CN204634575U - 一种灌溉系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种灌溉系统，该系统包括灌溉装置、监控装置；灌溉装置包括通过主管道连接的种植箱，主管道通过支管道连接灌溉管组，主管道上安装主控阀，主控阀与监控装置连接；监控装置包括PLC控制器、人机交互显示屏及采集器。本实用新型不仅可以实现定时定点浇灌，而且通过采集器采集农作物参数，精确控制植物不同时期所需要的水肥，不会出现“过灌”或“欠灌”，使水资源得到充分的利用，根据植物生长状态提供水肥，保证了植物健康生长。

Description

一种灌溉系统

技术领域

本实用新型涉及农业灌溉技术领域，具体而言，涉及一种灌溉系统。

背景技术

作为世界上最大的肥料生产国和消费国，中国农业的化肥利用率处于较低水平，同时，中国也是农业水资源利用率偏低的国家，利用率只有发达国家的1/2。此外，中国还是一个干旱缺水严重的国家，扣除难以利用的洪水和散布在偏远地区的地下水资源后，中国现实可利用的淡水资源量则更少，而且我国农田有效灌溉面积居世界首位，随着水资源短缺形势的日趋严峻和我国农业灌溉用水利用率低下问题的凸显，国家倡导的水肥一体化灌溉施肥技术和灌溉自动控制技术得到了广泛的应用，并成为国家农业发展战略。

目前，我国农业灌溉大多通过水管输送水分并采用地表喷灌的形式，这种灌溉形式是最浪费水资源的，水分蒸发流失较大，植物对于水分的利用率较低，此外，针对土壤浇灌的方法，只是停留在定时定点自动浇灌，而对于天气的阴晴冷暖对土壤的干湿程度确没能考虑，无法精确控制不同植物所需的水分，所以往往导致“过灌”或“欠灌”的情况出现，影响作物生长，造成水源的浪费。

因此，为克服上述存在的缺陷，响应国家大力推广水肥一体化灌溉施肥技术的号召，满足植物的水肥需求，人们急需一种能够自动实现水肥一体化灌溉的灌溉系统。

实用新型内容

为解决现有的土壤浇灌方法，只是停留在定时定点自动浇灌，而对于天气的阴晴冷暖对土壤的干湿程度确没能考虑，无法精确控制不同植物所需的水分，所以往往导致“过灌”或“欠灌”的情况出现，影响作物生长，造成水源的浪费等问题，本实用新型的目的在于提供一种灌溉系统。

为达到上述目的，本实用新型实施例中提供了一种灌溉系统，包括灌溉装置、与灌溉装置连接的监控装置；

其中，灌溉装置包括通过主管道依次连接的多个种植箱，种植箱内的主管道通过支管道连接预埋在种植箱内部的灌溉管组，主管道上安装主控阀，主控阀与监控装置连接；

监控装置包括PLC控制器、人机交互显示屏及用于采集种植箱内农作物参数的采集器，人机交互显示屏和采集器均与PLC控制器连接。

进一步的，灌溉管组包括预埋在种植箱内且并联连接的L型管和至少一个渗透管组，渗透管组位于L型管下方，

其中，L型管的一端连接支管道，另一端由种植箱内伸出，L型管上均匀开有出水孔；

渗透管组包括至少一个渗透管。

进一步的，渗透管包括输水管和套接在输水管外侧的渗水管，渗水管的两端与输水管的两端密封连接，输水管侧壁上均匀开有喷水孔，渗水管侧壁上均匀开有与喷水孔配合使用的渗水孔，渗水管与输水管之间形成渗水空间。

进一步的，支管道上设有电磁阀，电磁阀与PLC控制器连接。

进一步的，采集器为用于检测种植箱内土壤温度和湿度的温湿度传感器，温湿度传感器安装在种植箱内。

进一步的，主管道上连接有水泵和储料箱，储料箱与主管道之间连接进料阀，进料阀与PLC控制器连接。

进一步的，种植箱底部设有可拆卸的底板。

本实用新型的有益效果为：本实用新型提供的灌溉系统不仅可以实现定时定点自动浇灌，而且可以通过采集器采集种植箱内农作物参数，精确控制不同植物在不同时期所需要的水肥，不会导致“过灌”或“欠灌”的情况出现，节约水分和肥料，使浇灌在农作物土壤中的水肥得到了充分的利用，真正做到了水肥一体化设计，根据植物生长状态提供充足的水肥，保证了植物健康生长。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的一种灌溉系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的一种灌溉系统的种植箱的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的一种灌溉系统的渗透管的结构示意图。

图中，

1、主管道；2、种植箱；3、支管道；4、灌溉管组；5、主控阀；6、PLC控制器；7、人机交互显示屏；8、采集器；9、L型管；10、渗透管组；11、输水管；12、渗水管；13、喷水孔；14、渗水孔；15、渗水空间；16、电磁阀；17、底板；18、水泵；19、储料箱；20、进料阀。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

