CN212212131U - 大棚自动灌溉系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型旨在提供一种大棚自动灌溉系统，包括污水处理装置、控制器、电源装置、湿度传感器、灌溉装置；污水处理装置通过污水管道与污水源接通；灌溉装置包括输水管、灌溉水泵、灌溉头、驱动装置；输水管的一端经过灌溉水泵后与污水处理装置的出水口连通，输水管另一端与灌溉头连通；所述大棚顶部沿其纵向设有导轨的，导轨位于大棚横向的中间；灌溉头通过驱动装置安装于大棚内顶部的导轨上；湿度传感器与作物的土壤接触，湿度传感器设有多组，间隔均匀设于延导轨的正下方；灌溉水泵、电源装置、湿度传感器、驱动装置均分别与控制器电连接。该系统克服现有技术缺陷，具有资源利用率高、灌溉效率高的特点。

Description

大棚自动灌溉系统

技术领域

本实用新型涉及大棚灌溉装置领域，具体涉及一种大棚自动灌溉系统。

背景技术

现在的大棚灌溉系统在功能设计和结构布局上差异较大，市场上现有大棚灌溉系统主要体现在半人工智能化产业，它通过人们对大棚环境的检测和观察后由人工启动设备对农作物进行灌溉。现有污水处理及其自动灌溉系统存在污水处理方式不合理、灌溉效率低的缺陷。

发明内容

本实用新型旨在提供一种大棚自动灌溉系统，该系统克服现有技术缺陷，具有资源利用率高、灌溉效率高的特点。

本实用新型的技术方案如下：

一种大棚灌溉系统，包括污水处理装置、控制器、电源装置、湿度传感器、灌溉装置；

所述的污水处理装置通过污水管道与污水源接通；所述的灌溉装置包括输水管、灌溉水泵、灌溉头、驱动装置；所述的输水管的一端经过灌溉水泵后与污水处理装置的出水口连通，输水管另一端与灌溉头连通；所述大棚顶部沿其纵向设有导轨的，所述的导轨位于大棚横向的中间；所述的灌溉头通过驱动装置安装于大棚内顶部的导轨上，喷口向下设置，灌溉头能够在驱动装置的驱动下沿导轨运动；所述的输水管为橡胶管；

所述的湿度传感器与作物的土壤接触，湿度传感器设有多组，间隔均匀设于延导轨的正下方；

所述的灌溉水泵、电源装置、湿度传感器、驱动装置均分别与控制器电连接；所述的控制器用于接收湿度传感器传来的湿度信号，并根据湿度信号与设定值的下限值和上限值的对比，发送开启或关闭信号至灌溉水泵及驱动装置；所述的灌溉水泵用于根据控制器发来的开启或关闭信号进行开启或关闭的操作；所述的电源装置用于为控制器、驱动装置、灌溉水泵、湿度传感器提供电源；湿度传感器用于将检测到的土壤湿度信号发送至控制器；所述的驱动装置用于根据控制器发来的开启或关闭信号驱动灌溉头进行运动或停止。

优选地，所述的污水处理装置包括污水池、净化池、蓄水池、水位检测装置、污水水泵；

所述的污水池通过污水管道和污水水泵与污水源连通，污水池右侧的上部设有溢流管，所述的溢流管与净化池左侧的上部连通，所述的净化池右侧的底部通过管路与蓄水池的左侧底部连通，蓄水池右侧的底部与输水管连通；

所述的水位检测装置设于蓄水池内，水位检测装置、污水水泵与控制器电连接，水位检测装置用于将蓄水池的水位信号发送至控制器；所述的控制器根据接收到的水位信号与设定值的上限值和下限值进行对比，发送开启或关闭信号至污水水泵，控制污水水泵的开启或关闭；

