CN214178302U - 一种及时利用雨水的蔬菜大棚灌溉装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种及时利用雨水的蔬菜大棚灌溉装置，包括控制处理器单元、信息采集单元、执行单元、视频监控单元、报警单元；所述信息采集单元包括土壤信息采集单元、环境信息采集单元、供水信息采集单元，所述土壤信息采集单元包括土壤水分传感器，所述环境信息采集单元包括环境温度传感器、环境湿度传感器、光照强度传感器，所述供水信息采集单元包括液位计、流量计、压力传感器，所述执行单元包括供水系统、配药系统、灌溉系统。本实用新型实现了雨水的及时利用以及到蔬菜的智能灌溉与智能施肥，实现了灌溉系统的故障监测与预警，有利于提高雨水利用效果。

Description

一种及时利用雨水的蔬菜大棚灌溉装置

技术领域

本实用新型涉及农作物种植领域，尤其涉及一种及时利用雨水的蔬菜大棚灌溉装置。

背景技术

节水灌溉是一项保障中国经济、生态、社会持续发展的重大战略措施。目前我国大部分地区还仍然停留在人工监测旱情，决定灌溉与否仅凭个人经验，这样就会造成更严重水资源浪费。随着现代农业的发展，农业经营模式正在向大型化、集约化方向发展。但现有技术中的蔬菜大棚灌溉系统智能化程度不足。

现已经授权的实用新型，专利号为CN201521144764.4，专利名称为一种利用太阳能的大棚灌溉系统，包括供水泵、以及大棚内各区域的供水节点上设置的节点灌溉装置；对应每一所述节点灌溉装置在该片区域内均设有数据处理单元和监控单元；所述供水泵、各节点灌溉装置、数据处理单元以及监控单元均由太阳能组件供电。所述大棚上设置有若干雨水收集器，在雨水收集器下方设有蓄水池；所述第一供水管路上设有控制该管路中水流通断的电磁阀，在所述蓄水池内设有控制该电磁阀启闭的液位开关。该本实用新型利用若干雨水收集器来收集雨水，且优选采用收集的雨水进行灌溉，同时利用太阳能组件供电，非常节能环保；而且针对土壤的干湿程度不同，以不同的流量进行灌溉，为作物生长创造适宜的环境。

上述方案依然存在以下问题：无法进行故障诊断，特别是蓄水池异常或者喷洒头异常，一旦出现异常，则需要用户根据经验自行检测，对用户的专业性要求较高，而且工作难度大，效率低。从而使得灌溉装置难以长期有效运行的状况，极大的影响了雨水灌溉的实际效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：为了解决现有技术问题，无法进行故障判断，无法实现浇水、施肥一体化。

一种及时利用雨水的蔬菜大棚灌溉装置，包括控制处理器单元、信息采集单元、执行单元、视频监控单元、报警单元；

所述控制处理器单元包括控制处理器、通信单元、供电单元、存储单元，所述通信单元、供电单元、存储单元分别与控制处理器连接；

所述信息采集单元包括土壤信息采集单元、环境信息采集单元、供水信息采集单元，所述土壤信息采集单元包括土壤水分传感器，所述环境信息采集单元包括环境温度传感器、环境湿度传感器、光照强度传感器，所述供水信息采集单元包括液位计、流量计、压力传感器，所述土壤水分传感器、环境温度传感器、环境湿度传感器、光照强度传感器、液位计、流量计、压力传感器分别与控制处理器连接；

所述执行单元包括供水系统、配药系统、灌溉系统，所述供水系统包括蓄水池、雨水收集装置，所述配药系统包括配药桶，所述灌溉系统包括灌溉管道、喷洒头，所述蓄水池、雨水收集装置、配药桶、灌溉管道、喷洒头分别与控制处理器连接；

所述视频监控单元、报警单元分别与控制处理器连接。

进一步的，所述土壤信息采集单元还包括土壤温度传感器，所述土壤温度传感器与控制处理器连接。

进一步的，所述环境温度传感采用602F-3500F数字温度传感器。

进一步的，所述环境湿度传感器采用DHT12数字式湿度传感器。

进一步的，所述液位计采用浮球式液位计。

进一步的，所述压力传感器采用KAP05压力变送器。

进一步的，所述配药桶内设置有搅拌电机，所述搅拌电机与控制处理器连接。

进一步的，所述控制处理器的核心为PLC，所述PLC为西门子S7-300。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1.本实用新型一种及时利用雨水的蔬菜大棚灌溉装置，通过设置配药系统，无需工作人员单独施肥，并且可以自动精准配比促进蔬菜生长的药液，即实现了大棚种植的水分的自动灌溉还实现了农药的自动灌溉。

