CN210157800U - 一种基于水量自适应分布技术的智慧园林浇灌装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于水量自适应分布技术的智慧园林浇灌装置，包括依次连接的传感器采集模块、传感数据传输开关组、传感数据处理模块、传感数据存储模块、园林浇灌控制器模块、阀门控制单元；园林浇灌控制器模块分别与计时器模块、水温控制模块、供水装置、窄带信道收发模块连接；阀门控制单元还分别连接有阀门开关组、阀门监测单元；阀门监测单元依次连接有阀门开关组、供水装置、水温控制模块；计时器模块依次连接有使能系统、传感数据传输开关组。本实用新型可自主调节水温与水量分布，避免因土壤环境不适宜造成的植物根系损伤坏死现象的发生，同时满足了不同植物对水的需求，提高了灌溉效率和水资源的利用率。
Description
技术领域
本实用新型涉及智慧园林领域，尤其涉及一种基于水量自适应分布技术的智慧园林浇灌装置。
背景技术
随着能源危机的加剧,节水灌溉设备在提高农业用水效率和生态环境建设方面发挥着重要作用。目前常见的园林灌溉方式分为人工灌溉和定时自动灌溉两种，灌溉方式较为单一，不能合理有效的分配水资源；且因为园林景观植物的覆盖面广、植物种类繁多，传统的固定式灌溉无法根据植物种类进行智能化灌溉，使植物根部环境过于干燥或湿润，导致植物根部损伤或坏死的情况发生。如何在合理有效分配水资源的情况下，使灌溉设备可根据外部环境变化及植物种类进行智能化灌溉成为本领域重要研究课题。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种基于水量自适应分布技术的智慧园林浇灌装置，可自主调节水温与水量分布，避免因土壤环境不适宜造成的植物根系损伤坏死现象的发生，同时满足了不同植物对水的需求，提高了灌溉效率和水资源的利用率。
为实现上述目的，本实用新型如下技术方案：一种基于水量自适应分布技术的智慧园林浇灌装置，包括传感器采集模块、传感数据传输开关组、传感数据处理模块、传感数据存储模块、园林浇灌控制器模块、计时器模块、使能系统、水温控制模块、供水装置、阀门控制单元、阀门监测单元、阀门开关组和窄带信道收发模块；所述的传感器采集模块依次与传感数据传输开关组、传感数据处理模块、传感数据存储模块、园林浇灌控制器模块、阀门控制单元连接；所述的园林浇灌控制器模块分别与计时器模块、水温控制模块、供水装置、窄带信道收发模块连接；所述阀门控制单元还分别连接有阀门开关组、阀门监测单元；所述阀门监测单元依次连接有阀门开关组、供水装置、水温控制模块；所述计时器模块依次连接有使能系统、传感数据传输开关组。
所述传感器采集模块：用于采集植物根系土壤的湿度、植物表面土壤的温度、供水装置中水箱的温度和水箱的水位数据；
所述传感数据传输开关组：用于接收使能系统的信号，打开多组传感器数据的传输通路，将传感器数据传输到传感数据处理模块；
所述传感数据处理模块：用于对多组传感器输出的数据进行整形滤波和模数转换；
所述传感数据存储模块：用于存储传感数据处理模块输出的经过整形滤波和模数转换的多组传感器数据；
所述计时器模块：用于自动计时并控制使能系统的工作状态；
所述使能系统：用于接收计时器模块输出的信号从而控制传感数据传输开关组的工作状态；
所述水温控制模块：用于控制供水装置中水箱内的水温；
所述供水装置：用于蓄水并灌溉植物的装置；
所述阀门开关组：用于接收阀门控制单元的信号，进行阀门开启和关闭动作，从而控制对植物的浇灌；
所述阀门控制单元：用于控制阀门开关组中阀门开关的工作状态及开启角度，并根据阀门监测单元输出的监测信息分析判断阀门开关组是否处于正常工作状态；
所述阀门监测单元：用于实时监测阀门开关组的工作状态并回传监测信息到阀门控制单元；
所述窄带信道收发模块：用于发送和接收各种信号。
所述传感器采集模块包括湿度传感器组、表层土壤温度传感器、水箱温度传感器和水位传感器；
所述湿度传感器组用于监测植物土壤含水量并输出湿度传感数据；
