CN2887049Y - 一种家用盆栽自动滴灌装置 - Google Patents

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史玉升
魏青松
黄树槐
芦刚
任丽花
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华中科技大学
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Abstract

本实用新型公开了一种家用盆栽自动滴灌装置。其液位传感器位于水箱内,并通过液位检测电路与控制器相连,以获取水箱水位信号并提供给控制器;湿度传感器通过湿度检测电路与控制器相连,以检测土壤的湿度信号并提供给控制器;报警装置与控制器相连;电磁阀的一端通过继电器与控制器相连,另一端分别通过水管与水箱及插杆式灌水器插杆部分相连;控制器用于接收土壤湿度信号和水箱水位信号,控制电磁阀和报警装置工作。该装置根据盆栽的需水量的情况,自动开启或关闭电磁阀,使装置自动运行,完成盆栽的高效自动化灌溉。该装置具有智能、经济、结构简单和体积小的特点,并且便于操作,适合放在室内。

Description

一种家用盆栽自动滴灌装置
技术领域
本实用新型涉及一种滴灌装置,具体涉及一种家用盆栽自动滴灌装置。
背景技术
目前,在家用盆栽领域,灌溉一般都是人工灌溉,即采用手动灌溉方式,人们往往凭借自己的经验来对盆栽进行浇灌,使得家用盆栽灌溉缺乏科学性。作为灌溉方式一种的滴灌,因其节水、节能,以及便于调节等特点,开始应用到家用盆栽领域。但是这还是通过人工进行控制,或是滴灌自流,使用具有一定的盲目性,对土壤的湿度,以及对盆栽生长所需的最佳湿度缺少科学的分析和判断,这样可能会造成灌溉量过多或不足而影响盆栽的正常生长。此外,由于人们外出无时间而无法对盆栽进行浇水,这也给人们带来了极大的不便。
世界上灌溉技术发展最具代表性的国家首推以色列。该国拥有象耐特费姆、普拉斯托、美滋-雷鸥等多家世界著名的灌溉公司。而且已经出现了在家中利用计算机对灌溉过程进行全部控制的用户。以色列开发出了多个系列的高性能的灌溉配套设备,例如电动和水动遥控电磁阀,减压阀,流量控制阀等等。
日本的综合环境控制技术很高,被称为“第四代高技术”的植物工厂已经在日本广泛普及。日本的智能计算机专家系统技术等在国际上处于领先地位。
家用盆栽的灌溉和灌溉领域的发展是密不可分的。灌溉技术在其他领域的应用情况直接决定着盆栽领域的浇灌水平。相对而言,在盆栽领域的研究应用要少一些,但是,随着先进的灌溉技术在农业领域的大幅度推广应用,这将使盆栽领域灌溉的自动化也变得相对容易实现。
国内一些家用盆栽滴灌系统实现自动控制的基本思想都是将滴灌技术和现代控制方法有机结合起来,通过使用这些系统能够为盆栽提供合适的水量,从而能够有效地提高它们的生长质量。如(1)有研究人员使用定时器,解决人们外出无时间浇花的问题。它主要由水管、定时器、压力调节旋钮、电机、浇花器组成。通过定时器设置定时时间,在规定的定时时间内,该装置将会对盆栽进行灌溉,这样就实现了浇灌的半自动化,提高了灌溉的效率;(2)还有工程技术人员使用可编程序控制器(PLC)来实现灌溉控制功能。它采用可编程控制器,通过内部可编程序存储器,执行逻辑运算、顺序控制、定时、计算等面向用户的指令,并通过数字式或模拟式输入、输出控制各种类型的机械或生产过程,其最大的优点是实现顺序逻辑控制功能并且工作稳定可靠性很高,但其可扩展性、通讯能力、运算能力、模拟量处理能力相对较差。(3)也有的研究人员通过把土壤的含水量多少和电路的通断相联系,由电路的通断进而控制电磁阀的动作,完成对灌溉阀门的开取或关闭。通过这个方法来控制对盆栽进行灌水或停止浇灌,在做到既不浪费水资源的同时,也不让盆栽缺水。这些家用盆栽灌溉设备的推广应用产生了巨大的社会经济效益,还为社会节约了大量的水资源。它们的应用对促进我国盆栽系统的自动化灌溉起到了巨大的推动作用。
现有技术的不足:综上所述,目前的这些家用盆栽自动灌溉系统往往存在着如下的一些不足:(1)没有对土壤的湿度,以及盆栽生长所需的最佳湿度进行科学的分析和判断,科学性不强;(2)设备虽然简单,但是精度低,适用范围不广,难以满足现代社会人们对盆栽灌溉系统的需要;(3)结构过于复杂,成本高,普通用户无力购买;(4)维修成本高;(5)对用户的要求高,需要专业人员才能使用,难于推广使用。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种家用盆栽自动滴灌装置,该装置能够完成盆栽的高效自动化灌溉,在确保盆栽不会因为缺水而影响其正常生长的同时,还能节约水资源,避免不必要的浪费。
本实用新型提供的一种家用盆栽自动滴灌装置,其特征在于:液位传感器位于水箱内,并通过液位检测电路与控制器相连,以获取水箱水位信号并提供给控制器;湿度传感器通过湿度检测电路与控制器相连,以检测土壤的湿度信号并提供给控制器;报警装置与控制器相连;电磁阀的一端通过继电器与控制器相连,另一端分别通过水管与水箱,与插杆式灌水器插杆部分相连;控制器用于接收土壤湿度信号和水箱水位信号,控制电磁阀和报警装置工作。
