CN204244843U - 一种利用雨水的太阳能自动喷灌装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用雨水的太阳能自动喷灌装置，属于灌溉节水领域。该装置包括太阳能供电系统和喷灌控制系统，太阳能供电系统包括太阳能发电板、光伏控制器和蓄电池，太阳能发电板设置在路灯杆的顶端，光伏控制器和单片机设置在路灯杆的内部且位于地面上方；喷灌控制系统包括喷头、水管、单片机、水箱、水泵和土壤湿度检测仪。本实用新型的装置结构简单，安装简易，使用方便，设备自动运作，而且核心部分位于地面之上，日常维护方便。

Description

一种利用雨水的太阳能自动喷灌装置

技术领域

本实用新型具体涉及一种利用雨水的太阳能自动喷灌装置，属于灌溉节水领域。

背景技术

现在城市普遍采用人工喷灌的方式进行道路绿化带的灌溉，但这种方式存在很多的问题：首先，不同的植物需水量不同，不能一概而论；其次，采用人工喷水存在明显的水浪费现象；第三，人工灌溉耗费了大量的人力物力，且不能完全覆盖城市每个角落的绿化带；最后，洒水车缓慢行驶工作时会造成交通的堵塞，使道路上的车辆处于怠速状态，耗费大量燃料，排放出的尾气也会造成环境污染。

降水也成为令人棘手的污染源。第一，雨水在形成中会结合大气污染物，从而使降水存在大量有机质等物质，若此类降水汇集排泄到河流中往往造成水体富营养化。第二，现在的道路以水泥或者沥青等材料为主，降水通过下水管道汇集，排向河流，不仅会使河流产生水源污染问题，而且有悖于土壤吸收降水的自然机理。第三，降雨给地下输水管道造成巨大压力，这也是造成近年来大降雨后城市地面积水问题频发的主要原因之一。

当前，国内外有许多关于自动喷灌节水技术的研究，在自动喷灌方面，有利用多谐振荡器的定时喷灌装置；在控制方面，有利用计算机自动控制的全自动喷灌软件开发系统。但是，在国外这部分研究主要应用于生态小区和农业灌溉，在国内主要应用于农业灌溉，还没有涉及到城市绿化带灌溉问题。目前这种技术的应用面较窄，主要存在以下问题：1.技术复杂，不易安装及后期维护修理；2.装置结构复杂且不易操作；3.系统硬件设备及设备控制软件价格高昂。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种利用雨水的太阳能自动喷灌装置，该装置结构简单，以太阳能为能量来源，利用雨水进行喷灌，可实现植物的按需灌溉，利于植物保持良好生长状态。

为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种利用雨水的太阳能自动喷灌装置，包括太阳能供电系统和喷灌控制系统， 所述太阳能供电系统包括太阳能发电板、光伏控制器和蓄电池，太阳能发电板设置在路灯杆的顶端；光伏控制器和单片机设置在路灯杆的内部，且位于地面上方；所述喷灌控制系统包括喷头、水管、单片机、水箱、水泵和土壤湿度检测仪；所述太阳能发电板的正负极通过导线与光伏控制器的输入端正负极相连；所述光伏控制器的输出端正负极通过导线分别与蓄电池的正负极相连；所述光伏控制器的负载输出端通过导线与稳压模块相连，稳压模块输出端的正负极与单片机的正负极相连；所述单片机上的I/O端口通过导线与水泵的负极相连，水泵的正极通过导线与光伏控制器负载输出端的正极相连；所述水泵的进水口通过水管与水箱连通，水泵的出水口通过水管与多个喷头连通；所述水箱与道路排水口下水道相连；所述土壤湿度检测仪通过导线与稳压模块的输出端正负极相连，测量数据信号通过数据线传输至单片机。

所述太阳能发电板的功率为15w、峰值电压为18V、峰值电流为0.87A；所述光伏控制器的电压为12V或24V；所述蓄电池容量为7.2Ah。

所述水泵的功率为45w，流量为180L/h；所述水泵有2个，每个水泵连接20个喷头。

所述喷头喷水的流速为8.3-9.6L/h，喷头喷水的直径为80cm以下。

本实用新型装置具有以下有益效果：

(1)利用土壤湿度检测仪检测土壤湿度对水泵进行控制，不仅实现植物的按需灌溉，可显著减少灌溉用水量，还有利于植物保持良好生长状态。

(2)以太阳能作为能量来源，无需额外电能，绿色环保。

(3)利用雨水进行喷灌，不消耗城市自来水，节约水资源。

(4)装置结构简单，安装简易，使用方便，设备自动运作，不需耗费太多人力物力，而且核心部分位于地面之上，日常维护方便。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

其中，1-太阳能发电板、2-光伏控制器、3-喷头、4-水管、5-单片机、6-蓄电池、7-水箱、8-水泵、9-土壤湿度检测仪。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示，一种利用雨水的太阳能自动喷灌装置，该装置包括太阳能供电系统和喷灌控制系统，其中太阳能供电系统包括太阳能发电板1、光伏控制器2和蓄电池6；喷灌控制系统包括喷头3、水管4、单片机5、水箱7、水泵8和土壤湿度检测仪9。