所述表层土壤温度传感器用于监测表层土壤的温度，并输出表层土壤温度传感数据；
所述水箱温度传感器用于监测水箱中的水温，并输出水箱温度传感数据；
所述水位传感器用于监测水箱中的水位，并输出水位传感数据。
所述湿度传感器组包括湿度传感器一、湿度传感器二和湿度传感器三，分别位于不同的土壤深度。
所述湿度传感器一预埋设深度为20厘米，用于监测离表层土壤20厘米范围内的土壤含水量，并输出湿度传感数据一；
所述湿度传感器二预埋设深度为50厘米，用于监测离表层土壤20厘米到50厘米范围内的土壤含水量，并输出湿度传感数据二；
所述湿度传感器三预埋设深度为80厘米，用于监测离表层土壤50厘米到80厘米范围内的土壤含水量，并输出湿度传感数据三。
所述阀门开关组包括阀门开关一、阀门开关二和阀门开关三，分别埋设于不同的土壤深度。
所述阀门开关一预埋设深度为10厘米，用于浇灌离表层土壤10厘米以上的植物根系，并控制供水装置的供水量；
所述阀门开关二预埋设深度为40厘米，用于浇灌离表层土壤40厘米以上的植物根系，并控制供水装置的供水量；
所述阀门开关三预埋设深度为70厘米，用于浇灌离表层土壤70厘米以上的植物根系，并控制供水装置的供水量。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
1、通过设置不同埋设深度的湿度传感器组，可采集到不同深度的植物根系所处土壤的含水量数据，同时结合经传感数据处理模块处理后的表层土壤温度传感数据，与植物园云数据中心调取的相关植物最适宜生长的湿度及温度等数据进行比较后，根据土壤温度比较差值对水温进行调节，同时根据湿度比较差值，判断植物根系土壤湿度不足时，开启阀门开关组中与该植物根系最接近的阀门开关，并控制阀门开关开启角度进行针对性的灌溉，极大的提高了灌溉效率和水资源的利用率。
2、设置计时器模块，对植物浇灌时间进行规律性监测和把控，减少人工成本，实现低能耗。
3、本实用新型通过无线方式与植物园管护中心连接，可及时有效的进行植物管护以及方便植物园管护中心对设备故障进行排查检修，同时快速、准确的完成植物生长情况监测。
附图说明
图1为本实用新型的系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，本实用新型公开了一种基于水量自适应分布技术的智慧园林浇灌装置，其特征在于：包括传感器采集模块、传感数据传输开关组、传感数据处理模块、传感数据存储模块、园林浇灌控制器模块、计时器模块、使能系统、水温控制模块、供水装置、阀门控制单元、阀门监测单元、阀门开关组和窄带信道收发模块；所述的传感器采集模块依次与传感数据传输开关组、传感数据处理模块、传感数据存储模块、园林浇灌控制器模块、阀门控制单元连接；所述的园林浇灌控制器模块分别与计时器模块、水温控制模块、供水装置、窄带信道收发模块连接；所述阀门控制单元还分别连接有阀门开关组、阀门监测单元；所述阀门监测单元依次连接有阀门开关组、供水装置、水温控制模块；所述计时器模块依次连接有使能系统、传感数据传输开关组。
所述传感器采集模块：用于采集植物根系土壤的湿度、植物表面土壤的温度、供水装置中水箱的温度和水箱的水位数据；
所述传感数据传输开关组：用于接收使能系统的信号，打开多组传感器数据的传输通路，将传感器数据传输到传感数据处理模块；
所述传感数据处理模块：用于对多组传感器输出的数据进行整形滤波和模数转换；
所述传感数据存储模块：用于存储传感数据处理模块输出的经过整形滤波和模数转换的多组传感器数据；
所述计时器模块：用于自动计时并控制使能系统的工作状态；
所述使能系统：用于接收计时器模块输出的信号从而控制传感数据传输开关组的工作状态；
所述水温控制模块：用于控制供水装置中水箱内的水温；
所述供水装置：用于蓄水并灌溉植物的装置；
所述阀门开关组：用于接收阀门控制单元的信号，进行阀门开启和关闭动作，从而控制对植物的浇灌；
所述阀门控制单元：用于控制阀门开关组中阀门开关的工作状态及开启角度，并根据阀门监测单元输出的监测信息分析判断阀门开关组是否处于正常工作状态；
