DE102017114740B4

DE102017114740B4 - Düngereinrichtung, Bewässerungssystem sowie Verfahren zum Betreiben eines Bewässerungssystems

Info

Publication number: DE102017114740B4
Application number: DE102017114740.3A
Authority: DE
Inventors: Franz Dinkelacker; Dominik Muhle; Sebastian Muhle; Marco Schlinger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-06-30
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2023-11-02
Anticipated expiration: 2037-07-01
Also published as: DE102017114740A1

Abstract

Düngereinrichtung (16) für ein Bewässerungssystem (10) für Pflanzen, mit einem Gehäuse (36), wenigstens einer im Gehäuse (36) vorgesehenen Aufnahme (46) für einen Düngerbehälter (48), zumindest einer mit der Aufnahme (46) in Strömungsverbindung stehenden Pumpe (58), einer Steuerungseinheit (60) zur Ansteuerung der zumindest einen Pumpe (58) und einer drahtlosen Kommunikationseinheit (30), wobei das Gehäuse (36) einen Einlass (38) und einen Auslass (40) umfasst, zwischen denen ein Leitungsabschnitt (54) vorgesehen ist, und wobei eine zur Aufnahme (46) führende Düngerleitung (56) in den Leitungsabschnitt (54) mündet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Düngereinrichtung für ein Bewässerungssystem für Pflanzen, ein Bewässerungssystem für Pflanzen sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Bewässerungssystems für Pflanzen.
Aus dem Stand der Technik sind Bewässerungssysteme zum Bewässern von Pflanzen in einem Garten bekannt, die beispielsweise mittels einer Zeitschaltuhr gesteuert werden, sodass ein Benutzer des Bewässerungssystems vorab Zeiträume definiert, in denen die Pflanzen bewässert werden sollen. Derartige Bewässerungssysteme funktionieren in ähnlicher Weise wie Zeitschaltuhren für Lampen oder ähnliches, bei denen eine entsprechende Funktion zu einem bestimmten Zeitpunkt für einen vorgegebenen Zeitraum geschaltet wird.
Darüber hinaus ist es bei derartigen Bewässerungssystemen bekannt, dass die Wassermenge vom Benutzer des Bewässerungssystems vorab manuell eingestellt wird, beispielsweise über den Zeitraum. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Pflanzen genügend Wasser erhalten, aber auch nicht zu viel, sodass die Pflanzen überwässert werden.
Darüber hinaus muss der Benutzer bei den aus dem Stand der Technik bekannten Bewässerungssystemen zusätzlich die Pflanzen je nach Pflanzentyp und Jahreszeit düngen, um ihr Wachstum optimal zu fördern. Dies kann der Benutzer über eine Düngereinrichtung vornehmen, in die er manuell den Dünger einbringt, der dann in einer Überströmkammer vom Wasser umströmt und aufgelöst wird. Eine solche Düngereinrichtung muss also vom Benutzer befüllt und gewartet werden. Üblicherweise ist die Düngereinrichtung vor der zu düngenden Pflanze bzw. Pflanzengruppe angeordnet, um sicherzustellen, dass der richtige Dünger verwendet wird. Die Düngereinrichtung ist dabei hinter einem eventuell vorgesehenen Wasserverteiler angeordnet, sodass sie in einem der Pflanze bzw. der Pflanzengruppe zugeordneten Bewässerungsleitungsabschnitt angeordnet ist. Dies hat allerdings zur Folge, dass für jede Pflanze bzw. Pflanzengruppe eine eigene Düngereinrichtung vorgesehen sein muss.
Ferner ist aus der US 2013/0048747 A1 ein Bewässerungssystem bekannt, mit dem Felder oder größere Agrarflächen bewässert werden können, wobei eine Bewässerungsabschnitte umfassender Hauptteil um einen festen zentralen Fixpunkt bewegt wird, um das Feld zu bewässern. Am festen zentralen Fixpunkt kann zudem eine Düngemittel zugeführt werden.
Aus der DE 10 2011 052 032 A1 ist eine Bewässerungsdüse bekannt, der ein Sensor zugeordnet ist, über den die korrekte Funktion der Bewässerungsdüse überwacht werden kann.
Als nachteilig hat sich bei derartigen Bewässerungssystemen herausgestellt, dass der Benutzer des Bewässerungssystems die entsprechenden Einstellungen größtenteils manuell vornehmen muss, sodass einerseits ein entsprechendes Wissen beim Benutzer des Bewässerungssystems vorhanden sein muss und andererseits das Bewässerungssystem nicht auf sich ändernde Umgebungsbedingungen automatisch und gezielt reagiert, die einen Einfluss auf die Bewässerung bzw. das Düngen haben, beispielsweise Temperaturänderungen und/oder Regen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein intelligentes Bewässerungssystem zur Verfügung zu stellen, mit dem unterschiedliche Pflanzen in effizienter und optimaler Weise bewässert und gedüngt werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Düngereinrichtung für ein Bewässerungssystem für Pflanzen gelöst, mit einem Gehäuse, wenigstens einer im Gehäuse vorgesehenen Aufnahme für einen Düngerbehälter, zumindest einer mit der Aufnahme in Strömungsverbindung stehenden Pumpe, einer Steuerungseinheit zur Ansteuerung der zumindest einen Pumpe und einer drahtlosen Kommunikationseinheit, wobei das Gehäuse einen Einlass und einen Auslass umfasst, zwischen denen ein Leitungsabschnitt vorgesehen ist, und wobei eine zur Aufnahme führende Düngerleitung in den Leitungsabschnitt mündet. Der Grundgedanke der Erfindung ist es, eine Düngereinrichtung bereitzustellen, die Teil eines intelligenten Bewässerungssystems ist, wobei die Düngereinrichtung über die drahtlose Kommunikationseinheit mit weiteren Komponenten des Bewässerungssystems kommunizieren kann, um beispielsweise Ansteuerungsbefehle zu erhalten und/oder Daten zu übermitteln. Es ist somit möglich, dass die Düngereinrichtung in automatisierter Weise von einer übergeordneten Recheneinheit oder ähnlichem angesteuert wird, um die dem Bewässerungssystem zugeordneten Pflanzen in optimaler Weise zu düngen. Als Dünger wird dabei beispielsweise ein Flüssigdünger verwendet, der über die Pumpe der Düngereinrichtung angesaugt wird, um den Pflanzen zugeführt zu werden. Die Steuerungseinheit, die die Pumpe ansteuert, ist mit der drahtlosen Kommunikationseinheit gekoppelt, sodass die über die drahtlose Kommunikationseinheit empfangenen Signale und Steuerungsbefehle durch die Steuerungseinheit entsprechend umgesetzt werden, sodass der Dünger an die Pflanzen abgegeben wird. Die drahtlose Kommunikationseinheit kann eingerichtet sein, um über Mobilfunk, WLAN, Bluetooth oder anderen Übertragungsstandards mit weiteren Komponenten des Bewässerungssystems zu kommunizieren, insbesondere mit einer übergeordneten Recheneinheit. Insofern weist die Düngereinrichtung eine Kommunikationsschnittstelle auf, die durch die drahtlose Kommunikationseinheit bereitgestellt wird.
Über den Leitungsabschnitt kann Wasser, welches zur Bewässerung der Pflanzen dient, die Düngereinrichtung durchströmen, wobei dem durch den Leitungsabschnitt strömenden Wasser über die Düngerleitung der entsprechende Dünger in der gewünschten Menge zugeführt wird, um eine optimale Düngung der Pflanzen zu ermöglichen. Der als Flüssigdünger ausgebildete Dünger wird demnach über die Düngerleitung in den Leitungsabschnitt eingespeist, um sich mit dem im Leitungsabschnitt geführten Wasser zu vermischen.
Die Konzentration des Düngers, also das Verhältnis von Dünger zu Wasser, kann über die Pumpe und deren Saugleistung entsprechend eingestellt werden, insbesondere über die Steuerungseinheit gesteuert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt weist die Düngereinrichtung eine Energieversorgungseinheit auf, insbesondere eine ein Solarmodul umfassende Energieversorgungseinheit. Über die Energieversorgungseinheit ist sichergestellt, dass die Steuerungseinheit, die Kommunikationseinheit sowie die Pumpe mit elektrischer Energie versorgt werden können, die zu deren Betrieb nötig ist. Sofern die Energieversorgungseinheit ein Solarmodul umfasst, ist zudem sichergestellt, dass es sich bei der Düngereinrichtung um eine autarke Einrichtung handelt, die beispielsweise im Garten platziert werden kann, auch wenn am Aufstellungsort kein Stromanschluss vorhanden ist. Es muss lediglich sichergestellt sein, dass das Solarmodul der Düngereinrichtung genügend Licht empfängt. Eine teilweise Abschattung des Solarmoduls durch Pflanzen oder ähnliches stellt demnach kein Problem dar.
Insbesondere umfasst die Energieversorgungseinheit einen Energiezwischenspeicher. Insofern lässt sich mit der Energieversorgungseinheit elektrische Energie zwischenspeichern, die der Düngereinrichtung zur Verfügung gestellt wird. Beispielsweise wird der Energiezwischenspeicher tagsüber geladen, sodass der Düngereinrichtung in der Nacht genügend elektrische Energie zur Verfügung steht, insbesondere am Morgen. Auch lassen sich sonnenarme Tage hinsichtlich der Energieversorgung über den Energiezwischenspeicher entsprechend überbrücken.
Ein weiterer Aspekt sieht ein Düngerventil vor, das der Aufnahme zugeordnet ist. Insofern lässt sich über das zwischengeschaltete Düngerventil die Strömungsmenge des Düngers bzw. Düngemittels steuern. Beispielsweise ist das Düngerventil als ein Sperrventil ausgebildet, insbesondere ein Membranventil. Ferner lässt sich über das Düngerventil die Strömungsmenge des Düngers einstellen, sodass nicht nur die Betriebszustände „geschlossen“ und „offen“ vorliegen, da das Düngerventil entsprechende Zwischenstellungen einnehmen kann, in denen der durch das Düngerventil freigegebene Strömungsquerschnitt entsprechend der gewünschten Durchflussmenge eingestellt ist. Das Düngerventil kann zwischen der Aufnahme und der Pumpe oder zwischen der Pumpe und des Leitungsabschnitts vorgesehen sein, insbesondere innerhalb der Düngerleitung.
