太陽能灌溉控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及植物自動灌溉技術，尤其涉及一種利用太陽能進行灌溉的控制系統，屬于植物灌溉技術領域。
【背景技術】
[0002]根據植物的生長需要進行自動灌溉的系統很多，如園林草坪的灌溉，莊稼的灌溉。這些灌溉系統都在植物所在地面鋪設灌溉管路，管路分主管路和與之連接的支管路，主管路接灌溉水源，支管路上設有噴水孔或者噴頭。但目前的灌溉系統往往只有單一的灌溉模式，即在需要灌溉時啟動水栗，灌溉到位后再關閉水栗。而植物的品種、氣候環境和土壤環境等實際情況對溫濕度要求千差萬別，因此單一的灌溉模式難以實現灌溉的自動化。同時，如果灌溉場所距離市電較遠，如野外環境下、高速路綠化帶植物灌溉，能源的供給極不方便，有時不得不采用發電機發電，這樣會大大增加灌溉及人力成本。
【實用新型內容】
[0003]針對現有技術存在的上述不足，本實用新型的目的是提供一種太陽能灌溉控制系統。本灌溉控制系統將太陽能充放電與灌溉控制進行結合，解決了野外用電不便的問題，同時能夠根據不同植物的不同需求方便進行灌溉策略的調整。
[0004]為實現本實用新型目的，采用了以下技術方案:
[0005]太陽能灌溉控制系統，包括中央處理器、濕度傳感器、多個電子開關、太陽能充放電單元、接口電路及控制終端；濕度傳感器用于檢測所灌溉土壤濕度，其輸出接中央處理器，控制終端通過接口電路接中央處理器，以把控制指令輸送給中央處理器；中央處理器的輸出接所有電子開關，以控制每個電子開關的開閉，電子開關與灌溉管路上多個電磁閥一一對應以用于控制電磁閥通斷；
[0006]所述太陽能充放電單元包括太陽能板、充電電路、電池和供電電路，太陽能板通過充電電路接電池，電池的輸出接供電電路，供電電路接用電設備，中央處理器同時接充電電路和供電電路，以控制充電電路對電池充電或由供電電路給用電設備供電。
[0007]所述電子開關分為若干組，每組電子開關對應不同的灌溉區域，每組中的電子開關同步開閉，同一時段只有一組電子開關打開灌溉以確保每組灌溉水壓和流量的均勻。
[0008]所述濕度傳感器為兩個或兩個以上，中央處理器以所有濕度傳感器獲得的數值中最小值作為控制依據。避免了某個傳感器出現故障時系統不能正常工作的情況發生。
[0009]所述接口電路為標準的TTL接口電路，可通過系列轉換器轉換為RS232、RS485、USB、藍牙、433或WIFI計算機接口標準。
[0010]所述控制終端為PC機、筆記本電腦、工控機、智能手機或平板電腦，用于向中央處理器輸入控制指令。
[0011]與現有方法相比，本實用新型具有如下有益效果:
[0012]1)本實用新型利用太陽能供電，很好地解決了野外環境下灌溉能源提供的問題，實現了灌溉過程的全自動化。
[0013]2)本實用新型的灌溉程序和指令由控制終端輸入，而控制終端為常見的各種程序輸入設備，面對不同灌溉對象只需要輸入不同的灌溉程序或者指令即可，使用靈活，切換簡單快速。
[0014]3)本實用新型可根據不同的灌溉對象和環境設置不同的灌溉程序，避免了所有對象都按同一模式灌溉帶來的弊端，針對性更強。
[0015]4)本實用新型分段灌溉，避免了現有灌溉模式下局部區域壓力、流量不夠導致的灌溉不均勻現象，灌溉更加均勻，更利于植物生長。
[0016]5)本實用新型采用多個濕度傳感器，避免了某個傳感器出現故障時系統不能正常工作的情況發生。
【附圖說明】
[0017]圖1-本實用新型灌溉控制系統總體構架圖。
【具體實施方式】
[0018]參見圖1，本實用新型太陽能灌溉控制系統，包括中央處理器、濕度傳感器、多個電子開關、太陽能充放電單元、接口電路及控制終端；濕度傳感器用于檢測所灌溉土壤濕度，其輸出接中央處理器，控制終端通過接口電路接中央處理器，以把控制指令輸送給中央處理器；中央處理器的輸出接所有電子開關，以控制每個電子開關的開閉，電子開關與灌溉管路上多個電磁閥一一對應以用于控制電磁閥通斷；
[0019]所述太陽能充放電單元包括太陽能板、充電電路、電池和供電電路，太陽能板通過充電電路接電池，電池的輸出接供電電路，供電電路接用電設備，中央處理器同時接充電電路和供電電路，以控制充電電路對電池充電或由供電電路給用電設備供電。太陽能充放電單元主要功能是根據中央處理器的指令對電池充電或給用電設備供電。
[0020]所述電子開關分為若干組，每組電子開關對應不同的灌溉區域，每組中的電子開關同步開閉，同一時段只有一組電子開關打開灌溉以確保每組灌溉水壓和流量的均勻。或者每個電子開關對應不同的灌溉區域，同一時段只有一個電子開關打開灌溉以只對一個區域進行灌溉，即一個電磁閥控制一個支路，該支路就對應一個灌溉區域，這樣可以確保每個灌溉區域水壓和流量的均勻。
[0021]所述的接口電路，為標準的TTL標準，可通過系列轉換器轉換為RS232、RS485、USB、藍牙、433、WIFI等常見計算機接口標準，從而實現是計算機相連。實現程序指令的輸入、狀態參數的監測等功能。