所述阀门监测单元：用于实时监测阀门开关组的工作状态并回传监测信息到阀门控制单元；当监测到阀门故障时，通过窄带信道收发模块以无线方式实时回传阀门故障信息至植物园管护中心。植物园管护中心及时接收设备故障信息并进行故障排查及修理工作，提高了工作效率，确保园林浇灌设备正常运行。
所述窄带信道收发模块：用于发送和接收各种信号。
所述传感器采集模块包括湿度传感器组、表层土壤温度传感器、水箱温度传感器和水位传感器；
所述湿度传感器组用于监测植物土壤含水量并输出湿度传感数据；
所述表层土壤温度传感器用于监测表层土壤的温度，并输出表层土壤温度传感数据；
所述水箱温度传感器用于监测水箱中的水温，并输出水箱温度传感数据；
所述水位传感器用于监测水箱中的水位，并输出水位传感数据。
所述湿度传感器组包括湿度传感器一、湿度传感器二和湿度传感器三，分别位于不同的土壤深度。
优选的，所述湿度传感器一预埋设深度为20厘米，用于监测离表层土壤20厘米范围内的土壤含水量，并输出湿度传感数据一；
优选的，所述湿度传感器二预埋设深度为50厘米，用于监测离表层土壤20厘米到50厘米范围内的土壤含水量，并输出湿度传感数据二；
优选的，所述湿度传感器三预埋设深度为80厘米，用于监测离表层土壤50厘米到80厘米范围内的土壤含水量，并输出湿度传感数据三。
所述阀门开关组包括阀门开关一、阀门开关二和阀门开关三，分别埋设于不同的土壤深度。
优选的，阀门开关一预埋设深度为10厘米，用于浇灌离表层土壤10厘米以上的植物根系，并控制供水装置的供水量；
优选的，阀门开关二预埋设深度为40厘米，用于浇灌离表层土壤40厘米以上的植物根系，并控制供水装置的供水量；
优选的，阀门开关三预埋设深度为70厘米，用于浇灌离表层土壤70厘米以上的植物根系，并控制供水装置的供水量。
上述实施例对本实用新型的具体描述，只用于对本实用新型进行进一步说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限定，本领域的技术工程师根据上述实用新型作出一些非本质的改进和调整均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于水量自适应分布技术的智慧园林浇灌装置，其特征在于：包括传感器采集模块、传感数据传输开关组、传感数据处理模块、传感数据存储模块、园林浇灌控制器模块、计时器模块、使能系统、水温控制模块、供水装置、阀门控制单元、阀门监测单元、阀门开关组和窄带信道收发模块；所述的传感器采集模块依次与传感数据传输开关组、传感数据处理模块、传感数据存储模块、园林浇灌控制器模块、阀门控制单元连接；所述的园林浇灌控制器模块分别与计时器模块、水温控制模块、供水装置、窄带信道收发模块连接；所述阀门控制单元还分别连接有阀门开关组、阀门监测单元；所述阀门监测单元依次连接有阀门开关组、供水装置、水温控制模块；所述计时器模块依次连接有使能系统、传感数据传输开关组。
2.根据权利要求1所述的一种基于水量自适应分布技术的智慧园林浇灌装置，其特征在于：
所述传感器采集模块：用于采集植物根系土壤的湿度、植物表面土壤的温度、供水装置中水箱的温度和水箱的水位数据；
所述传感数据传输开关组：用于接收使能系统的信号，打开多组传感器数据的传输通路，将传感器数据传输到传感数据处理模块；
所述传感数据处理模块：用于对多组传感器输出的数据进行整形滤波和模数转换；
所述传感数据存储模块：用于存储传感数据处理模块输出的经过整形滤波和模数转换的多组传感器数据；
所述计时器模块：用于自动计时并控制使能系统的工作状态；
所述使能系统：用于接收计时器模块输出的信号从而控制传感数据传输开关组的工作状态；
所述水温控制模块：用于控制供水装置中水箱内的水温；
所述供水装置：用于蓄水并灌溉植物的装置；
所述阀门开关组：用于接收阀门控制单元的信号，进行阀门开启和关闭动作，从而控制对植物的浇灌；
