[發(fā)明專利]新型光伏電腦自動微灌溉系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310196814.2
• 申請日: 2013-05-24
• 公開（公告）號: CN103250614A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐弼軍;李睿
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江科技學(xué)院
• 主分類號: A01G25/02
• 分類號: A01G25/02;A01G25/16
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務(wù)所 33230
• 代理人: 曹紹文

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)和園林灌溉領(lǐng)域，特別涉及一種新型光伏電腦自動微灌溉系統(tǒng)，可應(yīng)用農(nóng)作物和花草自動灌溉。

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背景技術(shù)

目前國內(nèi)外的節(jié)水灌溉方法主要有三種形式：噴灌、微灌(滴灌、微噴灌、小管出流灌和滲灌)、行走式節(jié)水灌溉。在這些灌溉方法中，大都需人工來開關(guān)水閥，或者通過定時方法來控制，易于造成澆水不及時而旱壞植物，澆水過多造成水資源的大量浪費(fèi)。對于經(jīng)濟(jì)作物，國外采用了微機(jī)控制的溫室種作方法，包括送水、送肥、溫度控制、干濕控制，雖然自動化程度較高，但設(shè)備成本昂貴，且需要提供大量的電力，一般只是用于經(jīng)濟(jì)作物，特別是溫室作物的無土種植。

目前農(nóng)村的農(nóng)田灌溉很多由人工進(jìn)行，使用水泵等設(shè)備進(jìn)行排灌和噴灌。在作物的溫室栽培中，還是采用無控制的滴灌。在這些灌溉方法中，大都需人工來開關(guān)水閥，或者通過定時方法來控制，易于造成澆水不及時而旱壞植物，澆水過多造成水資源的大量浪費(fèi)。針對我國的國情，研究運(yùn)用太陽能、傳感技術(shù)和微電腦控制等先進(jìn)技術(shù)組成的高效、先進(jìn)和低成本的節(jié)水灌溉器，已迫在眉睫，是非常有實(shí)施的必要性的。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種控制方便、智能化程度高的新型光伏電腦自動微灌溉系統(tǒng)。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，提供一種新型光伏電腦自動微灌溉系統(tǒng)，包括電源子系統(tǒng)、灌溉子系統(tǒng)、主控制器和用于監(jiān)測環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)采集裝置；電源子系統(tǒng)包括光伏供電裝置、蓄電池和充電控制器；充電控制器與蓄電池連接用以檢測蓄電池的電量信號；灌溉子系統(tǒng)包括抽水泵和灌溉管道，光伏供電裝置、蓄電池分別與抽水泵電連接，灌溉子系統(tǒng)還包括蓄能水塔、流路轉(zhuǎn)換閥和截止閥，抽水泵經(jīng)流路轉(zhuǎn)換閥可分別與蓄能水塔、灌溉管道連通，蓄能水塔的出水口經(jīng)截止閥與灌溉管道連通，主控制器與流路轉(zhuǎn)換閥電連接用以轉(zhuǎn)換出水方向，蓄能水塔內(nèi)設(shè)有液位傳感器，主控制器與液位傳感器電連接用以檢測蓄能水塔的水位信號，主控制器依照檢測的電量信號及水位信號判定是否驅(qū)動抽水泵向蓄能水塔充水將過剩太陽能轉(zhuǎn)換為水勢能，主控制器依照檢測到電量信號判定是否驅(qū)動截止閥開啟以連通蓄能水塔的出水口和灌溉管道。

進(jìn)一步地，數(shù)據(jù)采集裝置包括土壤溫濕度傳感器和空氣溫濕度傳感器，土壤溫濕度傳感器和空氣溫濕度傳感器分別與主控器連接；主控器接收并處理土壤溫濕度傳感器和空氣溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)信號。

進(jìn)一步地，主控制器可直接聯(lián)接電腦，電腦可顯示數(shù)據(jù)采集裝置的數(shù)據(jù)信號，并可設(shè)置主控制器的運(yùn)行參數(shù)；電腦可參考不同季節(jié)氣候引起的氣象參數(shù)變化下的植物生長周期情況，制定適合于灌溉區(qū)農(nóng)作物生長的灌溉策略。

具體地，電源子系統(tǒng)包括逆變器，可將光伏供電裝置的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電，給電腦提供電源。

進(jìn)一步地，數(shù)據(jù)采集裝置包括土壤溫濕度傳感器和空氣溫濕度傳感器，土壤溫濕度傳感器和空氣溫濕度傳感器分別設(shè)有無線發(fā)射裝置，主控器設(shè)有可與無線發(fā)射裝置對應(yīng)的無線接收裝置；主控器接收并處理土壤溫濕度傳感器和空氣溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)信號。

進(jìn)一步地，主控制器可通過無線傳輸方式聯(lián)接電腦，電腦可顯示數(shù)據(jù)采集裝置的數(shù)據(jù)信號，并可設(shè)置主控制器的運(yùn)行參數(shù)；電腦可參考不同季節(jié)氣候引起的氣象參數(shù)變化下的植物生長周期情況，制定適合于灌溉區(qū)農(nóng)作物生長的灌溉策略。

進(jìn)一步地，蓄能水塔位置高于灌溉區(qū)，并能為灌溉水提供充足的灌溉勢能。

進(jìn)一步地，液位傳感器包括上液位傳感器和下液位傳感器。

進(jìn)一步地，灌溉子系統(tǒng)還設(shè)有蓄水池，蓄水池與抽水泵直接聯(lián)接。

進(jìn)一步地，灌溉子系統(tǒng)還設(shè)有回水管，回水管可把灌溉區(qū)的多余水分回流到蓄水池。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明主要運(yùn)用太陽能、傳感技術(shù)和電腦控制等先進(jìn)技術(shù)，在不需市電和布埋線的條件下，實(shí)現(xiàn)微功耗的水閥開啟和關(guān)閉，并能自動感應(yīng)土壤的溫濕度和環(huán)境的溫濕度，根據(jù)不同季節(jié)、不同植物生長周期的需要進(jìn)行自動節(jié)水灌溉。本發(fā)明使用時只需把溫濕探測電極插入深度適當(dāng)?shù)耐寥乐泻驮O(shè)置在灌溉區(qū)內(nèi)，數(shù)據(jù)采集卡通過AD轉(zhuǎn)換將土壤溫濕度和環(huán)境溫濕度分別呈現(xiàn)于電腦上。在電腦上，可以根據(jù)灌溉植物不同時期、不同生長周期所需的水量值進(jìn)行一定的預(yù)設(shè)。當(dāng)土壤溫濕度低于預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)植時，數(shù)據(jù)采集卡就會控制電磁閥的開啟，實(shí)現(xiàn)自動化灌溉。當(dāng)土壤溫濕度值等于或大于標(biāo)準(zhǔn)值時，數(shù)據(jù)采集卡控制電磁閥關(guān)閉，停止灌溉，從而達(dá)到了對植物生長的全自動控制澆灌。