Alternativ kann die Schließstellung über die Pumpe gewährleistet werden. Folglich ist sichergestellt, dass kein Dünger über die Düngerleitung in den Leitungsabschnitt eingebracht wird, sofern dies über die Ansteuerung der Pumpe nicht beabsichtigt ist. Die Pumpe bildet demnach gleichzeitig ein entsprechendes Sperrventil aus.
Insbesondere ist ein Düngerbehälter mit Flüssigdünger in der Aufnahme angeordnet. Der in dem Düngerbehälter aufgenommene Flüssigdünger kann demnach über die Aufnahme in die entsprechende Düngerleitung strömen, in der das optionale Düngerventil angeordnet ist. Die Pumpe saugt dabei den Flüssigdünger aus dem Düngerbehälter an.
Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass die Düngereinrichtung wenigstens einen Sensor umfasst, wobei der wenigstens eine Sensor als ein Durchflusssensor, ein Feuchtigkeitssensor, ein Lagesensor und/oder Temperatursensor ausgebildet ist. Beispielsweise ist der Durchflusssensor der Düngerleitung zugeordnet, sodass sich hierüber das (optionale) Düngerventil auch regeln lässt, insbesondere die Strömungsmenge bzw. Durchflussmenge des zugeführten Düngers. Darüber hinaus kann ein weiterer Durchflusssensor dem Leitungsabschnitt zugeordnet sein, um die Durchflussmenge des Wassers zu bestimmen. In Abhängigkeit von der erfassten Strömungsmenge des Wassers durch den Leitungsabschnitt kann die Steuerungseinheit die Düngermenge entsprechend regeln, also die Konzentration des Düngers. Über den Feuchtigkeitssensor, den Temperatursensor bzw. den Lagesensor kann bzw. können Informationen hinsichtlich des Aufstellungsortes der Düngereinrichtung erfasst werden, die ebenfalls zur Berechnung der Düngermenge herangezogen werden. Beispielsweise wird über den Lagesensor der Einfluss der Schwerkraft indirekt erfasst. Auch lässt sich hierüber erfassen, ob die Düngereinrichtung unbeabsichtigt bewegt bzw. umgekippt wurde, beispielsweise durch ein Tier, sodass ihre Funktionsfähigkeit eingeschränkt ist.
Insbesondere werden die entsprechend von den Sensoren erfassten Werte über die drahtlose Kommunikationseinheit an eine übergeordnete, dezentrale Recheneinheit gesendet, die daraufhin die entsprechenden Berechnungen vornimmt und das Ergebnis über die drahtlose Kommunikationseinheit der Düngereinrichtung als Ansteuerungsbefehle für die Steuerungseinheit zurücksendet. Dementsprechend wird die benötigte Rechenleistung ausgelagert, wodurch die Düngereinrichtung entsprechend energieeffizient betrieben werden kann, da sie keine hohe Rechenleistung aufweist.
Alternativ können bzw. kann das Steuerventil, der wenigstens eine Sensor und/oder die Düngereinrichtung derart ausgebildet sein, dass die Rechenleistung lokal zur Verfügung gestellt wird. insbesondere weist die jeweilige Komponente des Bewässerungssystems einen derart effizienten Prozessor auf, dass die für die Berechnungen notwendige Rechenleistung den Energieverbrauch der entsprechenden Komponente nur geringfügig erhöht.
Bevorzugt ist hierfür das Steuerventil vorzusehen, da dieses in der Nähe eines Wasseranschlusses eingesetzt wird. Das Steuerventil kann daher auch elektrisch über einen Netzstecker oder ähnlichem betrieben werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Strombedarf aufgrund der benötigten Rechenleistung zu hoch sein sollte.
Ferner kann auf einer Komponente des Bewässerungssystems eine oder mehrere der verwendeten Datenbanken hinterlegt sein, auf die zugegriffen wird, insbesondere in einem entsprechenden Speicher der Komponente. Diejenige Komponente kann über einen entsprechenden Server (Recheneinheit) synchronisiert werden, sodass sichergestellt ist, dass die Datenbanken aktuell sind. Diese Synchronisation kann in vordefinierten Intervallen erfolgen, beispielsweise wöchentlich oder monatlich.
Folglich kann ein vollständig lokales Bewässerungssystem vorgesehen sein, das zur Aktualisierung von zumindest einer lokal abgelegten Datenbank mit einer externen Recheneinheit (Server) kommuniziert. Ansonsten kann die Kommunikation der Komponenten des Bewässerungssystems in einem Intranet oder ähnlichem erfolgen.
Gemäß einer Ausführungsform sind zwei Aufnahmen und zwei den Aufnahmen zugeordnete Pumpen vorgesehen, die beide über die Steuerungseinheit angesteuert sind, insbesondere jeweils individuell. Somit liegt eine gemeinsame Steuerungseinheit vor, über die sich die Pumpen steuern lassen, um zwei unterschiedliche Dünger verwenden zu können, die in entsprechend unterschiedlichen Düngerbehältern in den beiden Aufnahmen angeordnet sind. Die Flexibilität der Düngereinrichtung ist dementsprechend gesteigert.
Generell kann die Düngereinrichtung mehr als zwei Aufnahmen für Düngerbehälter umfassen, sodass mehrere unterschiedliche Dünger zur Verfügung stehen, um entsprechend unterschiedliche Pflanzen bedarfsgerecht düngen zu können.
Des Weiteren wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Bewässerungssystem für Pflanzen gelöst, umfassend ein drahtlos ansteuerbares Steuerventil, eine Düngereinrichtung, eine dem Steuerventil nachgeschaltete Verteilereinheit, von der wenigstens zwei Bewässerungsleitungsabschnitte abgehen, die jeweils mindestens einen Bewässerungsausgang aufweisen, wobei dem Bewässerungsausgang zumindest ein Sensor zugeordnet ist, und wobei der Sensor direkt im Bereich des Bewässerungsausgangs angeordnet ist, an dem das Wasser bzw. das mit Dünger versetzte Wasser austritt, um entsprechende Daten vor Ort aufzunehmen, die zur Berechnung der Wasser- bzw. Düngermenge herangezogen werden. Demnach kann jedem Bewässerungsausgang zumindest ein Sensor zugeordnet sein, insbesondere mehrere Sensoren, beispielsweise ein Sensor für die Bodenfeuchte, ein Sensor für die Bodennährwerte und/oder ein Sensor für die Luftfeuchtigkeit. Ferner können die erfassten Werte eines Sensors plausibilisiert werden, sofern zwei Sensoren, die dem gleichen Bewässerungsausgang zugeordnet sind, dieselben Parameter messen. Mit dem Bewässerungssystem ist es möglich, dass die benötigten Informationen einerseits erfasst werden und andererseits eine optimale Bewässerung und Düngung der dem Bewässerungssystem zugeordneten Pflanzen möglich ist.
Bei der Düngereinrichtung kann es sich um eine Düngereinrichtung der zuvor genannten Art handeln. Die entsprechenden Vorteile ergeben sich demnach in analoger Weise für das gesamte Bewässerungssystem.
Zudem ist über die Verteilereinheit, die dem Steuerventil nachgeschaltet ist, sichergestellt, dass mehrere Bewässerungsleitungsabschnitte über eine gemeinsame Wasserleitung versorgt werden können, die dem Eingang der Verteilereinheit zugeordnet ist. Insofern kann die gemeinsame Wasserleitung auch als Eingangsleitung bezeichnet werden. Die Bewässerungsleitungsabschnitte, die von der Verteilereinheit abgehen, sind jeweils Pflanzen zugeordnet, insbesondere Pflanzenbeeten oder Pflanzenbereichen. Die Bewässerungsausgänge eines jeden Bewässerungsleitungsabschnitts sind dabei Pflanzen zugeordnet, insbesondere Pflanzenbeeten oder Pflanzenbereichen, die im Wesentlichen ähnliche Bedürfnisse hinsichtlich der Wässerung bzw. Düngung haben, sodass sie im Wesentlichen in gleicher Weise gewässert bzw. gedüngt werden sollen.
Generell lässt sich jeder Bewässerungsausgang eines einzelnen Bewässerungsleitungsabschnitts in gleicher Weise mit Wasser bzw. Dünger versorgen.
Um die Ansteuerung der Verteilereinheit über das intelligente Bewässerungssystem gewährleisten zu können, handelt es sich bei dem Steuerventil um ein drahtlos ansteuerbares Steuerventil, welches eine entsprechende Kommunikationseinheit aufweist. Das Steuerventil dient demnach zur Steuerung der Wassermenge im gesamten Bewässerungssystem, da dieses der gemeinsamen Wasserleitung zugeordnet ist, die mit dem Eingang der Verteilereinheit gekoppelt ist. Über das Steuerungsventil lässt sich der Wasserfluss ein- bzw. ausschalten und zudem die Strömungsmenge einstellen, insbesondere regulieren. Das Steuerventil kann mit der Düngereinrichtung über die entsprechend integrierten Kommunikationseinheiten kommunizieren. Des Weiteren kann das Steuerventil mit einer dezentralen Recheneinheit kommunizieren, die auch mit der Düngereinrichtung kommuniziert, sodass das Steuerventil von der dezentralen Recheneinheit angesteuert wird, ebenso wie die Düngereinrichtung. Insbesondere lässt sich so die Wasser- bzw. Düngermenge steuern, die den Pflanzen eines entsprechenden Bewässerungsleitungsabschnitts zugeführt werden soll(en).
Ein Aspekt sieht vor, dass die Verteilereinheit druckabhängig gesteuert ist, insbesondere wobei die Verteilereinheit stromlos betrieben ist. Dementsprechend handelt es sich bei der Verteilereinheit um eine autark arbeitende Einheit, welche keine elektrische Energie benötigt. Die Verteilereinheit wirkt mit dem Steuerventil zusammen, da das Steuerventil, welches der Verteilereinheit vorgeschaltet ist, den Wasserdruck regelt, insbesondere den Wasserdruck am Eingang der Verteilereinheit, wodurch die Verteilereinheit entsprechend gesteuert wird. Beispielsweise ist die Verteilereinheit derart ausgebildet, dass sie von einem ersten Bewässerungsleitungsabschnitt auf einen zweiten Bewässerungsleitungsabschnitt umspringt, sofern der Wasserdruck über das Steuerventil kurzzeitig abgebaut worden ist, weil das Steuerventil in die geschlossene Stellung überführt wurde. Die Verteilereinheit springt folglich um, sodass ein anderer der mehreren Bewässerungsleitungsabschnitte mit der gemeinsamen Wasserleitung (Eingangsleitung) in Strömungsverbindung gebracht wird. Dieses Umspringen der Verteilereinheit erfolgt gemäß einer Ausführungsform der Verteilereinheit nur dann, wenn kein Wasserdruck am Eingang der Verteilereinheit herrscht.
