CN212678002U - 一种可根据气温及土壤湿度自动浇灌的浇花装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可根据气温及土壤湿度自动浇灌的浇花装置，包括太阳能电池板、供水管、控制系统上壳体、控制系统下壳体、花洒喷头、温度传感器、湿度传感器、传感器导线埋设管和加压储水容器；由控制系统上壳体和控制系统下壳体组成的壳体内装有控制系统和电磁阀；加压储水容器壳体下部开口接通通过供水管穿过控制系统上壳体与电磁阀输入端连接；电磁阀的输出端通过控制系统下壳体下面预留的接口与花洒喷头连接；加压储水容器壳体装设在储水容器支撑座上，其上部设有加压储水容器加压旋盖；控制系统下壳体下部向下连接中空的传感器导线埋设管。本实用新型采用加压容器设计，免去了对插电式水泵的依赖；可预设最优温湿参数进行智能浇花。

Description

一种可根据气温及土壤湿度自动浇灌的浇花装置

技术领域

本实用新型属于花卉种植与灌溉领域，具体涉及一种可根据气温及土壤湿度自动浇灌的浇花装置。

背景技术

传统的浇花形式通常为人工打水进行浇水。不定时或无精确时间规划，不定量或者无明确水量概念，全凭个人主观经验判断浇花时间以及浇水容量。在这种情况下对浇花人员经验水平，时间规律性存在较高的要求，过于依赖人工。对于家庭室内种植花卉，一旦出现家庭成员出远门或缺乏足够种植经验的情况则将会对花卉的生长健康造成巨大威胁。除了人工浇花，现在逐渐开始使用一种定时浇灌的自动浇花器，虽然为摆脱对人依赖性有所成效，但是本质上的浇水时机和浇水量问题仍然无法得到有效解决，定时浇花的定时时间以及浇水时长仍是浇花人员主观经验决定，无法从花卉的实际需求进行选择，这将直接导致土壤含水量无法得到实际控制：浇花频率过于频繁会导致土壤湿度过高使花卉烂根，浇水间隔过长浇水量过少会导致土壤湿度不足使花卉缺水。而本实用新型涉及的气温及土壤湿度检测技术趋于成熟，在单片机中固化控制程序后只需实时接收传感器的反馈信号就能精确控制浇水量使土壤湿度一直保持在最适合花卉生长的区间，完全依靠土壤湿度的实际参数反馈调节，摆脱经验要求及人工依赖。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述问题，提供一种可根据气温及土壤湿度自动浇灌的浇花装置，能够基于气温以及土壤湿度自动为花卉浇水，同时进行反馈调节自动判断浇水量，且能利用太阳光能充电，在摆脱人力浇花的同时力求能源自给自足更大程度摆脱对环境条件的依赖性。

本实用新型采用如下技术方案：一种可根据气温及土壤湿度自动浇灌的浇花装置，其特征在于：包括太阳能电池板、供水管、控制系统上壳体、控制系统下壳体、花洒喷头、温度传感器、湿度传感器、传感器导线埋设管、储水容器支撑座、加压储水容器加压旋盖和加压储水容器壳体；由控制系统上壳体和控制系统下壳体组成的壳体内装有控制系统和电磁阀，电磁阀由控制系统控制打开或关闭；所述的加压储水容器壳体下部开口接通供水管穿过控制系统上壳体与电磁阀输入端连接；所述的太阳能电池板通过导线与控制系统连接；所述电磁阀的输出端通过控制系统下壳体下面预留的接口与花洒喷头连接；所述加压储水容器壳体装设在储水容器支撑座上，其上部设置有加压储水容器加压旋盖；所述控制系统下壳体下部通过螺纹向下连接中空的传感器导线埋设管；传感器导线埋设管下端安装湿度传感器，湿度传感器的数据线穿过传感器导线埋设管内与控制系统连接；所述温度传感器通过导线连入控制系统。