2.本实用新型一种及时利用雨水的蔬菜大棚灌溉装置，通过供水信息的采集，实现了灌溉装置供水系统的故障检测，有利于及时发现问题并采取对应的措施，提高农业生产效率。

3.本实用新型一种及时利用雨水的蔬菜大棚灌溉装置，将采集的太阳能储存在蓄电池内，为各用电装置供电，不仅节能环保，并且降低了生产成本。

附图说明

图1为本实用新型的整体系统图。

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。

一种及时利用雨水的蔬菜大棚灌溉装置，包括控制处理器单元、信息采集单元、执行单元、视频监控单元、报警单元；

所述控制处理器单元包括控制处理器、通信单元、供电单元、存储单元，所述通信单元、供电单元、存储单元分别与控制处理器连接；

所述信息采集单元包括土壤信息采集单元、环境信息采集单元、供水信息采集单元，所述土壤信息采集单元包括土壤水分传感器，所述环境信息采集单元包括环境温度传感器、环境湿度传感器、光照强度传感器，所述供水信息采集单元包括液位计、流量计、压力传感器，所述土壤水分传感器、环境温度传感器、环境湿度传感器、光照强度传感器、液位计、流量计、压力传感器分别与控制处理器连接；

所述执行单元包括供水系统、配药系统、灌溉系统，所述供水系统包括蓄水池、雨水收集装置，所述配药系统包括配药桶，所述灌溉系统包括灌溉管道、喷洒头，所述蓄水池、雨水收集装置、配药桶、灌溉管道、喷洒头分别与控制处理器连接；

所述视频监控单元、报警单元分别与控制处理器连接。

本方案的工作原理简述：

所述大棚包括供水系统、配药系统、灌溉系统，所述供水系统包括若干雨水收集器，在雨水收集器下方设有蓄水池，蓄水池内设有供水泵，所述供水泵分别通过供水管道与所述蓄水池、配药桶连接，所述供水管道上设有控制该管路中水流通断的供水电磁阀，在所述蓄水池内设有控制该电磁阀启闭的液位开关，所述配药系统包括配药桶，所述配药桶与蓄水池通过供水管道连通，并且通过供水管道上的流量计，使得用户可以精确计算进入配药桶内的雨水，通过农药配置的精度，配药桶内设置有搅拌装置，所述灌溉系统包括与供水管道连接的灌溉管道和设置在灌溉管道上的喷洒头，所述灌溉喷洒头上压力传感器，加速药与水混合，快速形成药液，通过工作效率，通过雨水进行浇灌，有利于节约资源，减少环境污染。通过设置配药系统，无需工作人员单独施肥，并且可以自动精准配比促进蔬菜生长的药液，即实现了大棚种植的水分的自动灌溉还实现了农药的自动灌溉。

所述土壤信息采集单元包括土壤水分传感器用于检测土壤水分，控制处理器根据土壤水分传感器反馈的土壤含水量信息，控制所述控制阀的开度。这样，实现了因地制宜，根据不同土壤湿度，以不同的灌溉流量进行灌溉，保证物生长环境适宜。本实用新型还包括环境信息采集单元，通过环境温度传感器、环境湿度传感器、光照强度传感器采大棚内环境温湿度、光照强度，并传送给控制处理器，便于用户监控大棚内部环境，便于用户采取相应的措施。

所述供水信息采集单元包括流量计、液位计、压力传感器，所述流量计设置于供水管道上，所述液位计设置与蓄水池内，所述压力传感器有若干组，分别用于检测蓄水池与雨水收集器连接管路的压力，蓄水池与配药桶连接管路的压力，蓄水池与灌溉管路的压力以及喷洒头出水口的压力。

具体的，当控制处理器根据接收蓄水池内的雨水液位数字信号和压力数字信号，判断蓄水池内的液位小于蓄水池液位阀值，同时输水管的压力小于输水管压力阀值，并且持续了一定时间时，控制处理器向报警模块发出蓄水池故障报警信号，报警模块中的蓄水池故障报警灯亮。当进行供水时，供水管道上的电磁阀工作，当控制处理器接收到的供水管路上压力数字信号大于零，流量信号小于或者等于零，则供水电磁阀异常，控制处理器向报警模块发出供水电磁阀故障报警信号，状态报警灯中的供水阀故障报警灯亮。当进行灌溉时，喷洒头工作，当控制处理器接收到的喷洒头上压力信号压力数字信号大于零，流量信号小于或者等于零，则喷洒头异常，控制处理器向报警模块发出喷洒头故障报警信号，状态报警灯中的喷洒头故障报警灯亮。通过供水信息的采集，实现了灌溉装置供水系统的故障检测，有利于及时发现问题并采取对应的措施，提高农业生产效率。