所述的净化池中设有砂石层、海绵层、活性炭层；所述的砂石层、海绵层、活性炭层由上至下依次设置，净化池的出口对应活性炭层。

优选地，还包括报警器，所述的报警器与控制器电连接；控制器根据接收到的湿度信号与设定值的下限值进行对比，当湿度信号小于下限值时，发送相应的报警信号至报警器，控制报警器进行报警。

优选地，还包括设于大棚内的光照传感器，所述的光照传感器与控制器电连接，用于检测大棚内光照强度，并将光照信号发送至控制器，控制器根据接收到的光照信号与预设上限值进行对比，当光照信号大于上限值发送相应的报警信号至报警器。

优选地，还包括设于大棚内的温度传感器，所述的温度传感器与控制器电连接，用于检测大棚内温度，并将温度信号发送至控制器，控制器根据接收到的温度信号与预设上限值进行对比，当温度信号大于上限值发送相应的报警信号至报警器。

优选地，还包括通信装置、远程终端，所述的远程终端通过通信装置与控制器无线连接，控制器通过通信装置向远程终端传输湿度信号、水位信号、光照信号、温度信号，并对湿度信号、水位信号、光照信号、温度信号进行显示。

优选地，还包括带阀门的注水管，所述的注水管的一端与蓄水池的顶部连通，另一端与自来水管连通。

优选地，所述的驱动装置包括底座、电机、滑轮；所述的电机和灌溉头分别设于底座上，所述的电机与控制器电连接，所述的底座通过滑轮安装于导轨上，所述的滑轮与电机的转轴连接，电机能够带动滑轮转动，进而带动灌溉头沿导轨做进给运动。

优选地，所述的电源装置包括太阳能电池。

本实用新型的工作过程如下：

污水水泵将污水管道的污水抽入污水池中，经过污水池的初步沉降后污水流入净化池，依次经过净化池中的砂石层、海绵层、活性炭层的净化后流入蓄水池中；当污水管道中污水不足时，开启自来水管道向蓄水池注水；

湿度传感器检测作物的土壤湿度，控制器预设有湿度上下限，根据接收到的湿度信号进行判断，湿度低于下限时，控制报警器进行报警，同时控制驱动装置带动灌溉头到达土壤湿度过低的作物对应的区域，灌溉水泵将蓄水池中的水抽入输水管经由灌溉头进行灌溉；当作物的土壤湿度达到上限时，停止灌溉；

水位检测装置检测蓄水池中的水位，控制器接收水位信号，当水位信号低于水位下限值时，控制报警器进行报警，同时启动污水水泵，将污水抽入污水池中，以补充蓄水池的水量，当蓄水池水位达到水位上限时，控制器关闭污水水泵；

光照传感器检测大棚内的光照强度，控制器接收到光照信号，当光照信号大于上限值时，控制报警器报警；

温度传感器检测大棚内的温度，控制器接收到温度信号，当温度信号大于上限值时，控制报警器报警；

远程终端通过通信装置接收控制器发来的各种信号，并进行显示，实现远程监控；

电源装置首选太阳能电池，当太阳能电池供电不足时，切换为有线电源。

本实用新型的特点如下：

（1）通过湿度传感器的间隔设置，能够对大棚内作物进行分区域检测，配合可移动的灌溉装置，实现分区域的按需灌溉，提高灌溉效率，节约水资源；

（2）通过污水处理装置对城市污水进行净化用于灌溉，结合蓄水池的水位检测装置，根据蓄水池水位抽入污水，避免蓄水池内的水囤积过久，影响水质；同时对城市污水的利用降低了成本，提高了废水利用率及环保性能；并且在污水不足时，能够通过注水口注入自来水，保证灌溉的持续性；

（3）通过光照传感器、温度传感器分别检测大棚内的光照强度及温度，结合报警器对光照超标及温度超标的情况进行报警，避免过高的光照强度或温度对作物的影响；同时，报警器能够对湿度检测及水位检测的情况进行报警，提醒管理人员及时进行相应的处理；