Alternativ kann es sich bei der Verteilereinheit um eine strombetriebene Verteilereinheit handeln. Die Verteilereinheit weist dann eine Energieversorgungseinheit auf, die insbesondere ein Solarmodul umfasst. Insofern kann die Verteilereinheit als eine energetisch autarke Komponente des Bewässerungssystems ausgebildet sein.
Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass die Düngereinrichtung zwischen dem Steuerventil und der Verteilereinheit angeordnet ist. Das Wasser, welches über das Steuerventil entsprechend gesteuert wird, fließt demnach zunächst durch die Düngereinrichtung, bevor es über die Verteilereinheit auf die einzelnen Bewässerungsleitungsabschnitte verteilt wird. Insofern ist eine einzige Düngereinrichtung für sämtliche Pflanzen ausreichend, da der Dünger dem Wasser noch vor der Verteilereinheit zugemischt wird. Mithilfe des Steuerventils wird (indirekt) auf den Zustand der Verteilereinheit geschlossen, also die Schaltstellung der Verteilereinheit, da die Verteilereinheit genau um einen Bewässerungsleitungsabschnitt weiterspringt, sofern das Steuerventil in die geschlossene Stellung geschaltet wurde. Sofern also der in Strömungsverbindung stehende Bewässerungsleitungsabschnitt zu Beginn sowie die Anzahl der Schließstellungen des Steuerventils bekannt sind, kann auf den aktuell aktiven Bewässerungsleitungsabschnitt geschlossen werden.
Generell ist der Sensor eingerichtet, Bodenfeuchte, Luftfeuchtigkeit, Lichteigenschaften und/oder Bodennährwerte zu messen. Über den Sensor können demnach für die Bewässerung bzw. Düngung notwendige Parameter erfasst werden, um die entsprechenden Wasser- bzw. Düngermengen zu ermitteln. Hierbei können ferner Parameter wie Lichtstärke, Lichteinfall o. Ä. herangezogen werden, die einen Einfluss auf den Wasserbedarf der Pflanzen haben. Dies gilt in analoger Weise für die Luftfeuchtigkeit, die ebenfalls einen Beitrag zum Wasserhaushalt der entsprechenden Pflanzen leistet.
Darüber hinaus kann der Sensor eine Energieversorgungseinheit aufweisen, insbesondere eine ein Solarmodul umfassende Energieversorgungseinheit. Dementsprechend ist auch der Sensor selbst als eine autarke Einheit ausgebildet, die keinen direkten Stromanschluss am Aufstellungsort benötigt. Die Energieversorgungseinheit kann einen Energiezwischenspeicher aufweisen, sodass sich die über das Solarmodul erzeugte elektrische Energie zwischenspeichern lässt.
Ein Aspekt sieht eine dezentrale Recheneinheit vor, die eingerichtet ist, zumindest das Steuerventil anzusteuern, zumindest die Düngereinheit anzusteuern, Daten vom Sensor zu erhalten, Informationen an ein Benutzerendgerät zu senden und/oder Zugriff auf Datenbanken zu haben, die auf weiteren Recheneinheiten abgelegt sind. Die dezentrale Recheneinheit stellt im Allgemeinen die Intelligenz des Bewässerungssystems sicher, da sie die entsprechenden Daten von den mit einer entsprechenden Kommunikationseinheit versehenen Komponenten des Bewässerungssystems erhält, um diese zu verarbeiten, also vom Sensor, vom Steuerventil, von der Düngereinrichtung und/oder von weiteren Recheneinheiten. Ausgehend von den erhaltenen Daten berechnet die dezentrale Recheneinheit entsprechende Ansteuerungsbefehle für das Steuerventil und/oder die Düngereinrichtung, um die Wassermenge, die Düngermenge und/oder die zu bewässernden bzw. zu düngenden Bereiche zu definieren. Die zu bewässernden bzw. zu düngenden Bereiche lassen sich mittels der Verteilereinheit über den Wasserdruck entsprechend erreichen, indem das Steuerventil die Verteilereinheit über den Wasserdruck (geschlossene Stellung) ansteuert, sodass die Verteilereinheit zu einem nächsten Bewässerungsleitungsabschnitt springt.
Bei den Daten, die die dezentrale Recheneinheit hierbei berücksichtigt, kann es sich um die entsprechenden Daten des Sensors handeln, der im zugeordneten Pflanzenbereich angeordnet ist, sodass die dezentrale Recheneinheit die Bodenfeuchte, die Luftfeuchtigkeit, die Lichteigenschaften und/oder die Bodennährwerte im entsprechenden Pflanzenbereich berücksichtigt.
Darüber hinaus kann die dezentrale Recheneinheit auf weitere Recheneinheiten zugreifen, beispielsweise Server, auf denen Informationen (in Datenbanken) hinterlegt sind, die für die Bewässerung bzw. Düngung von Bedeutung sind. Hierbei kann es sich um Wetterdaten, Wetterprognosen, Daten zu den Pflanzen und/oder Lerndaten von weiteren Bewässerungssystemen handeln, die von dem Bewässerungssystem entsprechend berücksichtigt werden. Dementsprechend ist das Bewässerungssystem mit anderen Bewässerungssystemen (indirekt) verknüpft, um Daten auszutauschen, sodass sich das Bewässerungssystem selbstständig aktualisiert und eigenständig dazu lernt.
Insbesondere ist das Bewässerungssystem eingerichtet, aufgrund von erhaltenen Daten den Wasser- und/oder Düngerbedarf zu ermitteln. Somit ist es nicht erforderlich, dass der Benutzer des Bewässerungssystems eigenhändig die Pflanzen bewässert, düngt oder Bewässerungs- bzw. Düngepläne erarbeitet. Insofern handelt es sich um ein automatisiertes und intelligentes Bewässerungssystem, das dem Benutzer sämtliche Aufgaben abnimmt, sofern das Bewässerungssystem einmalig installiert und konfiguriert worden ist.
Bei den Bewässerungs- bzw. Düngeplänen, die automatisch ablaufen, handelt es sich um bedarfsgerechte Bewässerungen und Düngen, wobei die Zeiträume, die Zeitdauer und/oder die Mengen unter Berücksichtigung von entsprechend erfassten Daten automatisch ermittelt werden. Bei den Daten, die berücksichtigt werden, kann es sich um von den Sensoren erfasste Daten sowie Wetterdaten bzw. -prognosen handeln. Den Wetterdaten bzw. -prognosen können generell entsprechende Datumsangaben zugeordnet sein. Die Datumsangaben lassen sich alternativ auch separat und unabhängig von den Wetterdaten bzw. -prognosen beziehen. Ausgehend von den Datumsangaben können entsprechende Düngezeiten für die entsprechenden Pflanzen berücksichtigt werden.
Des Weiteren kann das Bewässerungssystem eingerichtet sein, aufgrund von vom Sensor erhaltenen Daten einen Plausibilitätscheck durchzuführen. Bei dem Plausibilitätscheck kann es sich um einen Plausibilitätscheck für die Verteilereinheit handeln. Dies bedeutet, dass die vom Sensor erfassten Daten wie Bodennährwerte und/oder Bodenfeuchte in Echtzeit erfasst werden, sodass die dezentrale Recheneinheit überprüfen kann, ob sich die entsprechenden Sensorwerte des Sensors ändern, dessen zugeordnete Pflanzen gerade bewässert bzw. gedüngt werden sollten. Sofern das Bewässerungssystem feststellt, dass sich die Werte nicht ändern, liegt ein Fehler im Bewässerungssystem vor. Sofern festgestellt wird, dass sich die Sensorwerte von einem anderen Sensor ändern, so kann darauf geschlossen werden, dass die diesem Sensor zugeordneten Pflanzen bewässert bzw. gedüngt werden. Insofern ist die Verteilereinheit außer Takt geraten bzw. entspricht nicht mehr der vom Bewässerungssystem angenommenen Stellung. Diesen Fehler kann das Bewässerungssystem automatisch korrigieren, indem das Steuerventil so lange angesteuert wird, insbesondere taktweise, bis die Verteilereinheit den gewünschten Bewässerungsleitungsabschnitt wieder mit der Eingangsleitung in Strömungsverbindung geschalten hat. Zudem kann ein Plausibilitätscheck für die Berechnungen der Wasser- bzw. Düngermengen durchgeführt werden.
Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass das Bewässerungssystem ein Benutzerendgerät umfasst, das eingerichtet ist, Informationen über eine zu bewässernde Pflanze bereitzustellen und/oder Informationen über das Bewässerungssystem bereitzustellen, insbesondere wobei das Benutzerendgerät eine visuelle Erfassungs- und Verarbeitungsanwendung umfasst, die eingerichtet ist, die zu bewässernde Pflanze automatisch zu erkennen. Bei der visuellen Erfassungs- und Verarbeitungsanwendung kann es sich um eine sogenannte „Visual Recognition“-Anwendung handeln, die beispielsweise auf einem als Handy, Smartphone, Tablet oder ähnlich ausgebildeten Benutzerendgerät installiert ist. Der Benutzer des Bewässerungssystems kann demnach eine Pflanze über die Kamera seines Benutzerendgeräts erfassen, also ein Foto von der Pflanze machen, wobei die entsprechende Erfassungs- und Verarbeitungsanwendung die Pflanze automatisch erkennt und Informationen über die zu bewässernde Pflanze bereitstellt. Bei den Informationen kann es sich um Vorschläge handeln, wie das Bewässerungssystem zu installieren ist. Dies bedeutet, dass der Benutzer zunächst seine Pflanzen über die visuelle Erfassungs- und Verarbeitungsanwendung erfassen lässt, sodass anschließend das Bewässerungssystem dem Benutzer Vorschläge macht, wie er die einzelnen Bewässerungsleitungsabschnitte bzw. Bewässerungsausgänge am effektivsten und sinnvollsten legt, sodass die Pflanzen mit gleichen oder ähnlichen Anforderungen hinsichtlich des Bewässerns bzw. Düngens einem gemeinsamen Bewässerungsleitungsabschnitt zugeordnet sind.
Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass die dezentrale Recheneinheit eine Prozessoreinheit aufweist, die mittels Maschinenlernen selbsttätig überprüft, ob die zugeführten Wasser- und/oder Düngermengen in einem definierten Bereich liegen, insbesondere wobei die dezentrale Recheneinheit ihre der Berechnung zugrunde gelegten Algorithmen selbsttätig anpasst. Insofern überprüft das Bewässerungssystem sich ständig selbst, ohne dass es eines manuellen Eingriffs bedarf. Dies bedeutet, dass das Bewässerungssystem selbstständig ermittelt, ob die zuletzt vorgenommenen Bewässerungen und Düngungen den gewünschten Effekt erzielt haben. Hierbei bezieht das Bewässerungssystem insbesondere auch ein, ob die weiteren Daten, die von den anderen Recheneinheiten bei der Berechnung berücksichtigt worden sind, richtig verwendet worden sind oder ob es Anpassungen bedarf. Beispielsweise wird der Einfluss der Sonnendauer am Tag auf die ermittelte Bewässerungsmenge überprüft und eventuell anders berücksichtigt, sofern festgestellt worden ist, dass eine höhere Verdunstungsmenge als erwartet vorlag bzw. die Bewässerungsmenge zu gering gewesen ist. Aufgrund des entsprechend ausgebildeten Bewässerungssystems ist sichergestellt, dass sich dieses über die Nutzungszeit eigenständig optimiert, sodass das erreichte Ergebnis stetig verbessert wird.
Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Betreiben eines Bewässerungssystems für Pflanzen gelöst, mit den folgenden Schritten:

- Bereitstellen eines Bewässerungssystems der zuvor genannten Art, und
- Verbinden des Steuerventils, des Sensors und/oder der Düngereinrichtung mit einer dezentralen Recheneinheit.

Die Verbindung zur dezentralen Recheneinheit kann direkt erfolgen, beispielsweise über Mobilfunk oder einen entsprechenden WLAN-Standard. Darüber hinaus kann die Verbindung zur dezentralen Recheneinheit über ein Gateway erfolgen, wobei eine Komponente des Bewässerungssystems gleichzeitig als ein entsprechender Gateway dient, insbesondere das Steuerventil. Insofern muss die Verbindung zwischen dem Steuerventil, dem Sensor und/oder der Düngereinrichtung und der dezentralen Recheneinheit nicht direkt erfolgen, sondern kann auch indirekt über ein entsprechend zwischengeschaltetes Gerät erfolgen. Zudem kann eine Komponente des Bewässerungssystems als Repeater für das entsprechende Netzwerk dienen, in dem das Bewässerungssystem eingebunden ist, insbesondere dessen Komponenten.
Ein Aspekt sieht vor, dass die dezentrale Recheneinheit das Steuerventil, den Sensor und/oder die Düngereinrichtung ansteuert. Insofern handelt es sich um ein intelligentes Bewässerungssystem, wobei die dezentrale Recheneinheit das Kernstück des intelligenten Bewässerungssystems darstellt, da die entsprechenden Ansteuerungsbefehle von der dezentralen Recheneinheit ausgehen.
Die dezentrale Recheneinheit kann unter anderem Daten erhalten und den Wasser- und/oder Düngerbedarf ermitteln. Dementsprechend erhält die dezentrale Recheneinheit von den Komponenten des Bewässerungssystems Informationen, die durch die dezentrale Recheneinheit verarbeitet werden, um den optimalen Wasser- und/oder Düngerbedarf zu ermitteln, wodurch sichergestellt ist, dass die Pflanzen in optimaler Weise bewässert bzw. gedüngt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt ermittelt die dezentrale Recheneinheit selbsttätig aufgrund der erhaltenen Daten, welche Wasser- und/oder Düngermengen zugeführt werden, insbesondere wobei die dezentrale Recheneinheit hierbei die erhaltenen Daten einbezieht. Insofern ist es nicht nötig, dass der Benutzer des Bewässerungssystems manuell eingreift bzw. die Wasser- und/oder Düngermengen manuell einstellt. Dies kann die dezentrale Recheneinheit selbsttätig vornehmen, indem sie auf die erhaltenen Daten zurückgreift. Bei den erhaltenen Daten kann es sich um die Daten des Sensors sowie weiterer Recheneinheiten handeln.
Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

- 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Bewässerungssystems,
- 2 eine schematische Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Düngereinrichtung, die beim erfindungsgemäßen Bewässerungssystem eingesetzt werden kann,
- 3 die Düngereinrichtung aus 2 im geöffneten Zustand,
- 4 eine Draufsicht auf die Düngereinrichtung gemäß 2,
- 5 die Ansicht der 4 im geöffneten Zustand,
- 6 eine Seitenansicht der Düngereinrichtung gemäß 2, und
- 7 ein Flussdiagramm, das das erfindungsgemäße Verfahren darstellt.

In 1 ist schematisch ein Bewässerungssystem 10 gezeigt, das ein Steuerventil 12 aufweist, welches an einem Wasseranschluss 14 angeordnet ist, beispielsweise einem Außenwasserhahn in einem Garten.
Zudem umfasst das Bewässerungssystem 10 eine Düngereinrichtung 16 sowie eine Verteilereinheit 18, die dem Steuerventil 12 und der Düngereinrichtung 16 nachgeschaltet ist. Insofern ist die Düngereinrichtung 16 zwischen dem Steuerventil 12 und der Verteilereinheit 18 angeordnet.
Aus der 1 geht hervor, dass zwischen dem Steuerventil 12 und der Verteilereinheit 18 eine Eingangsleitung 20 vorgesehen ist, in der die Düngereinrichtung 16 angeordnet ist. Von der Verteilereinheit 18 wird das über die Eingangsleitung 20 zugeführte Wasser an mehrere Bewässerungsleitungsabschnitte 22 verteilt, die jeweils Pflanzen bzw. Pflanzenbereiche zugeordnet sind, wie nachfolgend noch erläutert wird. In der gezeigten Ausführungsform weist die Verteilereinheit 18 drei Ausgänge für drei Bewässerungsleitungsabschnitte 22 auf.
Die Verteilereinheit 18 ist derart ausgebildet, dass sie die Bewässerungsleitungsabschnitte 22 in sequenzieller Weise aktiv mit der Eingangsleitung 20 verbindet, sodass jeweils nur eine der mehreren Bewässerungsleitungsabschnitte 22 wasserführend ist.
Den Bewässerungsleitungsabschnitten 22 ist jeweils mindestens ein Bewässerungsausgang 24 zugeordnet, über den die dem Bewässerungsausgang 24 zugeordnete Pflanzen bzw. Pflanzenbereiche bewässert werden. Bei dem Bewässerungsausgang 24 kann es sich um einen Tropfer, einen Sprinkler oder ähnliches handeln.
Darüber hinaus umfasst das Bewässerungssystem 10 in der gezeigten Ausführungsform mehrere Sensoren 26, die jeweils den Bewässerungsleitungsabschnitten 22 zugeordnet sind, insbesondere den Bewässerungsausgängen 24. Über die Sensoren 26 können Daten wie Bodenfeuchte, Luftfeuchtigkeit, Lichteigenschaften und/oder Bodennährwerte gemessen werden, insbesondere in den Bereichen, in denen das Wasser bzw. der Dünger über die Bewässerungsausgänge 24 abgegeben wird. Somit lässt sich der Bewässerungs- bzw. Düngungsbedarf der Pflanzen bzw. Pflanzenbereiche in einfacher Weise ermitteln.
Das Steuerventil 12, die Düngereinrichtung 16 sowie die einzelnen Sensoren 26 sind jeweils derart ausgebildet, dass sie mit einer dezentralen Recheneinheit 28 kommunizieren können, die ebenfalls Teil des Bewässerungssystems 10 ist. Hierzu weisen das Steuerventil 12, die Düngereinrichtung 16 sowie die Sensoren 26 jeweils eine entsprechend ausgebildete Kommunikationseinheit 30 auf, die beispielsweise als eine Mobilfunk- bzw. WLAN-Kommunikationseinheit ausgebildet ist. Dementsprechend ist eine entsprechende Kommunikationsschnittstelle vorgesehen.
Die Sensoren 26 können somit Daten an die dezentrale Recheneinheit 28 senden, die von der dezentralen Recheneinheit 28 entsprechend verarbeitet werden, um einen Wasser- bzw. Düngerbedarf für die Pflanzen(-bereiche) zu ermitteln, die den Sensoren 26 zugeordnet sind. Ausgehend hiervon kann die dezentrale Recheneinheit 28 das Steuerventil 12 sowie die Düngereinrichtung 16 ansteuern, um die Wasser- bzw. Düngermenge einzustellen.
Das Steuerventil 12, die Düngereinrichtung 16 sowie die Sensoren 26 sind zudem als energietechnisch autarke Komponenten ausgebildet, da sie jeweils eine eigene Energieversorgungseinheit umfassen, insbesondere eine ein Solarmodul umfassende Energieversorgungseinheit, die einen entsprechenden Energiezwischenspeicher haben kann. Dies bedeutet, dass diese Komponenten des Bewässerungssystems 10 ohne elektrischen Stromanschluss am Aufstellungsort auskommen, sodass sie frei im Garten oder auf einem zu bewirtschaftenden Feld platziert werden können.
Die Verteilereinheit 18 ist ebenfalls als energietechnisch autarke Einheit ausgebildet, wobei die Verteilereinheit 18 sogar stromlos betrieben ist. Demnach braucht die Verteilereinheit 18 generell keine elektrische Energie, um die einzelnen Bewässerungsleitungsabschnitte 22 durchzuschalten. Das Schalten erfolgt lediglich (wasser-) druckabhängig. Insofern wirkt die Verteilereinheit 18 mit dem Steuerventil 12 zusammen, über das der Wasserdruck in der nachgeschalteten Verteilereinheit 18 gesteuert werden kann, insbesondere der Wasserdurchfluss durch die Eingangsleitung 20 gesperrt werden kann. Sofern dies geschieht, springt die Verteilereinheit 18 automatisch um, sodass der nächste Bewässerungsleitungsabschnitt 22 mit der Eingangsleitung 20 in Strömungsverbindung gebracht wird.
