CN214853375U - 一种基于光温耦合的智能化灌溉系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于光温耦合的智能化灌溉系统，包括，灌溉装置以及控制灌溉装置的智能化系统；灌溉装置包括，地面灌溉装置，顶端喷洒装置，水泵组，以及，与地面灌溉装置、顶端喷洒装置、水泵连接的若干条输水管道；智能化系统包括，土壤温湿度检测系统，环境温湿度检测系统，光照强度检测系统，设置在顶端喷洒装置的一端，单片机，数据存储器，数据显示器，通信模块，电源模块；通过设置光照强度传感器、温度传感器、湿度传感器的位置，以及设置上中下分层式的灌溉系统，实现了立体化灌溉，通过单片机收集环境数据、土壤数据以及光照强度数据，分别控制不同灌溉装置进行作业，提高了环境的可控性，为现代化农业灌溉技术提供了支持。

Description

一种基于光温耦合的智能化灌溉系统

技术领域

本实用新型属于自动灌溉领域，特别涉及一种基于光温耦合的智能化灌溉系统。

背景技术

温室是以采光覆盖材料作为全部或部分围护结构材料，可在冬季或其它不适宜露地植物生长的季节供栽培植物的建筑。

温室功能分类根据温室的最终使用功能，可分为生产性温室、试验(教育)性温室和允许公众进入的商业性温室。蔬菜栽培温室、花卉栽培温室、养殖温室等均属于生产性温室；人工气候室、温室实验室等属于试验(教育)性温室；各种观赏温室、零售温室、商品批发温室等则属于商业性温室。

应用于温室的现代科学灌溉技术,不仅可以有效利用有限的水资源，缓解地下水开采过量、地壳下沉的严峻局面，同样重要的是，能够通过与精确施肥的有机结合，改善农作物、果树等的生长条件，提高单产和果实品质，具有良好的社会效益和经济效益。微喷是利用折射、旋转或辐射式微型喷头将水喷洒到作物枝叶等区域的灌水形式。属于微灌范畴。微喷的工作压力低，流量小，既可增加土壤水分，又能提高空气湿度，调节局部小气候，应用十分广泛。另外，还可以借助部分微喷头的超强雾化功能，用于扦插育苗、饲养场降温等场所。滴灌是通过安装在毛管上的滴箭、滴头、滴灌带或其他孔口式灌水器将水一滴一滴地、均匀而又缓慢地滴入作物根区附近土壤中的灌水形式。由于滴水流量小，缓慢入渗，主要借助毛管张力作用扩散，是最为节水和有效的种灌溉方式之一。

局部精确灌水，极大限度地提高了水的利用率，减少了杂草滋生，改善土壤结构，降低了对水源压力的要求。同时可通过首部施肥装置，进行精确施肥，真正作到低投入、高收益。

现有温室的灌溉系统控制单一，往往依靠人工观察室内环境，进行手动灌溉，一些自动化系统缺乏对光照强度的参考以及土壤环境的参考，急需一种立体化灌溉设备，以满足不同农作物的灌溉需求。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提出一种基于光温耦合的智能化灌溉系统，包括：