（4）通过通信装置及远程终端实现远程监控，大大提供监控的灵活性，提高监控的效率；

（5）电源装置由太阳能电池结合市电进行供电，优先使用太阳能降低运行成本，提高资源利用率。

附图说明

图1为本实用新型大棚灌溉系统的结构示意图；

图2为本实用新型大棚灌溉系统的污水池、净化池、蓄水池的结构示意图；

图3为本实用新型大棚灌溉系统的控制器的电路图；

图4为本实用新型大棚灌溉系统的电源装置的电路图；

图5为本实用新型大棚灌溉系统的温度传感器的电路图；

图6为本实用新型大棚灌溉系统的水位检测装置的电路图；

图7为本实用新型大棚灌溉系统的污水水泵的控制电路；

图8为本实用新型大棚灌溉系统的温度传感器的电路图；

图9为本实用新型大棚灌溉系统的光照传感器的电路图；

图中各部分名称及标号如下：

1为污水管道，2为输水管，3为灌溉水泵，4为灌溉头，5为导轨，6为污水池，7为净化池，8为蓄水池，9为污水水泵，10为砂石层，11为海绵层，12为活性炭层，13为溢流管，14为注水管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例具体说明本实用新型。

实施例1

如图1-9所示，本实施例提供的大棚灌溉系统，包括污水处理装置、控制器、电源装置、湿度传感器、灌溉装置；

所述的污水处理装置通过污水管道1与污水源接通；所述的灌溉装置包括输水管2、灌溉水泵3、灌溉头4、驱动装置；所述的输水管2的一端经过灌溉水泵3后与污水处理装置的出水口连通，输水管2另一端与灌溉头4连通；所述大棚顶部沿其纵向设有导轨5的，所述的导轨5位于大棚横向的中间；所述的灌溉头4通过驱动装置安装于大棚内顶部的导轨5上，喷口向下设置，灌溉头4能够在驱动装置的驱动下沿导轨5运动；所述的输水管2为橡胶管；

所述的湿度传感器与作物的土壤接触，湿度传感器设有多组，间隔均匀设于延导轨5的正下方；

所述的灌溉水泵3、电源装置、湿度传感器、驱动装置均分别与控制器电连接；所述的控制器用于接收湿度传感器传来的湿度信号，并根据湿度信号与设定值的下限值和上限值的对比，发送开启或关闭信号至灌溉水泵及驱动装置；所述的灌溉水泵3用于根据控制器发来的开启或关闭信号进行开启或关闭的操作；所述的电源装置用于为控制器、驱动装置、灌溉水泵、湿度传感器提供电源；湿度传感器用于将检测到的土壤湿度信号发送至控制器；所述的驱动装置用于根据控制器发来的开启或关闭信号驱动灌溉头4进行运动或停止；

所述的污水处理装置包括污水池6、净化池7、蓄水池8、水位检测装置、污水水泵9；

所述的污水池6通过污水管道1和污水水泵9与污水源连通，污水池6右侧的上部设有溢流管13，所述的溢流管13与净化池7左侧的上部连通，所述的净化池7右侧的底部通过管路与蓄水池8的左侧底部连通，蓄水池8右侧的底部与输水管2连通；

所述的水位检测装置设于蓄水池8内，水位检测装置、污水水泵9与控制器电连接，水位检测装置用于将蓄水池8的水位信号发送至控制器；所述的控制器根据接收到的水位信号与设定值的上限值和下限值进行对比，发送开启或关闭信号至污水水泵9，控制污水水泵9的开启或关闭；

所述的净化池7中设有砂石层10、海绵层11、活性炭层12；所述的砂石层10、海绵层11、活性炭层12由上至下依次设置，净化池7的出口对应活性炭层12；

还包括报警器，所述的报警器与控制器电连接；控制器根据接收到的湿度信号与设定值的下限值进行对比，当湿度信号小于下限值时，发送相应的报警信号至报警器，控制报警器进行报警；