太阳能发电板1设置在路灯杆的顶端；光伏控制器2和单片机5设置在路灯杆的内部；太阳能发电板1、光伏控制器2和单片机5设置在地面上方。

太阳能发电板1的正负极通过导线与光伏控制器2的输入端正负极相连，光伏控制器2的输出端正负极通过导线分别与蓄电池6的正负极相连；光伏控制器2的负载输出端通过导线与稳压模块相连，稳压模块输出端的正负极与单片机5的正负极相连；单片机5上的I/O端口通过导线与水泵8的负极相连，水泵8的正极通过导线与光伏控制器2负载输出端的正极相连；水泵8的进水口通过水管4与水箱7连通，水泵8的出水口通过水管与多个喷头3连通；土壤湿度检测仪9供电通过导线与稳压模块的输出端正负极相连，测量数据信号通过数据线传输至单片机5(稳压模块降低电路电压，达到单片机5的额定电压)。

土壤湿度检测仪9检测植物根部的土壤的湿度信息并传递给单片机5，当土壤湿度低于系统设置的湿度标准(具体根据不同绿化带的不同植物而定)时，单片机5控制水泵8开启进行喷灌浇水。

实施例

针对南京城区环境特点，本装置使用的太阳能发电板1(功率为15w、峰值电压为18V、峰值电流为0.87A)为蓄电池6充电，选用的蓄电池6容量为7.2Ah，充电时间为8.2h(7Ah/0.87A＝8.2h)。为了对蓄电池6进行充电保护，选用了12V/24V自动识别光伏控制器2，光伏控制器2上的蓄电池连接端子直接与蓄电池6相连，而负载输出端的正负极经过稳压模块将电压降到5V后与单片机5相连，单片机5上的I/O口P1.0、P1.1分别与一个水泵8电流输入的一端相连，水泵8的另一端与控制器负载输出端正极直接相连，通过这种连接为水泵8提供适当大小的电压，且可利用单片机5控制水泵8开关。

水泵8功率为45w，流量为180L/h，水压和水量可供20个8.3-9.6L/h的喷头3 正常喷水，喷头3的喷水最大直径为80cm，同时根据国家规定的两路灯标准间距、南京市亚热带季风气候、降雨量以及路边绿化带的植被情况，一套装置可供32m绿化带喷水并且得出每隔32米在地下安装一个1m*1.6m的水箱7可以保证南京市一年四季绿化带的浇灌用水，地下的水箱7与道路排水口下水道相连接来收集雨水，路面上的水先进入水箱7，多余的水再通过下水管道排出，保证水箱7中水量充足，由绿化带土壤渗透下来的雨水也是另一来源。每套装置约需要40个喷头3，则一套装置中最好使用2个水泵8，每个水泵8连接20个喷头3，同时购买具有多个喷头3共用的喷灌装置，利用一根足够长输水水管4与水泵8出水口相连，在这个水管4上可安装多个喷头3。

另外，选用三线制的土壤湿度检测仪9，其DO端口与单片机5任一I/O口相连(如P0.0)，让单片机5接受土壤湿度数据进行处理。

Claims (4)

1.一种利用雨水的太阳能自动喷灌装置，其特征在于，包括太阳能供电系统和喷灌控制系统，所述太阳能供电系统包括太阳能发电板、光伏控制器和蓄电池，太阳能发电板设置在路灯杆的顶端；光伏控制器和单片机设置在路灯杆的内部，且位于地面上方；所述喷灌控制系统包括喷头、水管、单片机、水箱、水泵和土壤湿度检测仪；所述太阳能发电板的正负极通过导线与光伏控制器的输入端正负极相连；所述光伏控制器的输出端正负极通过导线分别与蓄电池的正负极相连；所述光伏控制器的负载输出端通过导线与稳压模块相连，稳压模块输出端的正负极与单片机的正负极相连；所述单片机上的I/O端口通过导线与水泵的负极相连，水泵的正极通过导线与光伏控制器负载输出端的正极相连；所述水泵的进水口通过水管与水箱连通，水泵的出水口通过水管与多个喷头连通；所述水箱与道路排水口下水道相连；所述土壤湿度检测仪通过导线与稳压模块的输出端正负极相连，测量数据信号通过数据线传输至单片机。

2.根据权利要求1所述的一种利用雨水的太阳能自动喷灌装置，其特征在于，所述太阳能发电板的功率为15w、峰值电压为18V、峰值电流为0.87A；所述光伏控制器的电压为12V或24V；所述蓄电池容量为7.2Ah。

3.根据权利要求1所述的一种利用雨水的太阳能自动喷灌装置，其特征在于，所述水泵的功率为45w，流量为180L/h；所述水泵有2个，每个水泵连接20个喷头。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种利用雨水的太阳能自动喷灌装置，其特征在于，所述喷头喷水的流速为8.3-9.6L/h，喷头喷水的直径为80cm以下。