实施例1，如图1所示，本实用新型实施例所述的一种灌溉系统，包括灌溉装置、与灌溉装置连接的监控装置；

其中，灌溉装置包括通过主管道1依次连接的多个种植箱2，种植箱内的主管道通过支管道3连接预埋在种植箱内部的灌溉管组4，主管道上安装主控阀5，主控阀与监控装置连接；

监控装置包括PLC控制器6、人机交互显示屏7及用于采集种植箱内农作物参数的采集器8，人机交互显示屏和采集器均与PLC控制器连接。

该灌溉系统结构简单，可通过监控装置的采集器检测土壤的温湿度和肥力，采集器将检测数据传输给PLC控制器，PLC控制器接收检测数据并与其中的标准数据对比判定土壤在不同时期所需水量和肥料，然后由PLC控制器发出指令控制主控阀实现定时定点自动浇灌，不会导致“过灌”或“欠灌”的情况出现，节约水分和肥料。

此外，本灌溉系统还提供了用于种植的种植箱，植物可以在该种植箱内种植，箱体的设计，可以保存水分和肥料，不会使水肥流失或大量水分蒸发，灌溉管组预埋在种植箱底部的土壤中，实现土壤的渗透灌溉，与现有的地表灌溉相比，减少了水分蒸发，充分利用水分和肥料。

主控阀的开启通过PLC控制器控制，主控阀可以为电磁阀。

PLC控制器用于数据接收、数据处理、操作指令发射等，实现了对土壤温湿度的精确监控；人机交互显示屏可用于设定植物种类、植物所需水分的上下限值等标准参数，当检测土壤的数据低于或高于该参数时，PLC控制器实现供水或停止供水的操作；采集器用于采集种植箱内土壤的温湿度等参数，并将参数实时传输至PLC控制器，该采集器可以为温度传感器、湿度传感器或温湿度传感器。

为提高本实用新型的实用性，本技术方案中，优选的，种植箱侧壁顶部设置可伸缩的地膜，地膜的可伸缩结构类似于卷帘式隐形纱窗结构，可被伸出作为保护膜，也可以自动回缩，收缩自如，地膜用于保持地温，防止种植箱内的土壤水分蒸发，隔绝地下病虫害。

如图2所示，本技术方案中，进一步对所述灌溉管组做进一步的限定，灌溉管组包括预埋在种植箱内且并联连接的L型管9和至少一个渗透管组10，渗透管组位于L型管下方，

其中，L型管的一端连接支管道，另一端由种植箱内伸出，L型管上均匀开有出水孔；

渗透管组包括至少一个渗透管。

L型管有两个作用，第一个作用是用于为种植箱内的植物实现地表灌溉，用于为植物的枝叶提供水肥，另外一个作用是L型管可作为植物攀爬的支架。此外，优选的，L型管由种植箱中部伸出，这样可以使为种植箱内的植物全面灌溉，提高了灌溉效率。

需要说明的是，该L型管顶部还可以设计为“伞“状结构，伞状结构上均设有出水孔，该结构可以更全面的为植物枝叶提供水肥，只要可以实现为植物枝叶提供地表灌溉即可，本实用新型不局限于限定为L型管。

渗透管组可以有多个，渗透管组越多，土壤灌溉效率越高，同时土壤灌溉不会留有死角，全部灌溉彻底，提高了水分利用率。

每个渗透管组包括至少一个渗透管，若含有多个渗透管时，渗水管之间并联连接，多个渗透管可以并联连接有多种形状，水肥通过渗透管浸透到土壤内，提高土壤中水肥。

如图3所示，本技术方案中，进一步所述的渗透管包括输水管11和套接在输水管外侧的渗水管12，渗水管的两端与输水管的两端密封连接，输水管侧壁上均匀开有喷水孔13，渗水管侧壁上均匀开有与喷水孔配合使用的渗水孔14，渗水管与输水管之间形成渗水空间15。

该渗透管用于埋设于地下，并对地下土壤渗透灌溉，从而使土壤中的农作物根部直接吸收水肥，防止了水分蒸发，提高了水肥利用率，套接在一起的输水管和渗水管结构简单，输水管与水泵连接，用于输送灌溉水，喷水孔用于将输水管内的水喷至渗水空间内，渗水孔用于将渗水空间内的水肥渗透至土壤中，防止了输水管与土壤直接接触，以防被土壤中的泥沙堵塞，延长了水管的使用寿命，提高了灌溉效率，有效利用水资源。

