CN205052385U - 一种人性化园林喷灌系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种人性化园林喷灌系统,包括水源、加压设备、过滤设备、管道、喷头、控制设备，所述控制设备发送控制信号控制喷头工作，还包括热释电模块和湿度检测电路，所述湿度检测电路包括湿度传感器，用于感应环境湿度并转化为湿度采样电压；湿度基准模块，用于提供湿度基准电压；湿度比较模块，耦接于湿度传感器，当湿度采样电压低于湿度基准电压时，发送湿度异常信号；所述热释电模块包括热释电红外传感器，用于感应喷头附近生物热源并输出屏蔽信号；所述控制设备接收到湿度异常信号且未接收到屏蔽信号时，输出控制信号。保证了当人经过喷灌区域时，喷头不会工作以避免影响行人。

Description

一种人性化园林喷灌系统

技术领域

本实用新型涉及一种喷淋系统，更具体地说，它涉及一种人性化园林喷灌系统。

背景技术

园林喷灌是一种具有节水、增产、节地、省工等优点的先进节水高效灌溉技术，喷灌在现代园林灌溉中的应用日益广泛，园林喷灌在艺术性和科学性等方面有其自身的特点，它即可以作为一种独立的艺术品，陶冶人们的情怀，丰富尘世的文化面貌，提高空气质量。

喷灌技术是一种模拟天然降水对植物提供可控制灌水的灌水技术，具有节水、适应性强、灌溉效果好、能有效降低土壤板结合盐碱化的优势。系统主要由水源、加压设备、过滤设备、管道、喷头、控制设备和其他辅助设备组成。但是如果是人为灌溉，需要考虑的因素还有很多，例如最植物影响最大的两个考虑因素，温度与湿度，一旦温度过高或者湿度过低，都会使植物的生存受到影响，但是通过人为进行检测控制，浪费人力成本，且精度不高，现有技术中，较为常见的是通过环境温湿度检测并通过统一的控制终端将独立信号进行发送，一般由于其覆盖面积较大，且在很多园林设计时不会考虑设计空间，控制每个被控的喷头进行送水，但是，控制室人员无法了解到现场的实际情况，如果盲目打开开关进行喷灌，会影响到行人在园林内的正常活动，甚至可能对整个园林的体验度造成不良影响。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种可以自动检测附近生物热源并控制喷头工作的一种人性化园林喷灌系统。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种带温检的园林用喷灌系统,包括水源、加压设备、过滤设备、管道、喷头、控制设备，所述控制设备发送控制信号控制喷头工作，还包括热释电模块和湿度检测电路，所述湿度检测电路包括湿度传感器，用于感应环境湿度并转化为湿度采样电压；湿度基准模块，用于提供湿度基准电压；湿度比较模块，耦接于湿度传感器，当湿度采样电压低于湿度基准电压时，发送湿度异常信号；所述热释电模块包括热释电红外传感器，用于感应喷头附近生物热源并输出屏蔽信号；所述控制设备接收到湿度异常信号且未接收到屏蔽信号时，输出控制信号。

一般说来，带有湿度检测并控制喷灌系统喷灌的技术比较常见，也是目前自动化园林喷灌系统的比较常见的方式，节约了人力成本和资源，且极大的方便了园林娱乐生活，本实用新型结合实际情况进行考虑，由于园林设计时空间以及装置设备的局限性，可能无法保证行人道路上没有被喷淋区域覆盖，这样就会造成了喷头检测到情况自动开启，但是影响行人的现象，对整个体验造成的巨大的不便。

本实用新型可以进一步设置为：所述湿度比较模块耦接有告警模块，当湿度比较模块发送湿度异常信号时，所述告警模块告警以提醒附近使用者喷头处于预工作状态。同样的，告警模块起到了一个提示的作用，引起重视，方便行人避让喷头，使得喷头可以正常出水。