本实用新型装置要求家用盆栽自动滴灌装置根据盆栽需水量的情况,自动开启或关闭电磁阀,使装置自动运行,完成盆栽的高效自动化灌溉。具体而言,本实用新型具有以下特点:
1、智能。用户只要选择所种盆栽的种类,该装置就能够自动获得这种盆栽在生长过程中所需要的水分含量,然后将实际的土壤湿度和存放在程序存贮器中的规定值相比较,进而达到对土壤的湿度控制。当达到土壤的湿度要求时,控制装置自动断电,处于掉电模式。既能使盆栽正常生长,又节水、节能。
2、经济。该系统设置有两种灌溉模式以满足用户的需求。这两种模式为连续式滴灌和脉冲式滴灌。用户可以方便地进行选择。当希望快速灌溉时,可以选用连续式灌溉,反之,为了更加节约水量,使盆栽充分地吸收水分,促进其更好地生长,用户可以选用脉冲方式进行灌溉。
3、成本低。由于该装置中的控制器采用的是以单片机组成的一个最小系统,外围电路也非常简单,成本不高,适合我国国内广大用户的需求。
4、该实用新型的家用盆栽自动滴灌装置的结构简单、体积小,便于操作,且适合放在室内,易于推广。
附图说明
图1为本实用新型的家用盆栽自动滴灌装置的结构示意图。
图2为控制系统的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明的具体工作过程作进一步详细的阐述:如附图1所示,本实用新型装置包括控制器1、继电器2、电磁阀3、水箱5、液位传感器6、液位检测电路4、报警装置7、湿度传感器9、湿度检测电路8以及插杆式灌水器10。
液位传感6位于水箱5内,并通过液位检测电路4与控制器1相连。液位传感器6检测水箱5的水位信号,并传送给液位检测电路4,液位检测电路4将该水位信号转换成频率信号,再将其传送给控制器1,完成水箱5水位信号拾取工作,以检测水箱5的水位。
湿度传感器9插入在盆栽13的土壤中,并通过湿度检测电路8与控制器1相连。湿度传感器9检测土壤的湿度信号,并传送给湿度检测电路8,湿度检测电路8将湿度信号变换转化为频率信号输入到控制器1中,完成灌溉过程所需要湿度信号的拾取工作,以检测盆栽13土壤的湿度。
电磁阀3的一端通过继电器2与控制器1相连,另一端分别通过水管11、12与水箱5及插杆式灌水器10插杆部分相连。插杆式灌水器10的滴头部分插在盆栽13土壤中,实现家用盆栽的灌溉。插杆式灌水器10的结构见华中科技大学的发明专利申请“一种插杆式灌水器”,其申请号为200310111268.4,公开日为2004年10月20日。
报警装置7与控制器1相连。当接收到来自控制器1的报警信号时,报警装置7通过发出声音信号或光信号提示用户给水箱加水。
控制器1是整个装置的核心,其功能主要有:1)接收来自湿度传感器9的土壤湿度信号,与设定的信号进行比较,并将处理后的信号输出,控制继电器2的导通或断开,从而控制电磁阀3开关;2)接收来自液位传感器6的水箱5水位信号,与设定的信号进行比较,并将处理后的信号输出,控制报警装置7工作;3)判断控制器1输入输出端口的状态来确定所选择的盆栽的种类,通过旋钮使相应的开关闭合,这样与所选中盆栽的相联系的输入口就会变为低电平,当控制器1一旦检测到输入输出口的状态为低电平时即可以判断出该盆栽的种类;4)判断控制器1的输入输出端口的状态来确定所选择的灌溉方式,通过按钮使对应的开关闭合,这样与所选择的灌溉方式相联系的输入口就会变为低电平,当控制器1一旦检测到输入输出口的状态为低电平时即可以判断出灌溉方式。
下面结合图2,进一步阐述本实用新型装置的工作过程:装置上电后,选择盆栽的种类,控制器1获得盆栽最佳需水量信号,同时选择灌溉方式(连续式灌溉/脉冲式灌溉),控制器1开始工作。首先液位传感器6检测水箱5的水位,当低于设定的最低值时,报警装置7开始报警,提醒用户加水;在判断水箱5液位正常后,湿度传感器9检测盆栽土壤湿度,并与盆栽最佳需水量进行对比,若低于盆栽最佳需水量,控制器1控制电磁阀3开启,插杆式灌水器10向盆栽供水。当达到盆栽最佳需水量时,控制器1控制电磁阀3关闭。为了使装置工作正常,控制器1每隔一定时间都会对水箱5的液位和盆栽土壤的湿度进行检测,确保水箱5的水位在允许的范围,以及盆栽土壤湿度满足盆栽正常生长的要求。一旦检测到盆栽土壤的湿度达到要求,控制器1控制电磁阀3关闭,并让控制系统进入掉电模式,整个灌溉过程结束。这样就实现了根据盆栽的需水量情况,自动开启或关闭电磁阀3,使装置自动运行,完成盆栽的高效自动化灌溉。

Claims (1)

1.一种家用盆栽自动滴灌装置,其特征在于:液位传感器(6)位于水箱(5)内,并通过液位检测电路(4)与控制器(1)相连,以获取水箱水位信号并提供给控制器(1);湿度传感器(9)通过湿度检测电路(8)与控制器(1)相连,以检测土壤的湿度信号并提供给控制器(1);报警装置(7)与控制器(1)相连;电磁阀(3)的一端通过继电器(2)与控制器(1)相连,另一端分别通过水管与水箱(5)及插杆式灌水器(10)插杆部分相连;控制器(1)用于接收土壤湿度信号和水箱水位信号,控制电磁阀(3)和报警装置(7)工作。
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