所述阀门控制单元：用于控制阀门开关组中阀门开关的工作状态及开启角度，并根据阀门监测单元输出的监测信息分析判断阀门开关组是否处于正常工作状态；
所述阀门监测单元：用于实时监测阀门开关组的工作状态并回传监测信息到阀门控制单元；
所述窄带信道收发模块：用于发送和接收各种信号。
3.根据权利要求2所述的一种基于水量自适应分布技术的智慧园林浇灌装置，其特征在于：所述传感器采集模块包括湿度传感器组、表层土壤温度传感器、水箱温度传感器和水位传感器；
所述湿度传感器组用于监测植物土壤含水量并输出湿度传感数据；
所述表层土壤温度传感器用于监测表层土壤的温度，并输出表层土壤温度传感数据；
所述水箱温度传感器用于监测水箱中的水温，并输出水箱温度传感数据；
所述水位传感器用于监测水箱中的水位，并输出水位传感数据。
4.根据权利要求3所述的一种基于水量自适应分布技术的智慧园林浇灌装置，其特征在于：所述湿度传感器组包括湿度传感器一、湿度传感器二和湿度传感器三，分别位于不同的土壤深度。
5.根据权利要求4所述的一种基于水量自适应分布技术的智慧园林浇灌装置，其特征在于：
所述湿度传感器一预埋设深度为20厘米，用于监测离表层土壤20厘米范围内的土壤含水量，并输出湿度传感数据一；
所述湿度传感器二预埋设深度为50厘米，用于监测离表层土壤20厘米到50厘米范围内的土壤含水量，并输出湿度传感数据二；
所述湿度传感器三预埋设深度为80厘米，用于监测离表层土壤50厘米到80厘米范围内的土壤含水量，并输出湿度传感数据三。
6.根据权利要求2所述的一种基于水量自适应分布技术的智慧园林浇灌装置，其特征在于：
所述阀门开关组包括阀门开关一、阀门开关二和阀门开关三，分别埋设于不同的土壤深度。
7.根据权利要求6所述的一种基于水量自适应分布技术的智慧园林浇灌装置，其特征在于：
所述阀门开关一预埋设深度为10厘米，用于浇灌离表层土壤10厘米以上的植物根系，并控制供水装置的供水量；
所述阀门开关二预埋设深度为40厘米，用于浇灌离表层土壤40厘米以上的植物根系，并控制供水装置的供水量；
所述阀门开关三预埋设深度为70厘米，用于浇灌离表层土壤70厘米以上的植物根系，并控制供水装置的供水量。
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| CN201822110824.0U CN210157800U (zh) | 2018-12-16 | 2018-12-16 | 一种基于水量自适应分布技术的智慧园林浇灌装置 |
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| CN201822110824.0U CN210157800U (zh) | 2018-12-16 | 2018-12-16 | 一种基于水量自适应分布技术的智慧园林浇灌装置 |
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| CN (1) | CN210157800U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115047168A (zh) * | 2022-06-16 | 2022-09-13 | 湖南应用技术学院 | 一种基于传感器组的土壤湿度测量方法及浇灌控制系统 |
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2018
- 2018-12-16 CN CN201822110824.0U patent/CN210157800U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115047168A (zh) * | 2022-06-16 | 2022-09-13 | 湖南应用技术学院 | 一种基于传感器组的土壤湿度测量方法及浇灌控制系统 |
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