灌溉装置以及控制灌溉装置的智能化系统；

灌溉装置包括，

地面灌溉装置，设置在目标地区的地面上，

顶端喷洒装置，设置在离地面高度为3m-4m处，

水泵组，与地面灌溉装置、顶端喷洒装置连接，以及，

与地面灌溉装置、顶端喷洒装置、水泵连接的若干条输水管道；

智能化系统包括，

土壤温湿度检测系统，设置在目标地区的土壤中，检测土壤温度和土壤湿度，

环境温湿度检测系统，设置在目标地区，检测目标地区的环境温度和环境湿度，

光照强度检测系统，由多个光照强度传感器组成，设置在顶端喷洒装置的一端，检测目标地区的光照强度，

单片机，与土壤温湿度检测系统、环境温湿度检测系统、光照强度检测系统连接，

数据存储器，与单片机连接，

数据显示器，与单片机连接，

通信模块，与单片机连接，

电源模块，用于给智能化系统供电；

单片机与水泵组通过设置在水泵组上的电磁阀电性连接。

优选地，地面灌溉装置包括，

若干条灌溉管道，其中，灌溉管道至少包括，第一管道和第二管道，第一管道至少包括，

第一出水口，设置在第一管道上，

第一垂直喷洒装置，与第一管道垂直螺纹连接，

第二垂直喷洒装置，与第一管道垂直螺纹连接，

第一出水口设置在第一垂直喷洒装置和第二垂直喷洒装置之间；

第二管道至少包括，

第二出水口，设置在第二管道上，

第三出水口，设置在第二管道上，

第三垂直喷洒装置，与第二管道垂直螺纹连接；

第三垂直喷洒装置设置在第二出水口和第三出水口之间；

第一垂直喷洒装置与第三垂直喷洒装置的距离为第一距离；

第二垂直喷赛装置与第三垂直喷洒装置的距离为第二距离；

第二出水口与第一出水口的距离为第三距离；

第三出水口与第一出水口的距离为第四距离；

第一距离等于第二距离；

第三距离等于第四距离；

第一距离等于第三距离；

第一距离和第二距离的夹角不超过120°；

第一垂直喷洒装置、第二垂直喷洒装置、第三垂直喷洒装置的上设置无线控制装置；

单片机通过通信模块与无线控制装置通信连接，用于控制第一垂直喷洒装置、第二垂直喷洒装置、第三垂直喷洒装置进行灌溉工作。

优选地，顶端喷洒装置，包括，

若干条输水管以及设置在输水管上的若干个水雾喷头；

智能化系统通过光照强度检测系统控制顶端喷洒装置进行工作，用于当光照强度不适合目标地区的需求时，通过顶端喷洒装置在空气中形成水雾，降低光照强度。

优选地，水泵组包括，

第一水泵，与地面灌溉装置连接，通过设置在第一水泵上的第一电磁阀与单片机连接，

第二水泵，与顶端喷洒装置连接，通过设置在第二水泵上的第二电磁阀与单片机连接。

优选地，土壤温湿度检测系统包括，

若干个土壤温度传感器，用于收集目标地区的不同区域土壤温度，

若干个土壤湿度传感器，用于收集目标地区的不同区域土壤湿度。

优选地，环境温湿度检测系统，设置在支架上，包括，

若干个环境湿度传感器，用于收集目标地区的不同区域环境湿度，

若干个环境温度传感器，用于收集目标地区的不同区域环境温度；

支架为可伸缩支架，用于通过控制支架的高度，辅助环境温湿度检测系统检测不同高度的环境信息。

优选地，土壤温湿度检测系统设置在支架的正下方土壤中。

优选地，数据显示器为工业LED触摸屏，用于实时显示目标地区的环境情况，通过设置在LED触摸屏上的控制选项，开启或关闭灌溉装置。

优选地，智能化系统通过通信模块，与设置在远程移动端APP或者服务器进行数据互通；

通过远程移动端APP可以进行远程数据监控和远程控制智能化系统；

服务器用于存储智能化系统的检测数据，通过设置在服务器中的系统程序，对检测数据进行分析，并将分析结果传输到智能化系统中，用于辅助智能化系统。

本实用新型公开了以下技术效果：

本实用新型与现有技术相比，本实用新型提供的基于光温耦合的智能化灌溉系统，通过设置光照强度传感器、温度传感器、湿度传感器的位置，以及设置上中下分层式的灌溉系统，实现了立体化灌溉，通过单片机收集环境数据、土壤数据以及光照强度数据，分别控制不同灌溉装置进行作业，提高了环境的可控性，为现代化农业灌溉提供了有力的技术支持。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的智能化灌溉系统示意图；

其中，1为光照强度传感器，2为环境温湿度检测系统，3为土壤温湿度检测系统，4为顶端喷洒装置，5为第一管道，6为第二管道，7为第一水泵，8为第二水泵，11为第一垂直喷洒装置，12为第二垂直喷洒装置，13为第三垂直喷洒装置，14为第一出水口，15为第二出水口，16为第三出水口，17为支架。