其中，所述供电单元包括太阳能电池板、蓄电池、以及太阳能电池板和蓄电池之间的电能转换控制电路。将采集的太阳能储存在蓄电池内，为各用电装置供电，不仅节能环保，并且降低了生产成本。通信单元包括WiFi和蓝牙中的一种或者多种，用于实现控制处理器与外部模块(如土壤水分传感器、环境温湿度传感器等)的通信，用于实现灌溉装置与用户之间的通信。

其中，所述视频监控单元包括采集图像的摄像头以及传输图像的无线发送模块。监控单元能够实时将大棚内的图像信息反馈给监控室，能够远程监控大棚内的状况。不仅实现了及时了解农作物等生长情况，也可以监督工人规范化的作业。

进一步的，所述土壤信息采集单元还包括土壤温度传感器，所述土壤温度传感器与控制处理器连接。

进一步的，所述环境温度传感采用602F-3500F数字温度传感器，所述数字温度传感器，温度范围-50到200度左右，体积小，响应时间快。

进一步的，所述环境湿度传感器采用DHT12数字式湿度传感器，所述数字式湿度传感器具有成本低、长期稳定、相对湿度和温度测量、超长的信号传输距离、数字信号输出、精确校准的特点。

进一步的，所述液位计采用浮球式液位计，浮球式液位计具有结构简单，调试方便，可靠性好，精度高等特点。

进一步的，所述压力传感器采用KAP05压力变送器，所述KAP05小巧压力变送器是一种高性价比、防潮能力强、抗电磁干扰能力强的变送器。

进一步的，所述配药桶内设置有搅拌电机，所述搅拌电机与控制处理器连接，通过搅拌电机带动搅拌轴、搅拌杆转动，从而加速配药桶内液体农药与清水的混合。

进一步的，所述控制处理器的核心为PLC，所述PLC为西门子S7-300。

值得注意的是：本方案中的土壤水分传感器、环境温度传感器、环境湿度传感器、液位计、流量计、压力传感器、通信单元、供电单元、存储单元、报警单元、蓄水池、雨水收集器等均为现有技术中的常用电路或实物，本方案的创新不在于单个的电路上，而是数个模块以及电路的配合实现了雨水的及时利用以及到蔬菜的智能灌溉与智能施肥，实现了灌溉系统的故障监测与预警，有利于提高雨水利用效果。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种及时利用雨水的蔬菜大棚灌溉装置，其特征在于，包括控制处理器单元、信息采集单元、执行单元、视频监控单元、报警单元；

所述控制处理器单元包括控制处理器、通信单元、供电单元、存储单元，所述通信单元、供电单元、存储单元分别与控制处理器连接；

所述信息采集单元包括土壤信息采集单元、环境信息采集单元、供水信息采集单元，所述土壤信息采集单元包括土壤水分传感器，所述环境信息采集单元包括环境温度传感器、环境湿度传感器、光照强度传感器，所述供水信息采集单元包括液位计、流量计、压力传感器，所述土壤水分传感器、环境温度传感器、环境湿度传感器、光照强度传感器、液位计、流量计、压力传感器分别与控制处理器连接；

所述执行单元包括供水系统、配药系统、灌溉系统，所述供水系统包括蓄水池、雨水收集装置，所述配药系统包括配药桶，所述灌溉系统包括灌溉管道、喷洒头，所述蓄水池、雨水收集装置、配药桶、灌溉管道、喷洒头分别与控制处理器连接；

所述视频监控单元、报警单元分别与控制处理器连接。

2.根据权利要求1所述的一种及时利用雨水的蔬菜大棚灌溉装置，其特征在于，所述土壤信息采集单元还包括土壤温度传感器，所述土壤温度传感器与控制处理器连接。

3.根据权利要求1所述的一种及时利用雨水的蔬菜大棚灌溉装置，其特征在于，所述环境温度传感采用602F-3500F数字温度传感器。

4.根据权利要求1所述的一种及时利用雨水的蔬菜大棚灌溉装置，其特征在于，所述环境湿度传感器采用DHT12数字式湿度传感器。

5.根据权利要求1所述的一种及时利用雨水的蔬菜大棚灌溉装置，其特征在于，所述液位计采用浮球式液位计。

6.根据权利要求1所述的一种及时利用雨水的蔬菜大棚灌溉装置，其特征在于，所述压力传感器采用KAP05压力变送器。

7.根据权利要求1所述的一种及时利用雨水的蔬菜大棚灌溉装置，其特征在于，所述配药桶内设置有搅拌电机，所述搅拌电机与控制处理器连接。

8.根据权利要求1所述的一种及时利用雨水的蔬菜大棚灌溉装置，其特征在于，所述控制处理器的核心为PLC，所述PLC为西门子S7-300。

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