进一步地，所述控制系统包括控制芯片、蜂鸣器、LED警示灯、LCD显示屏、以及输入按钮组和开关。

上述控制系统的控制芯片采用AT89C51单片机。

进一步地，所述温度传感器的型号为XH-T106。

进一步地，所述湿度传感器的型号为YL-69。

进一步地，所述加压储水容器壳体内设有加压储水容器的软质内胆，内胆上部接口与加压储水容器加压旋盖旋接，实现无泵供水。

进一步地，所述温度传感器布设位置为花卉叶片高度位置，便于检测花卉叶片表面温度。

进一步地，所述湿度传感器插入土壤中花卉根系附近，实时监测根系附近土壤湿度。

本实用新型包括气温及土壤湿度的检测与自动浇灌两大部分。气温及土壤湿度的检测部分包括了气温及土壤湿度的检测和显示。自动浇灌部分包括了自动浇灌系统。气温及土壤湿度的检测和显示具体以温度传感器XH-T106和湿度传感器YL-69为感应部件，将检测到的土壤湿度值送入AT89C51单片机，再由其输出到LCD屏进行显示。自动浇灌系统具体包含控制器，加压储水容器，太阳能电板以及配套蓄电电源，电磁阀，花洒喷口五个模块。其设计为智能化作业：智能浇灌部分是通过单片机程序预设浇灌所需的土壤湿度阈值和上限值，使其与YL-69送入单片机的土壤湿度值相比较，当低于阈值时，蜂鸣器报警五秒指示灯红灯常亮，接着单片机就输出一个信号控制电磁阀打开，靠加压容器内部压力泵水进行浇水，同时持续反馈土壤实时湿度参数，当参数高于上限值时再由单片机输出一个信号控制电磁阀关闭，停止浇水同时指示灯红灯灭。温度参数作为湿度参数的制约条件，当湿度低于阀值时，需要温度不超过上限值时方能打开电磁阀进行浇水，否则电磁阀无法开启；此机制是为防止在中午阳光直射等高温时段对花卉造成不良影响。当发出浇水信号后超过十分钟系统仍没有收到水浇足的信号，说明加压容器内压力不足或储水不足，蜂鸣器长鸣指示灯红灯常亮报警。

所述加压储水容器可通过顶部手动旋钮进行预加压为后面的无泵浇水过程提供工作压力；本系统还配有太阳能电池板，太阳能电池板为可利用较微弱光源进行充电的非晶硅太阳能电池板；太阳能电池板通过电源线连接控制系统外壳上的电源接口，控制系统整体固定于传感器导线埋设管顶端，通过埋设管插入土中固定于花卉上方或周围位置。在埋设管中空内腔布置传感器导线，其中温度传感器从埋设管中部引出布置在花卉叶片表面，土壤湿度传感器安装于埋设管底部随埋设管插入土中布置于花卉根系附近。

所述自动浇水的具体实施步骤为：按要求安装各组件，安放好太阳能电池板，为加压储水容器装水使水位到指示高度不得超过，以便预留出足够的空间加压空气，后拧紧顶部旋盖加压，布置好各传感器。按开关启动控制系统，通过控制系统上部的输入按钮组，输入用户查找的适合所种植花卉生长的土壤湿度参数，也可默认使用本系统预先设置的普适参数。开始工作后传感器模组将实时发送所检测参数到控制芯片，控制芯片将检测参数与预设参数相比较后，判断是否需要浇水以及是否符合浇水气温环境，满足各参数条件后控制芯片发出控制信号打开电磁阀开始浇水；随后通过传感器模组的实时反馈，判断何时浇水足够后关闭电磁阀。整个过程在控制芯片的指令调节下，实现浇花的连续自动过程。

本实用新型的有益效果是：(1)主要依靠太阳能供电，绿色环保；(2)采用自动控制系统，摆脱人工依赖性；(3)可由用户自行调节参数也可使用默认普适参数，给花卉更精细地浇灌；(4)采用独有的加压储水容器，浇水无需水泵无需插电，安全且安静。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的工作原理图。

附图标记说明：1为太阳能电池板；2为供水管；3为控制系统上壳体；4为控制系统下壳体；5为花洒喷头；6为温度传感器；7为湿度传感器；8为传感器导线埋设管；9为储水容器支撑座；10为加压储水容器加压旋盖；11为加压储水容器壳体。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案更加清晰，下面结合说明书附图，对本实用新型技术方案作进一步说明。

