CN210288560U - 牧区户用太阳能智能供水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种牧区户用太阳能智能供水系统，该智能供水系统包括控制器、电源供应模块、蓄水池、直流水泵、牲畜自动饮水器和户用水，所述控制器与电源供应模块电性连接，所述电源供应模块与直流水泵电性连接，所述直流水泵的进水口与地下水连接，所述直流水泵的出水口与蓄水池的进水端连接，所述蓄水池的出水端与牲畜自动饮水器、户用水连接，所述电源供应模块包括太阳能光伏板和蓄电池，所述太阳能光伏板上安装有光照强度传感器，所述光照强度传感器与控制器连接，所述太阳能光伏板与控制器、直流水泵、蓄电池电性连接，所述蓄电池与控制器、直流水泵电性连接；所述智能供水系统还包括触摸屏。

Description

牧区户用太阳能智能供水系统

技术领域

本实用新型涉及牧区供水领域，具体是一种牧区户用太阳能智能供水系统。

背景技术

牧区是指以畜牧业生产为主的地区,是生产牲畜和役畜的饲育、生产基地。牧区人居分散、电网建设效益低、难度大，目前牧区的绝大多数地区处于无电网状态。牧区的人畜饮水一般都是通过从地下水中提水，地下水水质好，水量相对充沛，牧民常常采用柴油机和汽油机带动水泵提取地下水，但是采用柴油机和汽油机在工作的时候会对空气产生污染，而且提水成本较高，而牧区的太阳能资源相对较丰富，因此，牧区渐渐开始利用太阳能来进行提水、供水，但是现有技术中使用太阳能进行供水的技术不够合理高效。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种牧区户用太阳能智能供水系统，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种牧区户用太阳能智能供水系统，该智能供水系统包括控制器、电源供应模块、蓄水池、直流水泵、牲畜自动饮水器和户用水管道，控制器用于控制电源供应模块的通断，电源供应模块用于为直流水泵供电，直流水泵的进水口与地下水连接，直流水泵的出水口与蓄水池的进水端连接，蓄水池的出水端与牲畜自动饮水器、户用水管道连接。

在上述技术方案中，控制器用于控制电源供应模块是否为直流水泵供电，直流水泵用于将地下水抽取到蓄水池中，牲畜自动饮水器和户用水管道直接从蓄水池中获取水。

作为优选方案，电源供应模块包括太阳能光伏板和蓄电池，太阳能光伏板与控制器、直流水泵、蓄电池电性连接，蓄电池与控制器、直流水泵电性连接，太阳能光伏板上安装有光照强度传感器，光照强度传感器与控制器连接，控制器为PLC控制器，智能供水系统还包括触摸屏，控制器通过RS232串口与触摸屏通信连接。

在上述技术方案中，太阳能光伏板和蓄电池给直流水泵供电，光照强度传感器用于检测太阳光照强度并将采集到的光照强度传输给控制器，根据光照强度情况从太阳能光伏板和蓄电池中选择一个给直流水泵供电，在光照强度弱的情况下使用蓄电池给直流水泵供电，从而使得直流水泵能够处于正常的工作中，防止在光照强度弱的情况下，使得太阳能光伏板供电导致直流水泵动力不足，影响供水效率；太阳能光伏板还用于给蓄电池充电，提高了太阳能的利用率。

作为优选方案，蓄水池的下方安装有高位支架，蓄水池为圆柱形蓄水池，蓄水池设置有池盖，蓄水池的进水端位于池盖的中心，蓄水池的出水端位于蓄水池的池底中心，池盖的下底面上安装有多个超声波传感器，超声波传感器与控制器电性连接，超声波传感器包括第一超声波传感器、第二超声波传感器、第三超声波传感器、第四超声波传感器和第五超声波传感器，第五超声波传感器紧靠蓄水池的进水端，第一超声波传感器、第二超声波传感器分别安装于第五超声波传感器的左右两侧，且第一超声波传感器、第二超声波传感器紧贴蓄水池的池侧壁，第三超声波传感器、第四超声波传感器分别安装于第五超声波传感器的前后两侧，第三超声波传感器、第四超声波传感器紧贴蓄水池的池侧壁。