还包括设于大棚内的光照传感器，所述的光照传感器与控制器电连接，用于检测大棚内光照强度，并将光照信号发送至控制器，控制器根据接收到的光照信号与预设上限值进行对比，当光照信号大于上限值发送相应的报警信号至报警器；

还包括设于大棚内的温度传感器，所述的温度传感器与控制器电连接，用于检测大棚内温度，并将温度信号发送至控制器，控制器根据接收到的温度信号与预设上限值进行对比，当温度信号大于上限值发送相应的报警信号至报警器；

还包括通信装置、远程终端，所述的远程终端通过通信装置与控制器无线连接，控制器通过通信装置向远程终端传输湿度信号、水位信号、光照信号、温度信号，并对湿度信号、水位信号、光照信号、温度信号进行显示；

还包括带阀门的注水管14，所述的注水管14的一端与蓄水池8的顶部连通，另一端与自来水管连通；

所述的驱动装置包括底座、电机、滑轮；所述的电机和灌溉头4分别设于底座上，所述的电机与控制器电连接，所述的底座通过滑轮安装于导轨上，所述的滑轮与电机的转轴连接，电机能够带动滑轮转动，进而带动灌溉头4沿导轨5做进给运动；

所述的电源装置包括太阳能电池。

本实施例的工作过程如下：

污水水泵9将污水管道1中的污水抽入污水池6中，经过污水池6的初步沉降后污水流入净化池7，依次经过净化池7中的砂石层10、海绵层11、活性炭层12的净化后流入蓄水池8中；当污水管道1中污水不足时，开启自来水管道向蓄水池8注水；

湿度传感器检测作物的土壤湿度，控制器预设有湿度上下限，根据接收到的湿度信号进行判断，湿度低于下限时，控制报警器进行报警，同时控制驱动装置带动灌溉头4到达土壤湿度过低的作物对应的区域，灌溉水泵3将蓄水池8中的水抽入输水管2经由灌溉头4进行灌溉；当作物的土壤湿度达到上限时，停止灌溉；

水位检测装置检测蓄水池8中的水位，控制器接收水位信号，当水位信号低于水位下限值时，控制报警器进行报警，同时启动污水水泵9，将污水抽入污水池6中，以补充蓄水池8的水量，当蓄水池8水位达到水位上限时，控制器关闭污水水泵9；

光照传感器检测大棚内的光照强度，控制器接收到光照信号，当光照信号大于上限值时，控制报警器报警；

温度传感器检测大棚内的温度，控制器接收到温度信号，当温度信号大于上限值时，控制报警器报警；

远程终端通过通信装置接收控制器发来的各种信号，并进行显示，实现远程监控；

电源装置首选太阳能电池，当太阳能电池供电不足时，切换为有线电源。

本实施例的控制器为型号为STM32F103C8T6芯片；电源装置为型号为CE200WF的太阳能板以及型号为SRD-12VDC-SL-C的继电器；湿度传感器、温度传感器均为型号为DHT22的温湿度传感器；光照传感器为BH1750FVI模块；报警器为型号为SFB-55 DC6-12V的蜂鸣器；水位检测装置为型号为JYB-PO-L的静压液位变送器。

Claims (9)

1.一种大棚灌溉系统，包括污水处理装置、控制器、电源装置、湿度传感器、灌溉装置；其特征在于：

所述的污水处理装置通过污水管道（1）与污水源接通；所述的灌溉装置包括输水管（2）、灌溉水泵（3）、灌溉头（4）、驱动装置；所述的输水管（2）的一端经过灌溉水泵（3）后与污水处理装置的出水口连通，输水管（2）另一端与灌溉头（4）连通；所述大棚顶部沿其纵向设有导轨（5）的，所述的导轨（5）位于大棚横向的中间；所述的灌溉头（4）通过驱动装置安装于大棚内顶部的导轨（5）上，喷口向下设置，灌溉头（4）能够在驱动装置的驱动下沿导轨（5）运动；所述的输水管（2）为橡胶管；