本实用新型可以进一步设置为：所述湿度基准模块包括依次串联设置的第一电阻、第二电阻和第三电阻；所述第一电阻和第二电阻耦接的节点提供基准电压。通过串联设置的三个电阻，并提供基准电压，保证使用时可以提高使用的安全性和可靠性。

本实用新型可以进一步设置为：所述第三电阻为可调电阻。通过第三电阻可以调节基准电压的大小，从而可以根据单位可燃载量以及环境实际情况设置不同的预设值。

本实用新型可以进一步设置为：所述第一电阻并联设置有抗扰模块，所述抗扰模块包括串联设置的第四电阻和开关元件，所述开关元件的被控端耦接于湿度异常信号。如果湿度传感器在采样时的采样电压出现扰动且又处于湿度基准电压附近的情况，那么容易造成发送异常信号的执行设备反复动作，影响设备使用寿命，所以当湿度比较模块输出湿度异常信号时，拉低基准电压的大小，其原理如下，湿度比较模块输出为高电平(湿度异常信号)，控制开关管导通，相当于在第一电阻并联一个第四电阻，相当于使得第一电阻的等效阻值减小，所以第二电阻分压获得的电压增大，使得基准电压增大，防止因采样电压在基准电压附近浮动导致后续电路反复动作而损坏。

本实用新型可以进一步设置为：所述热释电红外传感器包括壳体、光学滤镜、场效应管和热释电元件，所述壳体上设有通孔，所述光学滤镜卡接于所述通孔中，所述场效应管和热释电元件位于所述热释电红外传感器的壳体内部，所述热释电元件接于所述场效应管的栅极和地端之间，所述场效应管漏极接于控制装置，其源极接于高电平。所述热释电红外传感器包括壳体、光学滤镜、场效应管和热释电元件，所述壳体上设有通孔，所述光学滤镜卡接于所述通孔中，所述场效应管和热释电元件位于所述热释电红外传感器的壳体内部，并通过光学滤镜感应外部热辐射。光学滤镜的主要作用是只允许波长在10μm左右的红外线(人体发出的红外线波长)通过，而将灯光、太阳光及其他辐射滤掉，以抑制外界的干扰。红外感应源通常由两个串联或者并联的热释电元件组成，这两个热释电元件的电极相反，环境背景辐射对两个热释电元件几乎具有相同的作用，使其产生的热释电效应相互抵消，输出信号接近为零。一旦有人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元件接收，由于角度不同，两片热释电元件接收到的热量不同，热释电能量也不同，不能完全抵消，经处理电路处理后输出控制信号。热释电效应同压电效应类似，是指由于温度的变化而引起晶体表面电荷的现象。热释电红外传感器由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成，在元件两个表面做成电极，在传感器监测范围内温度有△T的变化时，热释电效应会在两个电极上产生电荷△Q，即在两电极之间产生一微弱的电压△V。由于它的输出阻抗极高，在传感器中有一个场效应管进行阻抗变换。热释电效应所产生的电荷△Q会被空气中的离子所结合而消失，即当环境温度稳定不变时，△T＝O，传感器无输出。人体或者体积较大的动物都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10μm左右的红外线，当人体进入检测区，因人体温度与环境温度有差别，人体发射的10μm左右的红外线通过菲涅耳透镜滤光片增强后聚集到红外感应源(热释电元件)上，红外感应源在接收到人体红外辐射时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，进而产生△T并将△T向外围电路输出，就可以以“0”和“1”的逻辑通过控制设备进行输出。

本实用新型可以进一步设置为：所述场效应管漏极与地端设有EMI电容。一方面可以使漏极输出的电压值接近恒定，且其输出不易受磁干扰的影响。

本实用新型可以进一步设置为：所述场效应管栅极与地端设有偏置电阻。由于电热效应产生了信号为电流信号，所以通过在场效应管的栅极与地端设置个电阻，可以将电流信号转化为电压信号，且可通过调节偏置电阻的阻值调节其导通的阀值，也就是调节热释电红外传感器的灵敏度，结构简单，易于实现。