在上述技术方案中，蓄水池的下方安装有高位支架且蓄水池的出水端位于蓄水池的池底中心，高位支架提高了蓄水池内水的重力势能，当蓄水池内的水从蓄水池的池底流出时，重力势能转换为动力势能，这样蓄水池内的水能够自动流向牲畜自动饮水器、户用水管道，不需要借助任何的外部动力装置，不需要另外设置水泵，精简了该供水系统的结构，节省了该供水系统的成本；通过多个超声波传感器测量液位，使得液位的测量更加精确。

作为优选方案，高位支架包括上底板和支杆，支杆通过焊接固定在上底板的下表面的两端，支杆与上底板的夹角大于110 度小于130度，支杆之间焊接有X形的加强筋。

在上述技术方案中，蓄水池可以通过焊接固定在上底板上，支杆与上底板的夹角大于110度，使得该高位支架的摆放更加稳固，不容易晃动，支杆与上底板的夹角小于130度使得在支杆长度一定的情况下，上底板的高度尽可能的高，从而提高了蓄水池的高度，也就提高了蓄水池内水的重力势能，有利于蓄水池中的水自动流向牲畜自动饮水器和户用水管道。

一种牧区户用太阳能智能供水方法，供水方法包括以下步骤：

在触摸屏上选择直流水泵控制方式；

根据直流水泵的控制方式采取相应的供水方式；

直流水泵的控制方式包括手动控制直流水泵和自动控制直流水泵，太阳能光伏板供水方式包括手动控制直流水泵供水方式和自动控制直流水泵供水方式。

直流水泵的控制方式有两种，当控制器无法自动控制直流水泵工作时，可以选择手动控制直流水泵，防止直流水泵往蓄水池内送水过多，导致蓄水池内的水溢出，或者防止直流水泵不往蓄水池内送水，导致蓄水池内的水不够用。

作为优选方案，手动控制直流水泵供水方式包括：

人工选择电源供应方式，当电源供应方式为太阳能光伏板或者蓄电池时，超声波传感器将测得的数据传输给控制器，控制器计算出蓄水池的液位高度，并通过触摸屏显示液位数据，人工根据触摸屏显示的液位数据判断蓄水池液位与设定液位下限、设定液位上限的关系，并控制太阳能光伏板或者蓄电池是否给直流水泵供电，若蓄水池液位低于设定液位下限，人工控制开启太阳能光伏板或者蓄电池给直流水泵供电,若蓄水池液位达到设定液位上限,人工控制停止太阳能光伏板或者蓄电池直流水泵供电。

作为优选方案，自动控制直流水泵供水方式包括以下步骤：

S1：基于气象情况选择电源供应方式，若太阳能光伏板为电源供应方式时，转步骤S2，若蓄电池为电源供应方式时，转步骤S5；

S2：超声波传感器将测得的数据传输给控制器，控制器计算出蓄水池的液位高度，并判断蓄水池液位与设定液位下限、设定液位上限的关系，若蓄水池液位低于设定液位下限，转步骤S3,若蓄水池液位达到设定液位上限,转步骤S4；

S3：太阳能光伏板向直流水泵供电，直流水泵启动，直流水泵向高位蓄水池内供水,转步骤S2；

S4：太阳能光伏板停止向直流水泵供电，直流水泵停止，太阳能光伏板给蓄电池充电,转步骤S2；当使用太阳能光伏板给直流水泵供电时，太阳能光伏板是不给蓄电池充电的，只有当太阳能光伏板停止给直流水泵供电时，太阳能光伏板才给蓄电池充电，这样保证了太阳能光伏板给直流水泵提供足够的电能，保证直流水泵处于正常工作中，防止直流水泵实际工作功率不足，防止降低直流水泵的工作效率，防止影响直流水泵给蓄电池送水效率，防止影响牲畜自动饮水器、户用水管道的正常用水。