所述的湿度传感器与作物的土壤接触，湿度传感器设有多组，间隔均匀设于延导轨（5）的正下方；

所述的灌溉水泵（3）、电源装置、湿度传感器、驱动装置均分别与控制器电连接；所述的控制器用于接收湿度传感器传来的湿度信号，并根据湿度信号与设定值的下限值和上限值的对比，发送开启或关闭信号至灌溉水泵及驱动装置；所述的灌溉水泵（3）用于根据控制器发来的开启或关闭信号进行开启或关闭的操作；所述的电源装置用于为控制器、驱动装置、灌溉水泵、湿度传感器提供电源；湿度传感器用于将检测到的土壤湿度信号发送至控制器；所述的驱动装置用于根据控制器发来的开启或关闭信号驱动灌溉头（4）进行运动或停止。

2.如权利要求1所述的大棚灌溉系统，其特征在于：

所述的污水处理装置包括污水池（6）、净化池（7）、蓄水池（8）、水位检测装置、污水水泵（9）；

所述的污水池（6）通过污水管道（1）和污水水泵（9）与污水源连通，污水池（6）右侧的上部设有溢流管（13），所述的溢流管（13）与净化池（7）左侧的上部连通，所述的净化池（7）右侧的底部通过管路与蓄水池（8）的左侧底部连通，蓄水池（8）右侧的底部与输水管（2）连通；

所述的水位检测装置设于蓄水池（8）内，水位检测装置、污水水泵（9）与控制器电连接，水位检测装置用于将蓄水池（8）的水位信号发送至控制器；所述的控制器根据接收到的水位信号与设定值的上限值和下限值进行对比，发送开启或关闭信号至污水水泵（9），控制污水水泵（9）的开启或关闭；

所述的净化池（7）中设有砂石层（10）、海绵层（11）、活性炭层（12）；所述的砂石层（10）、海绵层（11）、活性炭层（12）由上至下依次设置，净化池（7）的出口对应活性炭层（12）。

3.如权利要求2所述的大棚灌溉系统，其特征在于：

还包括报警器，所述的报警器与控制器电连接；控制器根据接收到的湿度信号与设定值的下限值进行对比，当湿度信号小于下限值时，发送相应的报警信号至报警器，控制报警器进行报警。

4.如权利要求3所述的大棚灌溉系统，其特征在于：

还包括设于大棚内的光照传感器，所述的光照传感器与控制器电连接，用于检测大棚内光照强度，并将光照信号发送至控制器，控制器根据接收到的光照信号与预设上限值进行对比，当光照信号大于上限值发送相应的报警信号至报警器。

5.如权利要求4所述的大棚灌溉系统，其特征在于：

还包括设于大棚内的温度传感器，所述的温度传感器与控制器电连接，用于检测大棚内温度，并将温度信号发送至控制器，控制器根据接收到的温度信号与预设上限值进行对比，当温度信号大于上限值发送相应的报警信号至报警器。

6.如权利要求5所述的大棚灌溉系统，其特征在于：

还包括通信装置、远程终端，所述的远程终端通过通信装置与控制器无线连接，控制器通过通信装置向远程终端传输湿度信号、水位信号、光照信号、温度信号，并对湿度信号、水位信号、光照信号、温度信号进行显示。

7.如权利要求1所述的大棚灌溉系统，其特征在于：

还包括带阀门的注水管（14），所述的注水管（14）的一端与蓄水池（8）的顶部连通，另一端与自来水管连通。

8.如权利要求1所述的大棚灌溉系统，其特征在于：

所述的驱动装置包括底座、电机、滑轮；所述的电机和灌溉头（4）分别设于底座上，所述的电机与控制器电连接，所述的底座通过滑轮安装于导轨上，所述的滑轮与电机的转轴连接，电机能够带动滑轮转动，进而带动灌溉头（4）沿导轨（5）做进给运动。

9.如权利要求1所述的大棚灌溉系统，其特征在于：

所述的电源装置包括太阳能电池。

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