通过采用上述技术方案，一般说来，带有湿度检测并控制喷灌系统喷灌的技术比较常见，也是目前自动化园林喷灌系统的比较常见的方式，节约了人力成本和资源，且极大的方便了园林娱乐生活，本实用新型结合实际情况进行考虑，由于园林设计时空间以及装置设备的局限性，可能无法保证行人道路上没有被喷淋区域覆盖，这样就会造成了喷头检测到情况自动开启，但是影响行人的现象，对整个体验造成的巨大的不便。

附图说明

图1为本实用新型系统结构示意图；

图2为本实用新型湿度检测电路原理图；

图3为本实用新型告警模块原理图；

图4本实用新型热释电模块原理图。

附图标记：1a、喷头；2a、管道；3a、电磁阀；4a、过滤设备；5a、控制设备；11、湿度检测电路；111、湿度传感器；112、湿度基准模块；113、湿度比较模块；2、热释电模块；21、热释电红外传感器；211、光学滤镜；22、执行电路；105、告警模块。

具体实施方式

参照图1至图4对本实用新型实施例做进一步说明。

参照图1所示，一种带温检的园林用喷灌系统,包括水源、加压设备、过滤设备4a、管道2a、喷头1a、控制设备5a，所述控制设备5a发送控制信号控制喷头1a工作，还包括热释电模块2和湿度检测电路11，所述湿度检测电路11包括，其控制喷头1a的方式可以通过电磁阀3a，控制信号S1有输出时，控制电磁阀4a导通或管段，但是控制设备5a的设置方式及其应用不做局限，仅将原有的控制信号S1增加一种输出方式，仍然保留其通过手动或远程控制的功能，控制设备5a在本实施例中也可以用一个与门以及一个非门组成的逻辑门电路取代，其两个输入端分别接于热释电模块2和湿度检测电路11的输出端，直接输出控制信号S1，图1中喷头1a的数量以及管道3a的设置也不做局限，本实用新型提供的是一种通过湿度检测的喷灌系统的控制方式，简单合理。

如图2所示，所述湿度检测电路11包括湿度传感器111，用于感应环境湿度并转化为湿度采样电压；湿度传感器111设置为任意反馈信号为电压信号的湿度传感器111，可根据需求选用不同精度和检测范围的型号。湿度基准模块112，用于提供湿度基准电压；所述湿度基准模块112包括依次串联设置的第一电阻R11、第二电阻R12和第三电阻R13；所述第一电阻R11和第二电阻R12耦接的节点提供基准电压。所述第三电阻R13为可调电阻。所述第一电阻R11并联设置有抗扰模块114，所述抗扰模块114包括串联设置的第四电阻R14和开关元件Q1，所述开关元件Q1的被控端耦接于湿度异常信号S1。

湿度比较模块113，耦接于湿度传感器111，当湿度采样电压低于湿度基准电压时，发送湿度异常信号S3。其包括有比较器，其型号选为LM355，其正输入端耦接湿度基准模块112，负输入端耦接湿度触感器，其输出端耦接有串联设置的第五电阻R15和第六电阻R6，其阻值均设置为10K欧，第五电阻R15和第六电阻R6耦接的节点耦接有NPN管，当输出为高电平时，所述NPN管导通，同时发送湿度异常信号S3至控制设备5a，且控制第一继电器线圈KM1得电。

如图3所示，告警模块105，当湿度比较模块113发送湿度异常信号S1时，所述告警模块105告警以提醒附近使用者湿度异常。当第一继电器线圈KM1或KM2得电时，其触点被吸合使得蜂鸣器和告警灯工作，以提醒在场的人员注意避让或提醒使用者进行维护。