S5：超声波传感器将测得的数据传输给控制器，控制器计算出蓄水池的液位高度，并判断蓄水池液位与设定液位下限、设定液位上限的关系，若蓄水池液位低于设定液位下限，转步骤S6,若蓄水池液位大于设定液位上限,转步骤S7；

S6：蓄电池向直流水泵供电，直流水泵启动，直流水泵向高位蓄水池内供水,转步骤S5；

S7：蓄电池停止向直流水泵供电，直流水泵停止工作，转步骤S5。

作为优选方案，控制器计算出蓄水池的液位高度包括以下步骤：

第一超声波传感器、第二超声波传感器、第三超声波传感器、第四超声波传感器、第五超声波传感器测量池盖距离蓄水池的液面的距离并将测量数据传输给控制器，控制器根据测量到的距离计算蓄水池的液面的中心与蓄水池液面的四周高度差：

x0＝x5-(x1+x2+x3+x4)/4，

其中，x1为第一超声波传感器测得池盖距离蓄水池的液面的距离，x2为第二超声波传感器测得池盖距离蓄水池的液面的距离，x3为第三超声波传感器测得池盖距离蓄水池的液面的距离，x4为第四超声波传感器测得池盖距离蓄水池的液面的距离， x5为第五超声波传感器测得池盖距离蓄水池的液面的距离；

计算往蓄水池内的供水增加的高度：

h0＝(π*r*r*x0-π*r*r*x0/3)/(π*r*r)＝2*x0/3,r为蓄水池的半径；

计算供水后蓄水池的液位高度H＝(y-x5)+h0，y为蓄水池的高度。

在上述技术方案中，当直流水泵往蓄水池内供水时，水从蓄水池的进水端进入蓄水池池内时，水会对蓄水池的液面产生一定的冲击，这个冲击使得液面的中心产生一定程度的凹陷，这个凹陷的深度顺着液面的中心往蓄水池池壁的方向渐渐减小，此时如果将蓄水池的高度直接减去超声波传感器测量的距离得到的结果作为蓄水池的液位高度，蓄水池的液位高度误差较大，可能导致蓄水池内的水供应不足或者蓄水池内的水过多，溢出蓄水池，因此将蓄水池的液面近似成一个圆锥的形状来计算得到蓄水池内实际的液位高度，通过五个超声波传感器测量不同位置池盖距离蓄水池的液面的距离并对他们加以计算，使得液位高度的计算结果更加精确，使得直流水泵能够及时往蓄水池内供水，也能够及时停止往蓄水池内供水，保证蓄水池内的水量在合理范围之内，保证牧区的正常用水。

作为优选方案，步骤S1中基于气象情况选择电源供应方式包括：

S11：通过天气预报获取预测日的降雨情况；

S12：将预测日的24小时的时间分割成白天时间段和夜晚时间段；

S13：根据预测日的降雨情况和时间处所的时间段选择电源供应方式。

作为优选方案，步骤S11中预测日的降雨情况包括降雨和非降雨，步骤S13中根据预测日的降雨情况和时间处所的时间段选择电源供应方式包括：

当预测日的降雨情况为降雨时，白天时间段和夜晚时间段均选择蓄电池作为电源供应方式；

当预测日的降雨情况为非降雨时，判断时间所处的时间段，

如果时间处于夜晚时间段时，选择蓄电池作为电源供应方式；

如果时间处于白天时间段时，当光照强度传感器检测到光照强度值大于等于光照强度阈值时，选择太阳能光伏板作为电源供应方式；当光照强度传感器检测到光照强度值低于光照强度阈值时，选择蓄电池作为电源供应方式。