如图1所示，一种可根据气温及土壤湿度自动浇灌的浇花装置，包括太阳能电池板1、供水管2、控制系统上壳体3、控制系统下壳体4、花洒喷头5、温度传感器6、湿度传感器7、传感器导线埋设管8、储水容器支撑座9、加压储水容器加压旋盖10和加压储水容器壳体11；由控制系统上壳体3和控制系统下壳体4组成的壳体内装有控制系统和电磁阀，电磁阀由控制系统控制打开或关闭；所述的加压储水容器壳体11下部通过供水管2穿过控制系统上壳体3与电磁阀输入端连接；所述的太阳能电池板1通过导线与控制系统连接；所述电磁阀的输出端通过控制系统下壳体4下面预留的接口与花洒喷头5连接；所述加压储水容器壳体11装设在储水容器支撑座9上，其上部设置有加压储水容器加压旋盖10；所述控制系统下壳体4下部通过螺纹向下连接中空的传感器导线埋设管8；传感器导线埋设管8下端安装湿度传感器7，湿度传感器7的数据线穿过传感器导线埋设管8内与控制系统连接；所述温度传感器6通过导线连入控制系统。

所述控制系统包括控制芯片、蜂鸣器、LED警示灯、LCD显示屏、以及输入按钮组和开关。

所述控制系统的控制芯片采用AT89C51单片机。

所述温度传感器6的型号为XH-T106。

所述湿度传感器7的型号为YL-69。

所述加压储水容器壳体11内设有加压储水容器的软质内胆，内胆上部接口与加压储水容器加压旋盖10旋接，实现无泵供水。

所述温度传感器6布设位置为叶片高度位置，为检测花卉叶片表面温度，所述湿度传感器7插入土壤中花卉根系附近，实时监测根系附近土壤湿度。

如图2所示，本实用新型的浇花装置，包括气温及土壤湿度的检测与自动浇灌两大部分。气温及土壤湿度的检测部分包括了气温及土壤湿度的检测和显示。自动浇灌部分包括了自动浇灌系统。气温及土壤湿度的检测和显示具体以温度传感器XH-T106和湿度传感器YL-69为感应部件，将检测到的气温和土壤湿度值送入AT89C51单片机，再由其输出到LCD屏进行显示。自动浇灌系统具体包含控制器，加压储水容器，太阳能电板以及配套蓄电电源，电磁阀，花洒喷口五个模块。其设计为智能化作业：智能浇灌部分是通过单片机程序预设浇灌所需的土壤湿度阈值和上限值，使其与YL-69送入单片机的土壤湿度值相比较，当低于阈值时，蜂鸣器报警五秒指示灯红灯常亮，接着单片机就输出一个信号控制电磁阀打开，靠加压容器内部压力泵水进行浇水，同时持续反馈土壤实时湿度参数，当参数高于上限值时再由单片机输出一个信号控制电磁阀关闭，停止浇水同时指示灯红灯灭。温度参数作为湿度参数的制约条件，当湿度低于阀值时，需要温度不超过上限值时方能打开电磁阀进行浇水，否则电磁阀无法开启；此机制是为防止在中午阳光直射等高温时段对花卉造成不良影响。当发出浇水信号后超过十分钟系统仍没有收到水浇足的信号，说明加压容器内压力不足或储水不足，蜂鸣器长鸣指示灯红灯常亮报警。

所述加压储水容器可通过顶部手动旋盖进行预加压为后面的无泵浇水过程提供工作压力；本系统还配有太阳能电池板，太阳能电池板为可利用较微弱光源进行充电的非晶硅太阳能电池板；太阳能电池板通过电源线连接控制系统外壳上的电源接口，控制系统整体固定于传感器导线埋设管顶端，通过埋设管插入土中固定于花卉上方或周围位置。在埋设管中空内腔布置传感器导线，其中温度传感器从埋设管中部引出布置在花卉叶片表面，土壤湿度传感器安装于埋设管底部随埋设管插入土中布置于花卉根系附近。

所述自动控制浇水时机和水量的具体实施方式为：通过湿度传感器YL-69和温度传感器XH-T106将检测到的土壤温湿度值送入AT89C51单片机，再由其输出到LCD屏进行显示，同时通过适合土壤湿度以及气温的设置算法预设浇灌所需的土壤湿度阈值和上限值并固化在控制芯片上，使其与YL-69送入单片机的土壤湿度值相比较，当低于阈值时，蜂鸣器报警五秒同时警示灯红灯常亮，接着单片机就输出一个信号控制电磁阀打开，靠加压容器内部压力泵水进行浇水，同时持续反馈土壤实时湿度参数，当参数高于上限值时再由单片机输出一个信号控制电磁阀关闭，停止浇水同时警示灯红灯灭。温度参数作为湿度参数的制约条件，当湿度低于阀值时，需要温度不超过上限值时方能打开电磁阀进行浇水，否则电磁阀无法开启。

