作软件或者程序，可以极大地降低本实施例的成本，并且使得本实施例的使用功能得到有效提升，极大地满足用户的实际需求。

本实施例中提到的MPPT太阳能控制器10的全称为“最大功率点跟踪”（Maximum Power Point Tracking）太阳能控制器，是传统太阳能充放电控制器的升级换代产品。其是一种通过调节电气模块的工作状态，使光伏板能够输出更多电能的电气系统能够将太阳能电池板发出的直流电有效地贮存在蓄电池中，可有效地解决常规电网不能覆盖的偏远地区及旅游地区的生活和工业用电，不产生环境污染。

上述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种太阳能的智能节水灌溉系统，包括太阳能电池板、中央控制单元、水阀驱动器以及节水灌溉设备，所述节水灌溉设备包括一蓄水容器、一喷灌设备以及一用于控制所述蓄水容器与喷灌设备连通的电动水阀，所述太阳能电池板的输出端与所述中央控制单元的使能端电连接；所述中央控制单元的输出端与所述水阀驱动器的使能端电连接，所述水阀驱动器与所述电动水阀电连接，其特征在于：还包括水位感应驱动器以及与该水位感应驱动器电连接的水位传感器，所述水位传感器装设于所述蓄水容器内，所述水位感应驱动器的输出端电连接于所述中央控制单元的使能端。

2.如权利要求1所述一种太阳能的智能节水灌溉系统，其特征在于：还包括一储能蓄电池，该储能蓄电池的使能端电连接于所述中央控制单元的输出端。

3.如权利要求2所述一种太阳能的智能节水灌溉系统，其特征在于：所述中央控制单元与储能蓄电池之间还电连接有一用于检测蓄电池电量和测量蓄电池电压的第一A/D模块电路，该第一A/D模块电路的输出端电连接于所述中央控制单元的使能端。

4.如权利要求3所述一种太阳能的智能节水灌溉系统，其特征在于：所述水位感应驱动器为一用于驱动水位感应器进行水位测量的第二A/D模块电路。

5.如权利要求1-4中任意一项所述一种太阳能的智能节水灌溉系统，其特征在于：所述太阳能电池板的输出端在经过一MPPT太阳能控制器后与所述中央控制单元的使能端进行电连接。

6.如权利要求5所述一种太阳能的智能节水灌溉系统，其特征在于：所述中央控制单元与所述MPPT太阳能控制器双向电连接。

7.如权利要求1所述一种太阳能的智能节水灌溉系统，其特征在于：还包括一用于进行LED照明、驱动和控制的第三电路，该第三电路的使能端电连接于所述中央控制单元的输出端，该第三电路的输出端电连接有一LED照明灯和/或一紫外线诱虫灯。

8.如权利要求1所述一种太阳能的智能节水灌溉系统，其特征在于：所述喷灌设备包括一塑料软管以及复数个间隔布置于该塑料软管侧壁面的喷头，所述塑料软管的进水端连通于所述电动水阀的出水口。

9.如权利要求1所述一种太阳能的智能节水灌溉系统，其特征在于：所述中央控制单元的使能端还电连接有按键输入设备。

10.如权利要求1所述一种太阳能的智能节水灌溉系统，其特征在于：所述中央控制单元的输出端还电连接有一用于输出系统运行状况信息的LED显示器。