在上述技术方案中，在光照强度值低于光照强度阈值时，太阳能光伏板所提供的电能是不能够让直流水泵正常工作的，这样不仅导致直流水泵实际工作功率不足，降低直流水泵的工作效率，影响直流水泵给蓄电池送水效率，影响牲畜自动饮水器、户用水管道的正常用水，而且在光照强度低时，太阳能光伏板所产生的电能大小是不稳定的，在供电来源不稳定的情况下长时间给直流水泵供电，有可能导致直流水泵损坏，因此，在光照强度值低于光照强度阈值的情况下，选择蓄电池作为电源供应方式，不仅保证直流水泵正常工作，而且直流水泵的供电来源稳定，延长直流水泵的使用寿命。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型中太阳能光伏板和蓄电池共均可以为直流水泵供电，当太阳能光伏板无法让给直流水泵供电时，蓄电池能够为直流水泵供电，从而保证该智能供水系统没有光照的情况下也能够正常工作，当太阳能光伏板停止给直流水泵供电时，太阳能光伏板给蓄电池充电，从而充分利用了太阳能资源，提高了能源利用效率；本实用新型通过控制器对电源供应模块的选择控制，使得电源供应模块能够给直流水泵提供充足的电能，保证直流水泵处于正常工作状态，防止直流水泵的实际功率小于直流水泵的额定功率，防止影响直流水泵给蓄电池送水效率，保证牲畜自动饮水器、户用水管道的正常用水；本实用新型通过多个超声波传感器测量池盖距离蓄水池的液面的距离，并将测量数据传输给控制器，控制器计算出蓄水池的液位高度，提高液位测量的精确度，防止蓄水池内的水供应不足或者蓄水池内的水过多，溢出蓄水池，保证牧区的正常用水。

附图说明

图1为本实用新型一种牧区户用太阳能智能供水系统的结构示意图；

图2为本实用新型一种牧区户用太阳能智能供水系统的蓄水池的剖视图；

图3为本实用新型一种牧区户用太阳能智能供水系统的高位支架的结构示意图。

图中：1-牲畜自动饮水器、2-户用水管道、3-高位支架、 31-上底板、32-支杆、33-加强筋、4-蓄水池、41-池盖、5-控制器、6-蓄电池、7-直流水泵、8-太阳能光伏板、9-第一超声波传感器、10-第五超声波传感器、11-第二超声波传感器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～3，本实用新型实施例中，一种牧区户用太阳能智能供水系统，该智能供水系统包括控制器5、电源供应模块、蓄水池4、直流水泵7、牲畜自动饮水器1和户用水管道2，控制器5用于控制电源供应模块的通断，电源供应模块用于为直流水泵7供电，直流水泵7的进水口与地下水连接，直流水泵7 的出水口与蓄水池4的进水端连接，蓄水池4的出水端与牲畜自动饮水器1、户用水管道2连接。控制器5用于控制电源供应模块是否为直流水泵7供电，直流水泵7用于将地下水抽取到蓄水池4中，蓄水池4中的水通过水管流向牲畜自动饮水器1 和户用水管道2，牲畜自动饮水器1直接通过水管与蓄水池连接，牲畜能够直接从牲畜自动饮水器处喝水，不需要牧民喂水，减轻了牧民的劳动压力；当牧区的牧民想要用水时，打开户用水管道2的阀门，蓄水池内的水便从水管流向户用水管道2，供牧民使用。

电源供应模块包括太阳能光伏板8和蓄电池6，太阳能光伏板8与控制器5、直流水泵7、蓄电池6电性连接，蓄电池6与控制器5、直流水泵7电性连接，太阳能光伏板8上安装有光照强度传感器，光照强度传感器与控制器5连接，控制器5为PLC 控制器5，智能供水系统还包括触摸屏，控制器5通过RS232 串口与触摸屏通信连接。太阳能光伏板8和蓄电池6给直流水泵7供电，光照强度传感器用于检测太阳光照强度并将采集到的光照强度传输给控制器5，根据光照强度情况从太阳能光伏板 8和蓄电池6中选择一个给直流水泵7供电，在光照强度弱的情况下使用蓄电池6给直流水泵7供电，从而使得直流水泵7能够处于正常的工作中，防止在光照强度弱的情况下，使得太阳能光伏板8供电导致直流水泵7动力不足，影响供水效率；太阳能光伏板8还用于给蓄电池6充电，提高了太阳能的利用率；控制器5与触摸屏通过RS232串口通讯，控制器5根据接收的数据，控制器5计算出蓄水池4的液位高度并传输给触摸屏显示，通过在触摸屏可以设置直流水泵7的控制方式以及蓄水池4 的设定液位下限和设定液位上限。