Sofern die dezentrale Recheneinheit 28 das Steuerventil 12 derart ansteuert, dass dies die Wasserzufuhr in der Eingangsleitung 20 unterbricht, springt die Verteilereinheit 18 automatisch um, sodass der nächste Bewässerungsleitungsabschnitt 22 mit der Eingangsleitung 20 in Strömungsverbindung gebracht wird. Beispielsweise kann zunächst das über die Eingangsleitung 20 zugeführte Wasser über die Verteilereinheit 18 dem in 1 oben gezeigten Bewässerungsleitungsabschnitt 22 zugeführt werden. Sobald die dezentrale Recheneinheit 28 das Steuerventil 12 ansteuert, den Wasserzufluss zu unterbrechen und dies vom Steuerventil 12 umgesetzt wird, liegt kein Wasserdruck mehr in der Eingangsleitung 20 vor, weshalb die Verteilereinheit 18 umspringt bzw. die nächste Schaltstellung einnimmt. Sodann steht der in 1 mittig gezeigte Bewässerungsleitungsabschnitt 22 mit der Eingangsleitung 20 in Strömungsverbindung. Sobald das Steuerventil 12 aufgrund der Ansteuerung der dezentralen Recheneinheit 28 wieder öffnet, fließt das Wasser über die Eingangsleitung 20, die Verteilereinheit 18 in den mittig gezeigten Bewässerungsleitungsabschnitt 22. Insofern ist es möglich, unterschiedliche Bewässerungs- bzw. Pflanzenbereiche über die Verteilereinheit 18 anzusteuern, insbesondere über das entsprechend vorgeschaltete Steuerventil 12.
Sollte ein Bewässerungsleitungsabschnitt 22 absichtlich übersprungen werden, so wird das Steuerventil 12 nur kurzzeitig geöffnet, um kurzzeitig einen Wasserdruck aufzubauen, der dann direkt wieder abgebaut wird, wenn das Steuerventil 12 in den sperrenden Zustand überführt wird. Dann springt die Verteilereinheit 18 automatisch auf den nächsten Bewässerungsleitungsabschnitt 22.
Des Weiteren umfasst das Bewässerungssystem 10 weitere Recheneinheiten 32, auf denen jeweils eine oder mehrere Datenbank(en) hinterlegt ist bzw. sind. Dementsprechend hat die dezentrale Recheneinheit 28 Zugriff auf diese Datenbanken, um Informationen bzw. Daten zu erhalten, die für die Berechnung der Wasser- bzw. Düngermengen herangezogen werden. Beispielsweise handelt es sich hierbei um Wetterdaten bzw. Wetterprognosen, sodass der Wasserbedarf bzw. die abzugebende Wassermenge in Abhängigkeit von der zu erwartenden Regenmenge berechnet wird. Hierdurch wird ein entsprechend effizientes und wassersparendes Bewässerungssystem 10 geschaffen.
Darüber hinaus umfasst das Bewässerungssystem 10 ein Benutzerendgerät 34, welches beispielsweise als ein Computer, Laptop, Smartphone, Mobiltelefon oder Tablet ausgebildet ist. Die dezentrale Recheneinheit 28 kann Informationen an dieses Benutzerendgerät 34 senden, sodass der Benutzer des Bewässerungssystems 10 Informationen erhalten kann. Beispielsweise kann bei einem Computer ein Betriebssystem (Desktop OS) installiert sein, das eine Webkonfiguration des Bewässerungssystems 10 ermöglicht.
Darüber hinaus kann das Benutzerendgerät 34 verwendet werden, um zur Installation des Bewässerungssystems 10 zu dienen, indem es Informationen zum Bewässerungssystem 34 bereitstellt, insbesondere Informationen zur Verlegung der einzelnen Bewässerungsleitungsabschnitte 22, wie nachfolgend noch mit Bezug auf 7 erläutert wird.
Die Düngereinrichtung 16, die in 1 lediglich schematisch dargestellt ist, wird ebenfalls über die dezentrale Recheneinheit 28 gesteuert, wie nachfolgend anhand der 2 bis 6 erläutert wird, in denen die Düngereinrichtung 16 detailliert gezeigt ist.
Aus der 2 geht hervor, dass die Düngereinrichtung 16 ein Gehäuse 36 umfasst, das einen Einlass 38 sowie einen Auslass 40 umfasst.
Zudem geht aus der 2 die Energieversorgungseinheit 42 hervor, die ein Solarmodul 44 umfasst und außenseitig angeordnet ist. Über die die Energieversorgungseinheit 42 wird die Düngereinrichtung 16 mit elektrischer Energie versorgt. Die Energieversorgungseinheit 42 kann einen Energiezwischenspeicher 45 umfassen, der unterhalb des Solarmoduls 44 angeordnet ist und in dem elektrische Energie zwischengespeichert wird.
In der gezeigten Ausführungsform sind ferner zwei Aufnahmen 46 für jeweils einen Düngerbehälter 48 im Gehäuse 36 vorgesehen, sodass die Düngerbehälter 48 von außen leicht in die Aufnahmen 46 eingesetzt werden können. In den jeweiligen Düngerbehälter 48 kann ein Flüssigdünger vorgesehen sein.
Des Weiteren ist an der dem Auslass 40 zugeordneten Seite des Gehäuses 36 eine Statusanzeige 50, beispielsweise in Form einer LED, sowie ein Druckknopf 52 angeordnet, über den die Düngereinrichtung 16 unter anderem ein- bzw. ausgeschaltet werden kann. Die Statusanzeige 50 kann einen Status der Düngereinrichtung 16 anzeigen, beispielsweise den Ladezustand der Energieversorgungseinheit 42 wiedergeben, insbesondere den des Energiezwischenspeichers 45. Alternativ oder ergänzend wird über die Statusanzeige 50 eine aktive Kommunikation über die Kommunikationseinheit 30 oder eine Fehlermeldung angezeigt, beispielsweise indem die Statusanzeige 50 eine entsprechend zu interpretierende Signalfolge ausgibt wie „schnelles Blinken“.
Über den Druckknopf 52 lassen sich je nach aufgewendetem Druck unterschiedliche Betriebsmodi der Düngereinrichtung 16 einstellen und aktivieren. In einer einfachen Ausführungsform ist der Druckknopf 52 als Schalter ausgebildet, über den die Düngereinrichtung 16 ausschließlich ein- bzw. ausgeschaltet werden kann.
In 3 ist die Düngereinrichtung 16 der 2 im geöffneten Zustand gezeigt, bei dem das Solarmodul 44 entsprechend entfernt worden ist.
Hieraus geht hervor, dass der Einlass 38 und der Auslass 40 über einen Leitungsabschnitt 54 miteinander in Strömungsverbindung stehen, der als gerade Leitung innerhalb des Gehäuses 36 angeordnet ist und das Gehäuse 36 der Düngereinrichtung 16 durchquert.
In den Leitungsabschnitt 54 münden in der gezeigten Ausführungsform zwei Düngerleitungen 56, die zudem mit den Aufnahmen 46 für die Düngerbehälter 48 in Strömungsverbindung stehen. Der in den Düngerbehältern 48 aufgenommene Flüssigdünger kann über die Düngerleitung 56 in den wasserführenden Leitungsabschnitt 54 eingespeist werden. Hierzu umfasst die Düngereinrichtung 16 zwei den Aufnahmen 46 zugeordnete Pumpen 58. Über die Pumpen 58 wird ein Unterdruck erzeugt, sodass der Flüssigdünger aus den Düngerbehältern 48 angesogen wird, um dann in den Leitungsabschnitt 54 eingespeist zu werden, in dem sich der Flüssigdünger mit dem Wasser vermischt.
Die Ansteuerung der Pumpen 58 erfolgt über eine Steuerungseinheit 60, die mit der Kommunikationseinheit 30 gekoppelt ist, die die Ansteuerungsbefehle der dezentralen Recheneinheit 28 empfängt und entsprechend an die Steuerungseinheit 60 weiterleitet, die die Ansteuerungsbefehle entsprechend umsetzt.
Hierbei ist die Steuerungseinheit 60 derart ausgebildet, dass die Pumpen 58 individuell angesteuert werden können, also jede Pumpe 58 einzeln.
Die Pumpen 58 sowie die Steuerungseinheit 60 sind insbesondere lösbar miteinander verbunden, sodass sie ferner einzeln entnommen werden können, beispielsweise zur Wartung.
Zudem kann die Düngereinrichtung 16 einen Sensor 62 umfassen, der beispielsweise als Durchflusssensor ausgebildet und der Düngerleitung 56 zugeordnet ist. In analoger Weise kann ein als Durchflusssensor ausgebildeter Sensor 62 vorgesehen sein, der dem Leitungsabschnitt 54 zugeordnet ist, um die Strömungsmenge des durch den Leitungsabschnitt 54 strömenden Wassers zu ermitteln. Vorzugsweise ist der dem Leitungsabschnitt 54 zugeordnete Durchflusssensor dem Einlass 38 zugeordnet. Die erfassten Durchflussmengen sind von Bedeutung, um die richtige Düngung bzw. das richtige Verhältnis von Dünger zu Wasser einstellen zu können. Hierzu werden die erfassten Daten an die dezentrale Recheneinheit 28 übermittelt; siehe 1.
Darüber hinaus kann die Düngereinrichtung 16 einen weiteren Sensor 64 umfassen, der beispielsweise als Feuchtigkeits-, Lage- bzw. Temperatursensor ausgebildet ist. Über den entsprechenden Sensor 64 lassen sich somit Daten erfassen, die an die dezentrale Recheneinheit 28 übermittelt werden, sodass die dezentrale Recheneinheit 28 diese Daten bei der Berechnung der Bewässerungs- bzw. Düngermengen berücksichtigt. Ferner können diese Daten genutzt werden, um einen Fehler zu erfassen, sofern beispielsweise die Düngereinrichtung 16 umgekippt worden ist, was über den Lagesensor erfasst werden würde.