本技术方案中，进一步所述的支管道上设有电磁阀16，电磁阀与PLC控制器连接。电磁阀用于控制每个种植箱内支管内是否供水，在具体使用时，种植箱内不同植物需要的水肥不同，可以根据不同的植物选择是否可以起供水。

本技术方案中，对采集器做进一步的限定，采集器为用于检测种植箱内土壤温度和湿度的温湿度传感器，温湿度传感器安装在种植箱内。通过温湿度传感器可进行检测土壤中的水分，并将含水量的数据传输至PLC控制器，精确控制种植箱内的土壤含水量。

本技术方案中，进一步限定了所述主管道上连接有水泵18和储料箱19，储料箱与主管道之间连接进料阀20，进料阀与PLC控制器连接。通过水泵可以控制主管道通水情况，此外，储料箱用于储存肥料，通过进料阀的开启，控制给肥的量，进料阀与PLC控制器连接。

本技术方案中，进一步所述的种植箱底部设有可拆卸的底板17。底部可拆卸的结构设计，可以用来更换种植箱内的土壤，长时间使用土壤需要通过更换后提高土壤肥力。

实施例2，结合实施例1，本实用新型实施例2中还提供了一种应用所述灌溉装置的灌溉方法，该方法包括以下步骤：

S101、通过人机交互显示屏设定农作物所需温湿度的标准灌溉参数，并将标准灌溉参数传输至PLC控制器储存，同时PLC控制器向采集器发出监测土壤参数的请求；

S102、采集器接收指令并监测土壤的温湿度数据，同时将数据传输至PLC控制器；

S103、PLC控制器接收数据，并将数据处理后与标准灌溉参数对比，同时计算出被监测土壤所需水量；

S104、PLC控制器通过开启主控阀和电磁阀为土壤供水。

该方法中，通过人机交互显示屏设定植物种类、植物所需的温度上下限值、植物所需的水分上下限值、土壤肥力上下限值，并将标准参数保存在PLC控制器内；由无线监测终端的采集器对种植箱内的土壤进行周期性的监测，快速、准确地检测出土壤的容积含水量，并计算出土壤水分的数值，同时，相关的传感器也可以对土壤养分进行检测，得出氮、磷、有机质和酸碱度、盐量以及腐殖酸的含量。PLC控制器可以根据需要灵活设定参数的采样周期和存储周期，并进行计算，根据土壤成分，农作物不同，利用人机交互显示屏设定的标准参数进行对比，设置最佳节水灌溉方式。

PLC控制器可实时同步检测多个种植箱内的土壤参数数值，进行数据处理，提供不同植物在各种土壤生长的最佳参数数据，并根据判定后，进行节水灌溉。

需要进一步阐述的是，步骤S103中，所述PLC控制器将数据处理后与标准灌溉参数对比方法为：当土壤中含水率达到标准灌溉参数时，发出控制信号，停止灌水；当土壤中含水率低于标准灌溉参数时，计算出所需水量，发出控制信号并进行供水。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种灌溉系统，其特征在于，包括灌溉装置、与灌溉装置连接的监控装置；

其中，灌溉装置包括通过主管道(1)依次连接的多个种植箱(2)，种植箱内的主管道通过支管道(3)连接预埋在种植箱内部的灌溉管组(4)，主管道上安装主控阀(5)，主控阀与监控装置连接；

监控装置包括PLC控制器(6)、人机交互显示屏(7)及用于采集种植箱内农作物参数的采集器(8)，人机交互显示屏和采集器均与PLC控制器连接。

2.根据权利要求1所述的灌溉系统，其特征在于，灌溉管组包括预埋在种植箱内且并联连接的L型管(9)和至少一个渗透管组(10)，渗透管组位于L型管下方，

其中，L型管的一端连接支管道，另一端由种植箱内伸出，L型管上均匀开有出水孔；

渗透管组包括至少一个渗透管。

3.根据权利要求2所述的灌溉系统，其特征在于，渗透管包括输水管(11)和套接在输水管外侧的渗水管(12)，渗水管的两端与输水管的两端密封连接，输水管侧壁上均匀开有喷水孔(13)，渗水管侧壁上均匀开有与喷水孔配合使用的渗水孔(14)，渗水管与输水管之间形成渗水空间(15)。

4.根据权利要求1所述的灌溉系统，其特征在于，支管道上设有电磁阀(16)，电磁阀与PLC控制器连接。

5.根据权利要求1所述的灌溉系统，其特征在于，采集器为用于检测种植箱内土壤温度和湿度的温湿度传感器，温湿度传感器安装在种植箱内。

6.根据权利要求1所述的灌溉系统，其特征在于，主管道上连接有水泵(18)和储料箱(19)，储料箱与主管道之间连接进料阀(20)，进料阀与PLC控制器连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的灌溉系统，其特征在于，种植箱底部设有可拆卸的底板(17)。