蓄水池4的下方安装有高位支架3，蓄水池4为圆柱形蓄水池4，蓄水池4设置有池盖41，蓄水池4的进水端位于池盖41 的中心，蓄水池4的出水端位于蓄水池4的池底中心，池盖41 的下底面上安装有多个超声波传感器，超声波传感器与控制器5 电性连接，超声波传感器包括第一超声波传感器9、第二超声波传感器11、第三超声波传感器、第四超声波传感器和第五超声波传感器10，第五超声波传感器10紧靠蓄水池4的进水端，第一超声波传感器9、第二超声波传感器11分别安装于第五超声波传感器10的左右有两侧，且第一超声波传感器9、第二超声波传感器11紧贴蓄水池4的池侧壁，第三超声波传感器、第四超声波传感器分别安装于第五超声波传感器10的前后两侧，第三超声波传感器、第四超声波传感器紧贴蓄水池4的池侧壁。蓄水池4的下方安装有高位支架3且蓄水池4的出水端位于蓄水池4的池底中心，高位支架3提高了蓄水池4内水的重力势能，当蓄水池4内的水从蓄水池4的池底流出时，重力势能转换为动力势能，这样蓄水池4内的水能够自动流向牲畜自动饮水器1、户用水管道2，不需要借助任何的外部动力装置，不需要另外设置水泵，精简了该供水系统的结构，节省了该供水系统的成本；通过多个超声波传感器测量液位，使得液位的测量更加精确。

高位支架3包括上底板31和支杆32，支杆32通过焊接固定在上底板31的下表面的两端，支杆32与上底板31的夹角大于110度小于130度，支杆32之间焊接有X形的加强筋33。蓄水池4可以通过焊接固定在上底板31上，支杆32与上底板31 的夹角大于110度，使得该高位支架3的摆放更加稳固，不容易晃动，支杆32与上底板31的夹角小于130度使得在支杆32长度一定的情况下，上底板31的高度尽可能的高，从而提高了蓄水池4的高度，也就提高了蓄水池4内水的重力势能，有利于蓄水池4中的水自动流向牲畜自动饮水器1和户用水管道2。

一种牧区户用太阳能智能供水方法，供水方法包括以下步骤：

在触摸屏上选择直流水泵7控制方式；

根据直流水泵7的控制方式采取相应的供水方式；

直流水泵7的控制方式包括手动控制直流水泵7和自动控制直流水泵7，太阳能光伏板8供水方式包括手动控制直流水泵 7供水方式和自动控制直流水泵7供水方式。

直流水泵7的控制方式有两种，当控制器5无法自动控制直流水泵7工作时，可以选择手动控制直流水泵7，防止直流水泵7往蓄水池4内送水过多，导致蓄水池4内的水溢出，或者防止直流水泵7不往蓄水池4内送水，导致蓄水池4内的水不够用。

手动控制直流水泵7供水方式包括：

人工选择电源供应方式，当电源供应方式为太阳能光伏板8 或者蓄电池6时，超声波传感器将测得的数据传输给控制器5，控制器5计算出蓄水池4的液位高度，并通过触摸屏显示液位数据，人工根据触摸屏显示的液位数据判断蓄水池4液位与设定液位下限、设定液位上限的关系，并控制太阳能光伏板8或者蓄电池6是否给直流水泵7供电，若蓄水池4液位低于设定液位下限，人工控制开启太阳能光伏板8或者蓄电池6给直流水泵7供电,若蓄水池4液位达到设定液位上限,人工控制停止太阳能光伏板8或者蓄电池6直流水泵7供电。