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。

本实用新型提供了一种基于光温耦合的智能化灌溉系统，包括：

灌溉装置以及控制灌溉装置的智能化系统；

灌溉装置包括，

地面灌溉装置，设置在目标地区的地面上，

顶端喷洒装置4，设置在离地面高度为3m-4m处，

水泵组，与地面灌溉装置、顶端喷洒装置连接，以及，

与地面灌溉装置、顶端喷洒装置、水泵连接的若干条输水管道；

智能化系统包括，

土壤温湿度检测系统3，设置在目标地区的土壤中，检测土壤温度和土壤湿度，

环境温湿度检测系统2，设置在目标地区，检测目标地区的环境温度和环境湿度，

光照强度检测系统，由多个光照强度传感器1组成，设置在顶端喷洒装置4的一端，检测目标地区的光照强度，

单片机，与土壤温湿度检测系统3、环境温湿度检测系统2、光照强度检测系统连接，

数据存储器，与单片机连接，

数据显示器，与单片机连接，

通信模块，与单片机连接，

电源模块，用于给智能化系统供电；

单片机与水泵组通过设置在水泵组上的电磁阀电性连接。

地面灌溉装置包括，

若干条灌溉管道，其中，灌溉管道至少包括，第一管道5和第二管道6，第一管道5至少包括，

第一出水口14，设置在第一管道5上，

第一垂直喷洒装置11，与第一管道5垂直螺纹连接，

第二垂直喷洒装置12，与第一管道5垂直螺纹连接，

第一出水口14设置在第一垂直喷洒装置11和第二垂直喷洒装置12之间；

第二管道6至少包括，

第二出水口15，设置在第二管道6上，

第三出水口16，设置在第二管道6上，

第三垂直喷洒装置13，与第二管道6垂直螺纹连接；

第三垂直喷洒装置13设置在第二出水口15和第三出水口16之间；

第一垂直喷洒装置11与第三垂直喷洒装置13的距离为第一距离；

第二垂直喷赛装置12与第三垂直喷洒装置13的距离为第二距离；

第二出水口15与第一出水口14的距离为第三距离；

第三出水口16与第一出水口14的距离为第四距离；

第一距离等于第二距离；

第三距离等于第四距离；

第一距离等于第三距离；

第一距离和第二距离的夹角不超过120°；

第一垂直喷洒装置11、第二垂直喷洒装置12、第三垂直喷洒装置13的上设置无线控制装置；

单片机通过通信模块与无线控制装置通信连接，用于控制第一垂直喷洒装置11、第二垂直喷洒装置12、第三垂直喷洒装置13进行灌溉工作。

顶端喷洒装置4，包括，

若干条输水管以及设置在输水管上的若干个水雾喷头；

智能化系统通过光照强度检测系统控制顶端喷洒装置进行工作，用于当光照强度不适合目标地区的需求时，通过顶端喷洒装置在空气中形成水雾，降低光照强度。

水泵组包括，

第一水泵7，与地面灌溉装置连接，通过设置在第一水泵7上的第一电磁阀与单片机连接，

第二水泵8，与顶端喷洒装置4连接，通过设置在第二水泵8上的第二电磁阀与单片机连接。

土壤温湿度检测系统3包括，

若干个土壤温度传感器，用于收集目标地区的不同区域土壤温度，

若干个土壤湿度传感器，用于收集目标地区的不同区域土壤湿度。

环境温湿度检测系统2，设置在支架17上，包括，

若干个环境湿度传感器，用于收集目标地区的不同区域环境湿度，

若干个环境温度传感器，用于收集目标地区的不同区域环境温度；

支架17为可伸缩支架，用于通过控制支架17的高度，辅助环境温湿度检测系统2检测不同高度的环境信息。

土壤温湿度检测系统3设置在支架17的正下方土壤中。

数据显示器为工业LED触摸屏，用于实时显示目标地区的环境情况，通过设置在LED触摸屏上的控制选项，开启或关闭灌溉装置。

智能化系统通过通信模块，与设置在远程移动端APP或者服务器进行数据互通；

通过远程移动端APP可以进行远程数据监控和远程控制智能化系统；

服务器用于存储智能化系统的检测数据，通过设置在服务器中的系统程序，对检测数据进行分析，并将分析结果传输到智能化系统中，用于辅助智能化系统。

本实用新型公开的智能化灌溉系统，通过设置在智能化系统的单片机，收集光照强度、环境温湿度、土壤温湿度，通过设置在单片机的控制程序进行数据分析判断，基于判断结果，单片机通过水泵组控制灌溉装置工作，其中，单片机通过第一水泵7控制地面灌溉装置的第一出水口14、第二出水口15、第三出水口16进行工作，单片机通过通信模块控制第一垂直喷洒装置11、第二垂直喷洒装置12、第三垂直喷洒装置13进行工作，单片机通过第二水泵8控制顶端喷洒装置4工作。

数据显示器为工业LED显示器，预先在数据显示器上设置了电子地图，可以实时显示地图中各个传感器的实时数值，并通过颜色进行区分传感器收集的环境数据，电子地图上还包括数据分析曲线图和饼图，为了方便技术人员了解对整个系统的工作情况。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。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所述以权利要求的保护范围为准。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种基于光温耦合的智能化灌溉系统，其特征在于，包括：