Optional kann die Düngereinrichtung 16 in den jeweiligen Düngerleitungen 56 ein Düngerventil 66 aufweisen, das als eine zusätzliche Sicherheitsmaßnahme bzw. als Steuerungsventil ausgebildet ist. Generell können die Pumpen 58 bereits derart ausgebildet sein, dass kein Flüssigdünger ungewollt über die Düngerleitung 56 dem Leitungsabschnitt 54 zugeführt wird. Zur Absicherung dessen können jedoch die zusätzlichen Düngerventile 66 dienen, die die Düngerleitungen 56 entsprechend sperren. Folglich lassen sich die Düngerventile 66 als Sperrventile ausbilden.
Ferner kann die Düngereinrichtung 16, insbesondere die Aufnahme 46, einen Sensor aufweisen, mit dem erkannt wird, ob ein geeigneter Düngerbehälter 48 eingesetzt worden ist.
Die energietechnisch autark ausgebildete Düngereinrichtung 16 sowie die weiteren Komponenten des Bewässerungssystems 10 können generell einen Energiesparmodus aufweisen, um Energie entsprechend einzusparen.
Anhand der 7 werden nachfolgend die Installation, Konfiguration und der Betrieb des in 1 gezeigten Bewässerungssystems 10 erläutert.
Zunächst wird das Bewässerungssystem 10 bereitgestellt, indem die Komponenten des Bewässerungssystems 10 zur Verfügung gestellt werden.
Dann kann eine Anwendung auf dem Benutzerendgerät 34 installiert werden, über die die Einrichtung des Bewässerungssystems 10 erfolgt. Optional kann dabei ein Benutzerkonto angelegt werden, welches in der dezentralen Recheneinheit 28 bzw. einem der dezentralen Recheneinheit 28 zugeordneten Speicher hinterlegt wird.
Sobald dieses geschehen ist, wird das Bewässerungssystem 10 eingerichtet, indem die Sensoren 26 einem Netzwerk (WLAN oder ähnlichem) zugeordnet werden. Hierzu werden die entsprechenden Zugangsdaten an den jeweiligen Sensor 26 übermittelt, sodass der Sensor 26 dem Benutzerkonto zugeordnet ist. Sobald der Sensor 26 dem Benutzerkonto zugeordnet ist, kann der Sensor 26 mit der dezentralen Recheneinheit 28 über die entsprechende Kommunikationseinheit 30 kommunizieren.
Anschließend wird der Sensor 26 einer bestimmten Pflanze bzw. einem Pflanzenbereich im Garten zugeordnet, wobei dies manuell oder teilautomatisiert erfolgt. Beispielsweise kann der Benutzer auf seinem Benutzerendgerät 34 aus einer vorgegebenen Liste die entsprechende Pflanze auswählen, wobei die Liste bzw. das Benutzerendgerät 34 mit der dezentralen Recheneinheit 28 kommuniziert, sodass die Informationen aus einer Datenbank abgerufen werden, die beispielsweise auf der weiteren Recheneinheit 32 hinterlegt ist.
Alternativ kann das Benutzerendgerät 34 derart ausgebildet sein, dass es eine visuelle Erfassungs- und Verarbeitungsanwendung umfasst, mit der die entsprechende Pflanze fotografiert und anhand des aufgenommenen Bilds automatisch erkannt wird. Insofern verfügt das Benutzerendgerät 34 über eine sogenannte „Visual Recognition“-Anwendung, mit der die Pflanze automatisch ausgewählt wird.
Sobald der entsprechende Sensor 26 einer Pflanze bzw. einem Pflanzenbereich zugeordnet worden ist, wird dies an die entsprechende dezentrale Recheneinheit 28 übermittelt, sodass die entsprechende Zuordnung hinterlegt ist, insbesondere im Benutzerkonto.
Diese Schritte der Zuordnung des Sensors 26 an eine Pflanze bzw. einen Pflanzenbereich kann für weitere Pflanzen bzw. Pflanzenbereiche wiederholt werden, sodass einem Sensor 26 mehrere Pflanzen bzw. Pflanzenbereiche zugeordnet werden. Die entsprechenden Zuordnungen werden in der dezentralen Recheneinheit 28 hinterlegt, insbesondere einem entsprechenden Speicher, vorzugsweise wobei die Zuordnungen im erstellten Konto bzw. Profil hinterlegt sind.
Der Benutzer wird sodann über das Benutzerendgerät 34 aufgefordert, den Sensor 26 entsprechend der ausgewählten Pflanze(n) bzw. dem Pflanzenbereich(e) zu platzieren.
Anschließend kann der Benutzer des Bewässerungssystems 10 weitere Sensoren 26 in analoger Weise einer bzw. mehreren Pflanzen(-bereichen) zuordnen. Sofern sämtliche Sensoren 26 des Bewässerungssystems 10 zugeordnet und platziert worden sind, ist das Sensor-Setup abgeschlossen.
Des Weiteren wird ein Ventil-Setup durchgeführt, bei dem das Steuerventil 12 zunächst in das Netzwerk (WLAN) aufgenommen wird, indem die entsprechenden Zugangsdaten übermittelt werden. Hierbei können die Daten ebenfalls an das Benutzerendgerät 34 übermittelt werden. Sobald dies geschehen ist, wird das Steuerventil 12 dem (optionalen) Benutzerkonto zugeordnet, sodass die entsprechenden Daten hinterlegt sind.
Sofern mehrere Steuerventile 12 vorgesehen sind, müssen die zuvor aufgenommenen Sensoren 26 auf die mehreren Steuerventile 12 verteilt werden bzw. den entsprechenden Steuerventilen 12 zugeordnet werden. Hierdurch ist gewährleistet, dass in der dezentralen Recheneinheit 28 hinterlegt ist, welche Sensoren 26 welchem Steuerventil 12 zugeordnet sind.
Vorzugsweise werden die Sensoren 26 der Reihenfolge der zu bewässernden Bereiche nach dem Steuerventil 12 zugeordnet, wobei mehrere Sensoren 26 einem einzigen Bewässerungsbereich zugeordnet sein können. Der Bewässerungsbereich ergibt sich insbesondere über den zugeordneten Bewässerungsausgang 24.
Ferner erfolgt ein Düngereinrichtung-Setup, bei dem die Düngereinrichtung 16 dem Netzwerk (WLAN) zugefügt wird, indem die entsprechenden Zugangsdaten übermittelt werden, wie dies bereits für die Sensoren 26 sowie das Steuerventil 12 der Fall gewesen ist.
In analoger Weise werden der hinzugefügten Düngereinrichtung 16 die jeweiligen Sensoren 26 zugeordnet, sodass hinterlegt ist, welche Bewässerungs- bzw. Düngerbereiche, die durch die Platzierung der Sensoren 26 definiert sind, der entsprechenden Düngereinrichtung 16 tatsächlich zugeordnet sind. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn mehrere Bewässerungssysteme 10 parallel betrieben werden.
Alternativ kann der Düngereinrichtung 16 das Steuerventil 12 zugeordnet werden, wodurch automatisch die dem Steuerventil 12 zugeordneten Sensoren 26 auch der Düngereinrichtung 16 zugeordnet werden.
Nachdem das Düngereinrichtung-Setup abgeschlossen worden ist, wird das Bewässerungssystem 10 weiter konfiguriert, indem der Ort (Aufstellungsort) des Bewässerungssystems 10 festgelegt wird. Dies ist nötig, um der dezentralen Recheneinheit 28 mitzuteilen, welche Wetterdaten sie für das Bewässerungssystem 10 über die weiteren Recheneinheiten 32 berücksichtigen soll. Der Ort kann manuell hinzugefügt werden. Alternativ kann zumindest eine Komponente des Bewässerungssystems 10 über ein GPS-Empfänger oder ein ähnliches System verfügen, um den Ort hinreichend genau automatisiert zu ermitteln.
Des Weiteren können gewünschte Bewässerungszeitpunkte bzw. -zeiträume ausgewählt werden, zu denen die Bewässerung bevorzugt erfolgen soll. Dies kann damit zusammenhängen, dass bei Sonnenuntergang der Garten eher genutzt wird als bei Sonnenaufgang, sodass eine Bewässerung bei Sonnenuntergang als störend empfunden werden würde. Insofern lässt sich manuell einstellen, zu welchen Zeitpunkten die Bewässerung bevorzugt vorgenommen werden soll. Hierdurch erfolgt jedoch nicht zwangsläufig eine feste Zeitvorgabe, sondern es wird lediglich ein Parameter festgelegt, der für den zu ermittelnden Bewässerungs- bzw. Düngerplan ebenfalls herangezogen wird.
Des Weiteren können unterschiedliche Bewässerungsmodi vorgesehen sein, welche sich auswählen lassen. Bei den Bewässerungsmodi kann es sich beispielsweise um den Bewässerungsmodus „Wasser sparen“, „starkes Pflanzenwachstum“ bzw. „kosteneffizientes Wässern“ handeln. Dies gilt in analoger Weise für das Düngen, sodass auch ein Düngermodus ausgewählt werden kann. Bei dem Düngermodus kann es sich beispielsweise um „Dünger sparen“ oder „starkes Pflanzenwachstum“ handeln.
Sobald diese Informationen und Konfigurationen vorgenommen worden sind, ist die Initialisierung des Bewässerungssystems 10 abgeschlossen, sodass eine nachfolgende automatische Kalibrierung des Bewässerungssystems 10 erfolgen kann.
Hierbei werden die von den Sensoren 26 erfassten Sensorwerte gespeichert und mit aktuellen Wetterdaten (mit entsprechenden Datumsangaben) kombiniert, um die entsprechenden Berechnungen für die Bewässerungs- bzw. Düngermengen zu überprüfen. In analoger Weise wird das Steuerventil 12 für einen vordefinierten Zeitraum geöffnet, um die Ansteuerung des Steuerventils 12 zu überprüfen.
In analoger Weise wird überprüft, ob der entsprechende (Pflanzen-) Bereich gedüngt werden soll. Sofern dies der Fall ist, wird die Düngereinrichtung 16 entsprechend angesteuert, den vorgesehenen Dünger aus den mehreren Düngerbehältern 48 dem Wasser im Leitungsabschnitt 54 zuzuführen bzw. den Dünger entsprechend einzuspeisen. In Abhängigkeit der gewünschten Düngermenge wird die Pumpe 58 entsprechend über die Steuerungseinheit 60 angesteuert, ebenso wie das optionale Düngerventil 66, sodass dem Wasser nur für einen bestimmten, vordefinierten Zeitraum Dünger in der gewünschten Menge zugeführt wird.