如图4所示，所述热释电红外传感器21包括壳体、光学滤镜211、场效应管Q1和热释电元件，所述壳体上设有通孔，所述光学滤镜211卡接于所述通孔中，所述场效应管Q1和热释电元件位于所述热释电红外传感器21的壳体内部，所述热释电元件接于所述场效应管Q1的栅极和地端之间，所述场效应管Q1漏极接于控制装置，其源极接于高电平。所述场效应管Q1漏极与地端设有EMI电容C1。所述场效应管Q1栅极与地端设有偏置电阻R1。热释电红外传感器21通过目标与背景的温差来探测目标，其工作原理是利用热释电效应，即在钛酸钡一类晶体的上、下表面设置电极，在上表面覆以黑色膜，若有红外线间歇地照射，其表面温度上升△T，其晶体内部的原子排列将产生变化，引起自发极化电荷，在上下电极之间产生电压△U；其主要工作参数有工作电压(常用的热释电红外传感器21工作电压范围为3～15V)、工作波长(通常为7.5～14μm)、源极电压(通常为0.4～1.1V，R＝47kΩ)、输出信号电压(通常大于2.0V)所述两个热释电元件PZT串联设置，等常用的热释电红外线光敏元件的材料有陶瓷氧化物和压电晶体，如钛酸钡、钽酸锂、硫酸三甘肽及钛铅酸铅等。有生物热源接近时，其输出为高电平，控制后续执行电路22动作，执行电路22包括，在热释电红外传感器21的输出端还可选择耦接有一发光二极管LED1，所述发光二极管LED1用于显示且为后续的三极管提供管降，当输出高电平时，三极管导通其发射极置高。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种人性化园林喷灌系统,包括水源、加压设备、过滤设备、管道、喷头、控制设备，所述控制设备发送控制信号控制喷头工作，其特征在于：还包括热释电模块和湿度检测电路，所述湿度检测电路包括

湿度传感器，用于感应环境湿度并转化为湿度采样电压；

湿度基准模块，用于提供湿度基准电压；

湿度比较模块，耦接于湿度传感器，当湿度采样电压低于湿度基准电压时，发送湿度异常信号；

所述热释电模块包括

热释电红外传感器，用于感应喷头附近生物热源并输出屏蔽信号；

所述控制设备接收到湿度异常信号且未接收到屏蔽信号时，输出控制信号。

2.如权利要求1所述的一种人性化园林喷灌系统，其特征在于：所述湿度比较模块耦接有告警模块，当湿度比较模块发送湿度异常信号时，所述告警模块告警以提醒附近使用者喷头处于预工作状态。

3.如权利要求1所述的一种人性化园林喷灌系统，其特征在于：所述湿度基准模块包括依次串联设置的第一电阻、第二电阻和第三电阻；所述第一电阻和第二电阻耦接的节点提供基准电压。

4.如权利要求3所述的一种人性化园林喷灌系统，其特征在于：所述第三电阻为可调电阻。

5.如权利要求4所述的一种人性化园林喷灌系统，其特征在于：所述第一电阻并联设置有抗扰模块，所述抗扰模块包括串联设置的第四电阻和开关元件，所述开关元件的被控端耦接于湿度异常信号。

6.如权利要求1或2或3或4或5所述的一种人性化园林喷灌系统，其特征在于：所述热释电红外传感器包括壳体、光学滤镜、场效应管和热释电元件，所述壳体上设有通孔，所述光学滤镜卡接于所述通孔中，所述场效应管和热释电元件位于所述热释电红外传感器的壳体内部，所述热释电元件接于所述场效应管的栅极和地端之间，所述场效应管漏极接于控制装置，其源极接于高电平。

7.如权利要求6所述的一种人性化园林喷灌系统，其特征在于：所述场效应管漏极与地端设有EMI电容。

8.如权利要求7所述的一种人性化园林喷灌系统，其特征在于：所述场效应管栅极与地端设有偏置电阻。