所述自动浇水的具体实施步骤为：按要求安装各组件，安放好太阳能电池板，为加压储水容器装水使水位到指示高度不得超过，以便预留出足够的空间加压空气，后拧紧顶部旋盖加压，布置好各传感器。按开关启动控制系统，通过控制系统上部的输入按钮组，输入用户查找的的适合所种植花卉生长的土壤湿度参数，也可默认使用本系统预先设置的普适参数。开始工作后传感器模组将实时发送所检测参数到控制芯片，控制芯片将检测参数与预设参数相比较后，判断是否需要浇水以及是否符合浇水气温环境，满足各参数条件后控制芯片发出控制信号打开电磁阀开始浇水；随后通过传感器模组的实时反馈，判断何时浇水足够后关闭电磁阀。整个过程在控制芯片的指令调节下，实现浇花的连续自动过程。

所述传感器模组包括气温检测传感器和土壤湿度检测传感器，与控制芯片电连接。

所述配套蓄电电源为锂离子电池，与太阳能电池板通过电源接口电连接。

所述电源接口为micro-USB接口。

所述太阳能电池板为可利用室内光源进行充电的非晶硅太阳能电池板，可自由选择安放位置通过电源线与配套蓄电电源电连接。

太阳能电池板通过接收光源照射从而产生电能，并将电能传递到锂离子电池中进行存储。当夜间或阴雨天气光照过于微弱光能发电不足以支撑用电要求时，锂电池中的剩余电量可保证过渡期的用电需求。

所述输入按钮组可便于用户修改初次启动后的默认湿度参数，以实现湿度参数的用户自定义。

所述控制系统为绝缘印刷电路板，将控制芯片、蜂鸣器、LED警示灯、LCD显示屏、开关、输入按钮组以及配套蓄电电源集成在电路板上。

不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种可根据气温及土壤湿度自动浇灌的浇花装置，其特征在于：包括太阳能电池板、供水管、控制系统上壳体、控制系统下壳体、花洒喷头、温度传感器、湿度传感器、传感器导线埋设管、储水容器支撑座、加压储水容器加压旋盖和加压储水容器壳体以及其中的弹性储水囊；由控制系统上壳体和控制系统下壳体组成的壳体内装有控制系统和电磁阀，电磁阀由控制系统控制打开或关闭；所述的加压储水容器壳体下部开口接通供水管穿过控制系统上壳体与电磁阀输入端连接；所述的太阳能电池板通过导线与控制系统连接；所述电磁阀的输出端通过控制系统下壳体下面预留的接口与花洒喷头连接；所述加压储水容器壳体装设在储水容器支撑座上，其上部设置有加压储水容器加压旋盖；所述控制系统下壳体下部通过螺纹向下连接中空的传感器导线埋设管；传感器导线埋设管下端安装湿度传感器，湿度传感器的数据线穿过传感器导线埋设管与控制系统连接；所述温度传感器通过导线连入控制系统。

2.根据权利要求1中所述的一种可根据气温及土壤湿度自动浇灌的浇花装置，其特征在于：所述控制系统包括控制芯片、蜂鸣器、LED警示灯、电磁阀、LCD显示屏、以及输入按钮组和开关。

3.根据权利要求2中所述的一种可根据气温及土壤湿度自动浇灌的浇花装置，其特征在于：所述控制芯片采用AT89C51单片机。

4.根据权利要求1中所述的一种可根据气温及土壤湿度自动浇灌的浇花装置，其特征在于：所述的温度传感器的型号为XH-T106。

5.根据权利要求1中所述的一种可根据气温及土壤湿度自动浇灌的浇花装置，其特征在于：所述湿度传感器的型号为YL-69。

6.根据权利要求1中所述的一种可根据气温及土壤湿度自动浇灌的浇花装置，其特征在于：所述加压储水容器壳体内设有加压储水容器的软质内胆，内胆上部接口与加压储水容器加压旋盖旋接。

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