Es lässt sich insbesondere die gewünschte Zeitdauer bzw. der gewünschte Durchfluss einstellen. Dies bedeutet, dass vorgesehen sein kann, die berechnete Düngermenge in einer möglichst kurzen Zeit einzubringen. Alternativ lässt sich auch vorsehen, die berechnete Düngermenge mit einer möglichst geringen Durchflussmenge einzubringen, dann aber über einen längeren Zeitraum. Dies kann als „schonende Düngung“ bezeichnet werden, da die Düngerkonzentration gering gehalten wird.
Sobald die gewünschten Bewässerungs- bzw. Düngermengen dem Pflanzenbereich zugeführt worden sind, wird das Steuerventil 12 geschlossen, wobei erneut die Sensorwerte des Sensors 26 erfasst und gespeichert werden. Diese Daten können dann wiederum mit den aktuellen Wetterdaten (mit entsprechender Datumsangabe) kombiniert werden, sodass sie in kombinierter Weise in der dezentralen Recheneinheit 28 bzw. einem angeschlossenen Speicher hinterlegt sind.
Anschließend wird überprüft, ob weitere (Pflanzen-) Bereiche zu bewässern bzw. zu düngen sind. Bei den weiteren Bereichen handelt es sich um entsprechende den unterschiedlichen Bewässerungsleitungsabschnitten 22 zugeordnete Pflanzen bzw. Pflanzenbereiche. Sofern dies der Fall ist, wiederholen sich die oben genannten Schritte entsprechend.
Nachdem sämtliche (Pflanzen-) Bereiche in der gewünschten Weise bewässert bzw. gedüngt worden sind, ist der erste Kalibrierungsschritt abgeschlossen. Anschließend erfolgt ein zweiter Kalibrierungsschritt, wobei Maschinenlern-Modelle zur Bewässerungsdauer bzw. Düngungsdauer herangezogen werden, um die Bewässerungs- und Düngeprozesse zu optimieren, insbesondere die Bewässerungs- bzw. Düngepläne. Hierbei erhalten die Maschinenlern-Modelle die vor dem ersten Kalibrierungsschritt und nach dem ersten Kalibrierungsschritt erhaltenen Daten des Sensors 26, um hierüber trainiert zu werden, also den Einfluss der vorgenommenen Bewässerung bzw. Düngung zu evaluieren.
Diese Schritte werden für jeden Sensor 26 entsprechend durchgeführt. Anschließend werden die Schritte des ersten Kalibrierungsschritts wiederholt, wobei keine festgelegte bzw. vorab definierte Zeit vorgesehen ist, sondern eine zufällig gewählte Zeit genommen wird. Diese zufällig gewählte Zeit liegt jedoch in einem sicheren Bereich, sodass eine Staunässe verhindert ist. Des Weiteren darf die Zufallszeit keine vordefinierte Mindestzeit unterschreiten, um sicherzustellen, dass die über Wasserdruck arbeitende Verteilereinheit 18 genügend Zeit hat, zwischen den einzelnen Bewässerungsleitungsabschnitten 22 hin- und herschalten zu können, also entsprechend umzuspringen.
Nachdem der erste Kalibrierungsschritt erneut mit der zufällig gewählten Zeit wiederholt worden ist, ist der zweite Kalibrierungsschritt und somit die gesamte Kalibrierung abgeschlossen.
Der zweite Kalibrierungsschritt muss nicht mit einer vorgegeben Anzahl an Wiederholungen erfolgen, sondern automatisch gestoppt werden, wenn das angewandte Maschinenlern-Modell eine gewünschte Qualität erreicht hat. Es kann lediglich eine obere Grenze an Wiederholungen definiert sein, bei deren Erreichen der zweite Kalibrierungsschritt beendet wird.
Anschließend kann der Normalbetrieb aufgenommen werden, indem die Sensoren 26 in festen, vorgegebenen Intervallen die entsprechenden Daten erfassen und an die dezentrale Recheneinheit 28 übertragen. Die dezentrale Recheneinheit 28 berücksichtigt bei der Planung der Bewässerung und der Düngung die entsprechenden Sensorwerte (von den Sensoren 26 erfassten Daten) sowie die weiteren Daten, die zur Verfügung gestellt werden, beispielsweise von den weiteren Recheneinheiten 32.
Während des normalen Betriebs kann stets ein Plausibilitätscheck der Sensorwerte erfolgen. Hierbei werden unter anderem die angewandten Maschinenlern-Modelle überprüft, ob die Ergebnisse der Modellabfrage mit den tatsächlich gemessenen Werten übereinstimmen. Beispielsweise lautet dies wie folgt: „Entspricht die gemessene Bodenfeuchte der prognostizierten?“.
Sofern sämtliche (Pflanzen-) Bereiche bei dieser Abfrage innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegen, können Kreuzvalidierungen mit den entsprechenden Sensorwerten vorgenommen werden, also mit Werten von anderen möglichen Sensoren 26. Sofern weiterhin sämtliche Werte innerhalb des Toleranzbereichs liegen, können die entsprechenden Werte gespeichert und für die Maschinenlern-Modelle herangezogen werden, um die Modelle weiter zu trainieren bzw. zu verbessern.
Sollten die Sensorwerte nicht innerhalb des Toleranzbereichs liegen, so werden diese gelöscht und eine Mitteilung an den Benutzer des Bewässerungssystems 10 ausgegeben, insbesondere über das Benutzerendgerät 34.
Anschließend wird der eingestellte Bewässerungs- bzw. Düngungsplan überprüft, insbesondere die gewünschte(n) Bewässerungszeit(en). Bei den gewünschte(n) Bewässerungszeit(en) kann es sich auch um eine dynamische Bewässerung handeln, beispielsweise Sonnenaufgang bzw. -untergang, wobei die entsprechenden Informationen zum Sonnenaufgang bzw. -untergang über die Wetterdaten erhalten werden können.
Der Bewässerungs- bzw. Düngungsplan bezieht generell die unterschiedlichen Bewässerungsleitungsabschnitte 22 ein, sodass sich entsprechende Düngungslinien ergeben, die zu bestimmten Düngungszeiten aktiviert sind, sodass die den Düngungslinien zugeordneten Pflanzen entsprechend gedüngt werden.
Insofern wird stets zu der gemäß dem Bewässerungsplan vorgesehenen Bewässerungszeit geprüft, ob gewässert werden muss. Dies gilt in analoger Weise für das Düngen. Bei dieser Überprüfung wird auf die Maschinenlern-Modelle zur Bewässerung und Düngung zurückgegriffen, wobei diese aktuelle, von den Sensoren 26 erfasste Daten und/oder Wetterdaten bzw. Wetterprognosen für den Aufstellungsort des Sensors 26 heranziehen. Vorzugsweise erfolgt dabei die Abfrage in der Reihenfolge der Sensoren 26, wie sie an der Verteilereinheit 18 angeschlossen sind.
Sofern sich hierbei herausstellt, dass der entsprechende Pflanzenbereich nur gedüngt werden muss, wird geprüft mithilfe der Maschinenlern-Modelle, ob der entsprechende Pflanzenbereich in den nächsten Tagen bewässert werden muss. Hieraus lässt sich dann die Information ableiten, dass das Düngen um einige Tage verschoben werden kann, bis die entsprechende Bewässerung des Pflanzenbereichs erfolgen soll. Sollte in den nächsten Tagen keine Bewässerung anstehen, so wird der Bereich bewässert, damit der Dünger ausgegeben werden kann. Dies wird entsprechend berücksichtigt für zukünftige Bewässerungen dieses (Pflanzen-) Bereichs.
Sofern eine Bewässerung des Bereichs in den nächsten Tagen stattfinden soll, kann die Düngung verschoben werden, die dezentrale Recheneinheit 28 steuert daraufhin das Steuerventil 12 kurzzeitig an, sodass dieses öffnet und schließt, um die Verteilereinheit 18 auf den nächsten Bewässerungsleitungsabschnitt 22 umspringen zu lassen.
Dies gilt in analoger Weise, sofern festgestellt wird, dass der (Pflanzen-) Bereich nicht bewässert und/oder nicht gedüngt werden muss.
Sollte sich bei der Prüfung herausstellen, dass der (Pflanzen-) Bereich nur bewässert werden muss, so wird die Bewässerungszeit mit dem Maschinenlern-Modell berechnet und entsprechend ausgeführt. Dies bedeutet, dass die dezentrale Recheneinheit 28 das Steuerventil 12 entsprechend ansteuert. Die Düngereinrichtung 16 wird dabei nicht angesteuert, sodass kein Dünger abgegeben wird.
Sofern sich bei der Prüfung ergibt, dass der Pflanzenbereich gedüngt und bewässert werden muss, so wird die Bewässerungszeit in analoger Weise berechnet. Ebenfalls wird die Düngezeit mithilfe des Maschinenlern-Modells berechnet und ausgeführt, insbesondere die Zeit der Düngerabgabe, die mit der Düngermenge korreliert.
Die Düngung erfolgt dabei insbesondere synchron mit einer Bewässerung, da der Dünger in das Wasser eingebracht wird. Zudem wird hierdurch die Konzentration des Düngers entsprechend eingestellt.
Nachdem die für den entsprechenden Pflanzenbereich vorgesehene Aktion durchgeführt worden ist, wird das Steuerventil 12 in seine geschlossene Stellung überführt, sodass die Verteilereinheit 18 umspringen kann, wodurch der nächste Bewässerungsleitungsabschnitt 22 mit der Eingangsleitung 20 in Strömungsverbindung steht, um den oder die nächste(n) Pflanzenbereich(e) entsprechend zu bewässern bzw. zu düngen, wie zuvor beschrieben wurde. Dieses Szenario wiederholt sich für sämtliche Bewässerungsleitungsabschnitte 22 bzw. den Pflanzenbereichen, die den unterschiedlichen den Bewässerungsleitungsabschnitten 22 zugeordnet sind.
