[發(fā)明專利]一種外置太陽能驅動結構的灌溉設備及其灌溉和預警方法

在審

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• 申請日: 2022-10-09
• 公開（公告）號: CN115399223A
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設計）人: 段士凱;于沖;馬冠軍;杜雪莉;趙淑紅;于志娟
• 申請（專利權）人: 青島農業(yè)大學
• 主分類號: A01G25/02
• 分類號: A01G25/02;A01G25/16;H02J7/35
• 代理公司: 上海德譽達專利代理事務所(普通合伙) 31426
• 代理人: 李小艷

本發(fā)明涉及一種外置太陽能驅動結構的灌溉設備及其灌溉和預警方法，供電單元、傳感器單元、灌溉照明單元、顯示輸入單元以及PLC控制單元，傳感器單元包括：土壤濕度傳感器、閥門開度傳感器、水位傳感器、光照傳感器、氣象傳感器以及電壓傳感器，所述PLC控制單元用于接收傳感器單元的監(jiān)測信號和顯示輸入單元的輸入信號，并發(fā)送控制指令給灌溉照明單元和供電單元，同時將監(jiān)測信息輸入到顯示裝置。本發(fā)明采用陣列光伏板將光能轉化為電能為灌溉裝置供電，具有很好的節(jié)能減排效應，同時供電單元設置了電力補償裝置，在蓄電池組電力不足時，可為蓄電池組供電，保證了供電的持續(xù)性，避免由于重復灌溉導致的灌溉過度，進而影響苗木成活率的問題。

技術領域

本發(fā)明涉及太陽能灌溉領域，具體為一種外置太陽能驅動結構的灌溉設備及其灌溉和預警方法。

背景技術

灌溉自動化是發(fā)展節(jié)能農業(yè)的重要手段之一，隨著科技的發(fā)展，人們的節(jié)水意識逐漸增強，我國在農業(yè)灌溉節(jié)水方面也采取了一些列鼓勵政策和措施，灌溉用水效率逐步提高，自動灌溉系統(tǒng)使發(fā)展高效農業(yè)的重要手段，太陽能自動灌溉系統(tǒng)是利用太陽能發(fā)電直接驅動水泵抽水進行灌溉，或者將太陽能轉化為熱能，利用熱量將液體水蒸發(fā)，對植物進行灌溉。

專利CN106472249A公開了一種太陽能自動灌溉系統(tǒng)，包括主控制模塊、供電模塊、土壤檢測模塊以及灌溉模塊，控制模塊包括單片機控制器和PC機，供電模塊包括太陽能電池和蓄電池，土壤檢測模塊包括濕度采集模塊，系統(tǒng)在運行過程中以太陽能為主要能源，在光照充足的情況下將水抽到水塔上保存起來，同時對蓄電池充電以備抽水機在光照不足的情況下工作；該裝置以太陽能為主要能源，在光照充足的情況下將水抽到水塔上保存起來，雖然同時對蓄電池充電以備抽水機在光照不足的情況下工作，但是無法保證太陽能的電量可以滿足系統(tǒng)內裝置的運行同時，還有多少剩余電量用于給蓄電池充電，即可能出現(xiàn)太陽能的電量無法滿足系統(tǒng)內裝置運行的需求，同時蓄電池內的電量也無法滿足系統(tǒng)內裝置運行的需求，使得裝置無法有效運行，耽誤灌溉的時機；專利CN205848220U公開了一種基于PLC的太陽能自動灌溉系統(tǒng)，包括光伏供電模塊、檢測模塊、PLC控制模塊以及灌溉模塊，利用PLC控制模塊來控制灌溉系統(tǒng)，且采用模糊PID控制器控制電磁閥的開度，能更精準地控制灌溉量，大大提高了灌溉系統(tǒng)的智能化，實現(xiàn)了智能節(jié)水灌溉；該裝置在噴灌過程中自走、自停、自我調節(jié)噴灌高度，不受地理環(huán)境限制，適應性強，但未設置電力補償裝置，無法保證整個自動灌溉系統(tǒng)的供電持續(xù)性；同時以上專利都未設置氣象傳感器，無法避免灌溉之后隨之而來的降雨天氣，可能會導致過度灌溉，造成苗木植物成活率降低，同時浪費了水資源，也未設置光照補償裝置，無法對缺乏光照的苗木植物的進行光照補償，若需要增加光照時長，則需要人工設置線纜提供照明裝置，自動化，集成化程度不高。

為了解決現(xiàn)有太陽能灌溉裝置中無法保證供電的持續(xù)性、需要人工單獨假設電纜提供光照補償裝置、天氣原因導致的過度灌溉和水資源浪費問題，我們提出一種外置太陽能驅動結構的灌溉設備及其灌溉和預警方法。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種外置太陽能驅動結構的灌溉設備及其灌溉和預警方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種外置太陽能驅動結構的灌溉設備，包括：供電單元、傳感器單元、灌溉照明單元、顯示輸入單元以及PLC控制單元；

供電單元包括：太陽能發(fā)電單元、蓄電池裝置以及電力補償裝置，蓄電池裝置包括蓄電池組；

傳感器單元包括：土壤濕度傳感器、閥門開度傳感器、水位傳感器、光照傳感器、氣象傳感器以及電壓傳感器；

灌溉照明單元包括：灌溉裝置、照明裝置以及供水裝置，灌溉裝置（10）包括水泵II、灌溉電磁閥和連接頭，連接頭包括徑向截面呈m型的第二隔水環(huán)，供水裝置包括儲水箱和水泵I；

顯示輸入單元包括：顯示裝置和輸入單元；顯示裝置裝置的各項監(jiān)測信息，便于了解裝置的運行情況，輸入單元用于設定各個監(jiān)測數(shù)據(jù)的閾值；