灌溉装置以及控制所述灌溉装置的智能化系统；

所述灌溉装置包括，

地面灌溉装置，设置在目标地区的地面上，

顶端喷洒装置(4)，设置在离地面高度为3m-4m处，

水泵组，与所述地面灌溉装置、顶端喷洒装置连接，以及，

与所述地面灌溉装置、顶端喷洒装置、水泵连接的若干条输水管道；

所述智能化系统包括，

土壤温湿度检测系统(3)，设置在所述目标地区的土壤中，检测土壤温度和土壤湿度，

环境温湿度检测系统(2)，设置在所述目标地区，检测所述目标地区的环境温度和环境湿度，

光照强度检测系统，由多个光照强度传感器(1)组成，设置在所述顶端喷洒装置(4)的一端，检测所述目标地区的光照强度，

单片机，与所述土壤温湿度检测系统(3)、环境温湿度检测系统(2)、光照强度检测系统连接，

数据存储器，与所述单片机连接，

数据显示器，与所述单片机连接，

通信模块，与所述单片机连接，

电源模块，用于给所述智能化系统供电；

所述单片机与所述水泵组通过设置在所述水泵组上的电磁阀电性连接。

2.根据权利要求1所述一种基于光温耦合的智能化灌溉系统，其特征在于：

所述地面灌溉装置包括，

若干条灌溉管道，其中，所述灌溉管道至少包括，第一管道(5)和第二管道(6)，

所述第一管道(5)至少包括，

第一出水口(14)，设置在所述第一管道(5)上，

第一垂直喷洒装置(11)，与所述第一管道(5)垂直螺纹连接，

第二垂直喷洒装置(12)，与所述第一管道(5)垂直螺纹连接，

所述第一出水口(14)设置在所述第一垂直喷洒装置(11)和所述第二垂直喷洒装置(12)之间；

所述第二管道(6)至少包括，

第二出水口(15)，设置在所述第二管道(6)上，

第三出水口(16)，设置在所述第二管道(6)上，

第三垂直喷洒装置(13)，与所述第二管道(6)垂直螺纹连接；

所述第三垂直喷洒装置(13)设置在所述第二出水口(15)和第三出水口(16)之间；

所述第一垂直喷洒装置(11)与所述第三垂直喷洒装置(13)的距离为第一距离；

所述第二垂直喷洒装置(12)与所述第三垂直喷洒装置(13)的距离为第二距离；

所述第二出水口(15)与所述第一出水口(14)的距离为第三距离；

所述第三出水口(16)与所述第一出水口(14)的距离为第四距离；

所述第一距离等于所述第二距离；

所述第三距离等于所述第四距离；

所述第一距离等于所述第三距离；

所述第一距离和第二距离的夹角不超过120°；

所述第一垂直喷洒装置(11)、第二垂直喷洒装置(12)、第三垂直喷洒装置(13)的上设置无线控制装置；

所述单片机通过所述通信模块与所述无线控制装置通信连接，用于控制所述第一垂直喷洒装置(11)、第二垂直喷洒装置(12)、第三垂直喷洒装置(13)进行灌溉工作。

3.根据权利要求1所述一种基于光温耦合的智能化灌溉系统，其特征在于：

所述顶端喷洒装置(4)，包括，

若干条输水管以及设置在所述输水管上的若干个水雾喷头；

所述智能化系统通过所述光照强度检测系统控制所述顶端喷洒装置进行工作，用于当光照强度不适合所述目标地区的需求时，通过所述顶端喷洒装置在空气中形成水雾，降低所述光照强度。

4.根据权利要求1所述一种基于光温耦合的智能化灌溉系统，其特征在于：

所述水泵组包括，

第一水泵(7)，与所述地面灌溉装置连接，通过设置在所述第一水泵(7)上的第一电磁阀与所述单片机连接，

第二水泵(8)，与所述顶端喷洒装置(4)连接，通过设置在所述第二水泵(8)上的第二电磁阀与所述单片机连接。

5.根据权利要求1所述一种基于光温耦合的智能化灌溉系统，其特征在于：

所述土壤温湿度检测系统(3)包括，

若干个土壤温度传感器，用于收集所述目标地区的不同区域土壤温度，

若干个土壤湿度传感器，用于收集所述目标地区的不同区域土壤湿度。

6.根据权利要求1所述一种基于光温耦合的智能化灌溉系统，其特征在于，包括：

所述环境温湿度检测系统(2)，设置在支架(17)上，包括，

若干个环境湿度传感器，用于收集所述目标地区的不同区域环境湿度，

若干个环境温度传感器，用于收集所述目标地区的不同区域环境温度；

所述支架(17)为可伸缩支架，用于通过控制所述支架(17)的高度，辅助所述环境温湿度检测系统(2)检测不同高度的环境信息。

7.根据权利要求6所述一种基于光温耦合的智能化灌溉系统，其特征在于：

所述土壤温湿度检测系统(3)设置在所述支架(17)的正下方土壤中。

8.根据权利要求1所述一种基于光温耦合的智能化灌溉系统，其特征在于：

所述数据显示器为工业LED触摸屏，用于实时显示所述目标地区的环境情况，通过设置在LED触摸屏上的控制选项，开启或关闭所述灌溉装置。

9.根据权利要求1所述一种基于光温耦合的智能化灌溉系统，其特征在于：

所述智能化系统通过所述通信模块，与远程移动端或者服务器进行数据互通；

通过所述远程移动端进行远程数据监控和远程控制所述智能化系统；

所述服务器用于存储所述智能化系统的检测数据，对所述检测数据进行分析，并将分析结果传输到所述智能化系统中，用于辅助所述智能化系统。

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