Generell kann stets ein Plausibilitätscheck der Verteilereinheit 18 durchgeführt werden, bei dem überprüft wird, ob tatsächlich der vorgesehene (Pflanzen-) Bereich bewässert bzw. gedüngt worden ist. Hierzu wird auf die Sensorwerte des zugeordneten Sensors 26 zurückgegriffen. Sollte sich dabei herausstellen, dass ein zu bewässernder Bereich keine Veränderung der Bodenfeuchte aufweist, so kann davon ausgegangen werden, dass ein Fehler im Bewässerungssystem 10 vorliegt.
Sollte gleichzeitig ein anderer Sensor 26 eine erhöhte Bodenfeuchte feststellen, so kann davon ausgegangen werden, dass die Verteilereinheit 18 nicht korrekt eingestellt ist. Sofern dies der Fall ist, kann dem Benutzer eine entsprechende Warnmeldung übermittelt werden, sodass dieser den Fehler manuell behebt. Sobald der Fehler behoben ist, kann der Benutzer dies quittieren, sodass der Normalbetrieb wieder aufgenommen wird.
Alternativ kann das Bewässerungssystem 10 den Fehler automatisch beheben, indem es das Steuerventil 12 so lange ansteuert, bis die Verteilereinheit 18 so eingestellt ist, dass der im Bewässerungs- bzw. Düngeplan hinterlegte Bewässerungsleitungsabschnitt 22 mit der Eingangsleitung 20 in Strömungsverbindung steht.
Für den Plausibilitätscheck kann insbesondere ein Toleranzbereich vorgegeben sein, in dem die entsprechenden Werte variieren dürfen. Nur wenn die Werte außerhalb dieses Toleranzbereichs liegen, kann davon ausgegangen werden, dass tatsächlich ein Fehler vorliegt.
Sofern eine Veränderung im gewünschten Pflanzenbereich festgestellt wird, die jedoch geringer als erwartet ist, kann ebenfalls eine Warnung an den Benutzer des Bewässerungssystems 10 ausgegeben werden, wonach ein Problem mit der Bewässerung vorzuliegen scheint, da beispielsweise der Durchfluss gestört ist.
Generell ist somit ein intelligentes und automatisiertes Bewässerungssystem 10 geschaffen, mit dem Pflanzen in unterschiedlichen (Pflanzen-) Bereichen bewässert und/oder gedüngt werden können. Zudem muss der Benutzer des Bewässerungssystems 10, wenn überhaupt, nur im Fehlerverhalten manuell eingreifen, um den Fehler zu beheben.
Die Komponenten des Bewässerungssystems 10, also das Steuerventil 12, die Düngereinrichtung 16 sowie die Sensoren 26, weisen in der gezeigten Ausführungsform allesamt eine Energieversorgungseinheit 42 samt Solarmodul 44 auf. In anderen Anwendungsgebieten, beispielsweise industriellen Anwendungen, können die jeweiligen Energieversorgungseinheiten 42 auch anders ausgebildet sein, beispielsweise als Stromanschlüsse oder ähnlichem.
Generell kann der Benutzer des Bewässerungssystems 10 auch manuell eingreifen, indem er eine Bewässerung bzw. Düngung veranlasst. Sollte das Bewässerungssystem 10 jedoch bei einem derartigen manuellen Eingriff feststellen, dass eine Staunässe bzw. schädliche Überdüngung drohen sollte, so würde eine entsprechende Warnung ausgegeben. Der Benutzer kann diese Warnung jedoch quittieren und sich darüber hinwegsetzen, sodass das Bewässerungssystem 10 die geforderte Bewässerung bzw. Düngung durchführt. Sollte das Bewässerungssystem 10 keine Probleme feststellen, so wird das Bewässerungssystem 10 die Bewässerung bzw. Düngung durchführen.
Sofern eine Bewässerung bzw. Düngung nach manuellem Eingriff durchgeführt worden ist, wird dies vom Bewässerungssystem 10, insbesondere von den Maschinenlern-Modellen, für den Bewässerungs- bzw. Düngungsplan entsprechend berücksichtigt.
Darüber hinaus kann das Bewässerungssystem 10 derart ausgebildet sein, dass es die Bewässerung bzw. Düngung aufgrund vorheriger Berechnungen und/oder durchgeführten Bewässerungen bzw. Düngungen ermittelt, sofern die Kommunikation zur dezentralen Recheneinheit 28 gestört sein sollte, beispielsweise unterbrochen. Hierdurch ist gewährleistet, dass eine Bewässerung und/oder Düngung erfolgt, wenn dies nötig ist. Die Bewässerung bzw. Düngung ist dabei dennoch weitestgehend bedarfsgerecht, da die letzten Ereignisse für die aktuelle Berechnung entsprechend berücksichtigt werden.
Das Bewässerungssystem 10 kann darüber hinaus ein separates Gerät aufweisen, welches als Hub für die weiteren Komponenten des Bewässerungssystems 10 dient, sodass dieses separat ausgebildete Gerät die Verbindung zur dezentralen Recheneinheit 28 gewährleistet.
Es liegt somit ein selbstlernendes, effizient betriebenes und automatisiertes Bewässerungssystem 10 vor. Insbesondere die Düngereinrichtung 16 ermöglicht es, die Pflanzen effizient in gewünschter Weise wachsen zu lassen.

Claims

Düngereinrichtung (16) für ein Bewässerungssystem (10) für Pflanzen, mit einem Gehäuse (36), wenigstens einer im Gehäuse (36) vorgesehenen Aufnahme (46) für einen Düngerbehälter (48), zumindest einer mit der Aufnahme (46) in Strömungsverbindung stehenden Pumpe (58), einer Steuerungseinheit (60) zur Ansteuerung der zumindest einen Pumpe (58) und einer drahtlosen Kommunikationseinheit (30), wobei das Gehäuse (36) einen Einlass (38) und einen Auslass (40) umfasst, zwischen denen ein Leitungsabschnitt (54) vorgesehen ist, und wobei eine zur Aufnahme (46) führende Düngerleitung (56) in den Leitungsabschnitt (54) mündet.
Düngereinrichtung (16) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Düngereinrichtung (16) eine Energieversorgungseinheit (42) aufweist, insbesondere eine ein Solarmodul (44) umfassende Energieversorgungseinheit (42).
Düngereinrichtung (16) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungseinheit (42) einen Energiezwischenspeicher (45) umfasst.
Düngereinrichtung (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Düngerventil (66) vorgesehen ist, das der Aufnahme (46) zugeordnet ist.
Düngereinrichtung (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düngereinrichtung (16) wenigstens einen Sensor (62, 64) umfasst, wobei der wenigstens eine Sensor (62, 64) als ein Durchflusssensor, ein Feuchtigkeitssensor, ein Lagesensor und/oder Temperatursensor ausgebildet ist.
Düngereinrichtung (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Aufnahmen (46) und zwei den Aufnahmen (46) zugeordnete Pumpen (58) vorgesehen sind, die beide über die Steuerungseinheit (60) angesteuert sind, insbesondere jeweils individuell.
Bewässerungssystem (10) für Pflanzen, umfassend ein drahtlos ansteuerbares Steuerventil (12), eine Düngereinrichtung (16), eine dem Steuerventil (12) nachgeschaltete Verteilereinheit (18), von der wenigstens zwei Bewässerungsleitungsabschnitte (22) abgehen, die jeweils mindestens einen Bewässerungsausgang (24) aufweisen, wobei dem Bewässerungsausgang (24) ein Sensor (26) zugeordnet ist, und wobei der Sensor (26) direkt im Bereich des Bewässerungsausgangs (24) angeordnet ist, an dem das Wasser bzw. das mit Dünger versetzte Wasser austritt, um entsprechende Daten vor Ort aufzunehmen, die zur Berechnung der Wasser- bzw. Düngermenge herangezogen werden.
Bewässerungssystem (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilereinheit (18) druckabhängig gesteuert ist, insbesondere wobei die Verteilereinheit (18) stromlos betrieben ist.
Bewässerungssystem (10) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Düngereinrichtung (16) zwischen dem Steuerventil (12) und der Verteilereinheit (18) angeordnet ist.
Bewässerungssystem (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (26) eingerichtet ist, Bodenfeuchte, Luftfeuchtigkeit, Lichteigenschaften und/oder Bodennährwerte zu messen.
Bewässerungssystem (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine dezentrale Recheneinheit (28) vorgesehen ist, die eingerichtet ist, zumindest das Steuerventil (12) anzusteuern, zumindest die Düngereinheit (16) anzusteuern, Daten vom Sensor (26) zu erhalten, Informationen an ein Benutzerendgerät (34) zu senden und/oder Zugriff auf Datenbanken zu haben, die auf weiteren Recheneinheiten (34) abgelegt sind.
Bewässerungssystem (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewässerungssystem (10) eingerichtet ist, aufgrund von erhaltenen Daten den Wasser- und/oder Düngerbedarf zu ermitteln.
Bewässerungssystem (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewässerungssystem (10) eingerichtet ist, aufgrund von vom Sensor (26) erhaltenen Daten einen Plausibilitätscheck durchzuführen.
Bewässerungssystem (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewässerungssystem (10) ein Benutzerendgerät (34) umfasst, das eingerichtet ist, Informationen über eine zu bewässernde Pflanze bereitzustellen und/oder Informationen über das Bewässerungssystem (10) bereitzustellen, insbesondere wobei das Benutzerendgerät (34) eine visuelle Erfassungs- und Verarbeitungsanwendung umfasst, die eingerichtet ist, die zu bewässernde Pflanze automatisch zu erkennen.
Bewässerungssystem (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die dezentrale Recheneinheit (28) eine Prozessoreinheit aufweist, die mittels Maschinenlernen selbsttätig überprüft, ob die zugeführten Wasser- und/oder Düngermengen in einem definierten Bereich liegen, insbesondere wobei die dezentrale Recheneinheit (28) ihre der Berechnung zugrunde gelegten Algorithmen selbsttätig anpasst.
Verfahren zum Betreiben eines Bewässerungssystems (10) für Pflanzen, mit den folgenden Schritten: - Bereitstellen eines Bewässerungssystems (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 15, und - Verbinden des Steuerventils (12), des Sensors (26) und/oder der Düngereinrichtung (16) mit einer dezentralen Recheneinheit.