[0022]所述控制終端為PC機、筆記本電腦、工控機、智能手機或平板電腦等智能設備，主要功能是通過接口電路與中央處理器相連，用于向中央處理器輸入各種控制指令。
[0023]所述濕度傳感器為兩個，必要時可進一步增加數量。主要功能是采集土壤濕度值并發送給中央處理器，中央處理器以兩個濕度傳感器獲得的數值中取值較小的作為控制依據。當一個濕度傳感器出現故障后，中央處理器收到的該濕度傳感器的值為一個極大值，因為濕度值是本控制系統主要的控制依據，多個濕度傳感器提供濕度參數，可以確保部分濕度傳感器出現故障下本控制系統仍然可以正常使用。
[0024]本實用新型中央處理器主要完成兩個功能:一、根據濕度傳感器的濕度和輸入的控制指令開啟和關閉相應的電子開關，從而驅動相應的電磁閥開啟和關閉，實現需要模式的灌溉，并進行相應的流量控制。二、根據電池中的電量，利用太陽能板的光伏效應給電池充電，并根據要求給各用電設備供電。
[0025]以下給出一個具體實施例以幫助理解本實用新型:
[0026]實施例為一段長500米長的高速公路綠化帶進行自動灌溉。為保障灌溉的均勻度，保障正常水壓下灌溉噴頭的壓力，將灌溉帶分成10段進行分步灌溉，每段50米。當土壤濕度低于設定值T時，進行一次輪灌，每段灌溉時長為10分鐘。由于分段后每段只有50米，因此每段灌溉時的水壓和流量都能夠得到保證，各段水壓和流量也比較均勻，避免了整個500米一起灌溉可能出現的灌溉不均勻現象。比如保證了離水栗近的區域灌溉量，那么離水栗遠的區域水壓和流量就不夠，或者保證了離水栗遠的區域灌溉量，那么離水栗近的區域灌溉量就過多，從而導致各處不均勻。
[0027]實際操作時，將中央處理器、電池可靠安裝在設備箱內；將濕度傳感器安裝于本例土壤中，并與中央處理器相連。將太陽能板安裝在合適位置并與充電電路相連。
[0028]分別安裝十個電磁閥于指定的管道處，并通過電線與十個電子開關依序號相連，每個電子開關和電磁閥對應一段灌溉區域。
[0029]將安裝有灌溉程序的計算機(即控制終端)通過USB接口(即接口電路)與中央處理器相連，輸入濕度閾值參數T、灌溉時長、灌溉順序等參數即可。
[0030]上述各組成單元安裝和參數設置完成后，中央處理器即可根據預定的流程和參數自動進行工作。對于不同的情形(如不同的灌溉對象、土壤環境等)，只需要改變濕度閾值參數T、灌溉時長、灌溉順序參數即可。如果現有的灌溉程序不適合新的對象和環境，重新通過控制終端編寫并輸入新的灌溉參數即可。
[0031]最后說明的是，上述實施例僅用于說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.太陽能灌溉控制系統，其特征在于:包括中央處理器、濕度傳感器、多個電子開關、太陽能充放電單元、接口電路及控制終端；濕度傳感器用于檢測所灌溉土壤濕度，其輸出接中央處理器，控制終端通過接口電路接中央處理器，以把控制指令輸送給中央處理器；中央處理器的輸出接所有電子開關，以控制每個電子開關的開閉，電子開關與灌溉管路上多個電磁閥—對應以用于控制電磁閥通斷； 所述太陽能充放電單元包括太陽能板、充電電路、電池和供電電路，太陽能板通過充電電路接電池，電池的輸出接供電電路，供電電路接用電設備，中央處理器同時接充電電路和供電電路，以控制充電電路對電池充電或由供電電路給用電設備供電。2.根據權利要求1所述的太陽能灌溉控制系統，其特征在于:所述電子開關分為若干組，每組電子開關對應不同的灌溉區域，每組中的電子開關同步開閉，同一時段只有一組電子開關打開灌溉以確保每組灌溉水壓和流量的均勻。3.根據權利要求1所述的太陽能灌溉控制系統，其特征在于:所述濕度傳感器為兩個或兩個以上，中央處理器以所有濕度傳感器獲得的數值中最小值作為控制依據。4.根據權利要求1所述的太陽能灌溉控制系統，其特征在于:所述接口電路為標準的TTL接口電路，可通過系列轉換器轉換為RS232、RS485、USB、藍牙、433或WIFI計算機接口標準。5.根據權利要求1所述的太陽能灌溉控制系統，其特征在于:所述控制終端為PC機、筆記本電腦、工控機、智能手機或平板電腦，用于向中央處理器輸入控制指令。
【專利摘要】本實用新型公開了一種太陽能灌溉控制系統，包括中央處理器、濕度傳感器、多個電子開關、太陽能充放電單元、接口電路及控制終端；濕度傳感器輸出接中央處理器，控制終端通過接口電路接中央處理器，以把控制指令輸送給中央處理器。中央處理器的輸出接所有電子開關，以控制每個電子開關的開閉，電子開關與灌溉管路上多個電磁閥一一對應以用于控制電磁閥通斷；所述太陽能充放電單元包括太陽能板、充電電路、電池和供電電路。本實用新型將太陽能充放電與灌溉控制進行結合，解決了野外用電不便的問題，同時能夠根據不同植物的不同需求方便進行灌溉策略的調整。
【IPC分類】A01G25/16
【公開號】CN205030287
【申請號】CN201520791550
【發明人】藍章禮, 宋坤, 王昌賢, 何錦鋒
【申請人】重慶交通大學
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年10月14日