自动控制直流水泵7供水方式包括以下步骤：

S1：基于气象情况选择电源供应方式，若太阳能光伏板8 为电源供应方式时，转步骤S2，若蓄电池6为电源供应方式时，转步骤S5；

S2：超声波传感器将测得的数据传输给控制器5，控制器5 计算出蓄水池4的液位高度，并判断蓄水池4液位与设定液位下限、设定液位上限的关系，若蓄水池4液位低于设定液位下限，转步骤S3,若蓄水池4液位达到设定液位上限,转步骤S4；

S3：太阳能光伏板8向直流水泵7供电，直流水泵7启动，直流水泵7向高位蓄水池4内供水,转步骤S2；

S4：太阳能光伏板8停止向直流水泵7供电，直流水泵7 停止，太阳能光伏板8给蓄电池6充电,转步骤S2；当使用太阳能光伏板8给直流水泵7供电时，太阳能光伏板8是不给蓄电池6充电的，只有当太阳能光伏板8停止给直流水泵7供电时，太阳能光伏板8才给蓄电池6充电，这样保证了太阳能光伏板8 给直流水泵7提供足够的电能，保证直流水泵7处于正常工作中，防止直流水泵7实际工作功率不足，防止降低直流水泵7 的工作效率，防止影响直流水泵7给蓄电池6送水效率，防止影响牲畜自动饮水器1、户用水管道2的正常用水。

S5：超声波传感器将测得的数据传输给控制器5，控制器5 计算出蓄水池4的液位高度，并判断判断蓄水池4液位与设定液位下限、设定液位上限的关系，若蓄水池4液位低于设定液位下限，转步骤S6,若蓄水池4液位大于设定液位上限,转步骤 S7；

S6：蓄电池6向直流水泵7供电，直流水泵7启动，直流水泵7向高位蓄水池4内供水,转步骤S5；

S7：蓄电池6停止向直流水泵7供电，直流水泵7停止工作，转步骤S5。

控制器5计算出蓄水池4的液位高度包括以下步骤：

第一超声波传感器9、第二超声波传感器11、第三超声波传感器、第四超声波传感器、第五超声波传感器10测量池盖41 距离蓄水池4的液面的距离并将测量数据传输给控制器5，控制器5根据测量到的距离计算蓄水池4的液面的中心与蓄水池4 液面的四周高度差：

x0＝x5-(x1+x2+x3+x4)/4，

其中，x1为第一超声波传感器9测得池盖41距离蓄水池4 的液面的距离，x2为第二超声波传感器11测得池盖41距离蓄水池4的液面的距离，x3为第三超声波传感器测得池盖41距离蓄水池4的液面的距离，x4为第四超声波传感器测得池盖41 距离蓄水池4的液面的距离，x5为第五超声波传感器10测得池盖41距离蓄水池4的液面的距离；

计算往蓄水池4内的供水增加的高度：

h0＝(π*r*r*x0-π*r*r*x0/3)/(π*r*r)＝2*x0/3,r为蓄水池4的半径；

计算供水后蓄水池4的液位高度H＝(y-x5)+h0，y为蓄水池 4的高度。

当直流水泵7往蓄水池4内供水时，水从蓄水池4的进水端进入蓄水池4池内时，会对蓄水池4的液面产生一定的冲击，使得蓄水池4的液面形成一个类似圆锥的形状，此时如果将蓄水池4的高度直接减去超声波传感器测量到的距离得到的结果作为蓄水池4的液位高度，蓄水池4的液位高度误差较大，可能导致蓄水池4内的水供应不足或者蓄水池4内的水过多，通过五个超声波传感器测量不同位置池盖41距离蓄水池4的液面的距离，并加以计算使得液位高度的结果更加精确，保证牧区的正常用水。

步骤S1中基于气象情况选择电源供应方式包括：

S11：通过天气预报获取预测日的降雨情况；

S12：将预测日的24小时的时间分割成白天时间段和夜晚时间段；

S13：根据预测日的降雨情况和时间处所的时间段选择电源供应方式。

步骤S11中预测日的降雨情况包括降雨和非降雨，步骤 S13中根据预测日的降雨情况和时间处所的时间段选择电源供应方式包括：

当预测日的降雨情况为降雨时，白天时间段和夜晚时间段均选择蓄电池6作为电源供应方式；

当预测日的降雨情况为非降雨时，判断时间所处的时间段，

如果时间处于夜晚时间段时，选择蓄电池6作为电源供应方式；

如果时间处于白天时间段时，当光照强度传感器检测到光照强度值大于等于光照强度阈值时，选择太阳能光伏板8 作为电源供应方式；当光照强度传感器检测到光照强度值低于光照强度阈值时，选择蓄电池6作为电源供应方式。

在光照强度值低于光照强度阈值时，太阳能光伏板8所提供的电能是不能够让直流水泵7正常工作的，这样不仅导致直流水泵7实际工作功率不足，降低直流水泵7的工作效率，影响直流水泵7给蓄电池6送水效率，影响牲畜自动饮水器1、户用水管道2的正常用水，而且在光照强度低时，太阳能光伏板8所产生的电能大小是不稳定的，在供电来源不稳定的情况下长时间给直流水泵7供电，有可能导致直流水泵7损坏，因此，在光照强度值低于光照强度阈值的情况下，选择蓄电池6作为电源供应方式，不仅保证直流水泵7正常工作，而且直流水泵7的供电来源稳定，延长直流水泵7的使用寿命。

实施例一：

实施地点：巴彦淖尔牧区

预测日：2019年4月17日

在触摸屏上选择自动控制直流水泵7，则自动控制直流水泵 7供水方式包括以下步骤：

S1：基于气象情况选择电源供应方式：

S11：通过天气预报获取预测日巴彦淖尔牧区降雨情况为非降雨；

S12：将预测日的24小时的时间分割成白天时间段和夜晚时间段，白天时间段：9点到17点，夜晚时间段：0点到 9点以及17点到24点；

S13：预测日的降雨情况为非降雨时，当前时间为11点 10分，处于白天时间段，当光照强度传感器检测到光照强度值为10000lux，大于光照强度阈值5000lux时，选择太阳能光伏板8作为电源供应方式；

S2：超声波传感器将采集到的数据传输给控制器5，控制器 5计算出蓄水池4的液位高度，

第一超声波传感器9测得的距离水面的距离x1＝18.2m，第二超声波传感器11测得的距离水面的距离x2＝18.3m，第三超声波传感器测得的距离水面的距离x3＝18.1m，第四超声波传感器距离水面的距离x4＝18.2m，第五超声波传感器10测得的距离水面的距离x5＝18.8m，

x0＝(x1+x2+x3+x4)/4-x5＝0.6；

计算往蓄水池4内的供水增加的高度：

h0＝(π*r*r*x0-π*r*r*x0/3)/(π*r*r*)＝2*x0/3＝0.4；

蓄水池4的高度为20m，则供水后蓄水池4的液位高度 H＝(20-x5)+h0＝1.6m。

计算出此时的液位高度为1.6m，控制器5判断蓄水池4液位低于设定液位下限2m；

S3：太阳能光伏板8向直流水泵7供电，直流水泵7启动，直流水泵7向高位蓄水池4内供水。

总结：当预测日的降雨情况为非降雨，时间处于白天时间段，光照强度值大于光照强度阈值，蓄水池4液位低于设定液位下限时，太阳能光伏板8向直流水泵7供电，直流水泵7启动，直流水泵7向高位蓄水池4内供水。

实施例二：

实施地点：巴彦淖尔牧区

预测日：2019年4月8日

在触摸屏上选择自动控制直流水泵7，则自动控制直流水泵7供水方式包括以下步骤：

S1：基于气象情况选择电源供应方式：

S11：通过天气预报获取预测日巴彦淖尔牧区降雨情况为降雨；

S12：将预测日的24小时的时间分割成白天时间段和夜晚时间段，白天时间段：9点到17点，夜晚时间段：0点到 9点以及17点到24点；

S13：预测日的降雨情况为降雨，则0点到24点均选择蓄电池6作为电源供应方式；

S5：超声波传感器将采集到的数据传输给控制器5，控制器 5计算出蓄水池4的液位高度，

第一超声波传感器9测得的距离水面的距离x1＝2.8m，第二超声波传感器11测得的距离水面的距离x2＝2.79m，第三超声波传感器测得的距离水面的距离x3＝2.96m，第四超声波传感器距离水面的距离x4＝2.75m，第五超声波传感器10测得的距离水面的距离x5＝3.1m，

x0＝(x1+x2+x3+x4)/4-x5＝0.3；

计算往蓄水池4内的供水增加的高度：

h0＝(π*r*r*x0-π*r*r*x0/3)/(π*r*r*)＝2*x0/3＝0.2；

蓄水池4的高度为20m，则供水后蓄水池4的液位高度 H＝(20-x5)+h0＝17.1。

此时的液位高度为17.1m，控制器5判断蓄水池4液位高于设定液位上限17m；

S7：蓄电池6停止向直流水泵7供电，直流水泵7停止工作。

总结：当预测日的降雨情况为降雨，0点到24点均选择蓄电池6作为电源供应方式,当蓄水池4液位高于设定液位上限，蓄电池6停止向直流水泵7供电，直流水泵7停止工作。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (4)

1.一种牧区户用太阳能智能供水系统，其特征在于：所述智能供水系统包括控制器(5)、电源供应模块、蓄水池(4)、直流水泵(7)、牲畜自动饮水器(1)和户用水管道(2)，所述控制器(5)用于控制电源供应模块的通断，所述电源供应模块用于为直流水泵(7)供电，所述直流水泵(7)的进水口与地下水连接，所述直流水泵(7)的出水口与蓄水池(4)的进水端连接，所述蓄水池(4)的出水端与牲畜自动饮水器(1)、户用水管道(2)连接。

2.根据权利要求1所述的一种牧区户用太阳能智能供水系统，其特征在于：所述电源供应模块包括太阳能光伏板(8)和蓄电池(6)，所述太阳能光伏板(8)与控制器(5)、直流水泵(7)、蓄电池(6)电性连接，所述蓄电池(6)与控制器(5)、直流水泵(7)电性连接，所述太阳能光伏板(8)上安装有光照强度传感器，所述光照强度传感器与控制器(5)连接，所述控制器(5)为PLC控制器(5)，所述智能供水系统还包括触摸屏，所述控制器(5)通过RS232串口与触摸屏通信连接。

3.根据权利要求2所述的一种牧区户用太阳能智能供水系统，其特征在于：所述蓄水池(4)的下方安装有高位支架(3)，所述蓄水池(4)为圆柱形蓄水池(4)，所述蓄水池(4)设置有池盖(41)，所述蓄水池(4)的进水端位于池盖(41)的中心，所述蓄水池(4)的出水端位于蓄水池(4)的池底中心，所述池盖(41)的下底面上安装有多个超声波传感器，所述超声波传感器与控制器(5)电性连接，所述超声波传感器包括第一超声波传感器(9)、第二超声波传感器(11)、第三超声波传感器、第四超声波传感器和第五超声波传感器(10)，所述第五超声波传感器(10)紧靠蓄水池(4)的进水端，所述第一超声波传感器(9)、第二超声波传感器(11)分别安装于第五超声波传感器(10)的左右两侧，且所述第一超声波传感器(9)、第二超声波传感器(11)紧贴蓄水池(4)的池侧壁，所述第三超声波传感器、第四超声波传感器分别安装于第五超声波传感器(10)的前后两侧，第三超声波传感器、第四超声波传感器紧贴蓄水池(4)的池侧壁。

4.根据权利要求3所述的一种牧区户用太阳能智能供水系统，其特征在于：所述高位支架(3)包括上底板(31)和支杆(32)，所述支杆(32)通过焊接固定在上底板(31)的下表面的两端，所述支杆(32)与上底板(31)的夹角大于110度小于130度，所述支杆(32)之间焊接有X形的加强筋(33)。

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