一種無線精確自動灌溉設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及農業節水灌溉領域，具體說是一種無線精確自動灌溉設備。
【背景技術】
[0002]我國水資源存在時空分布不均勻、浪費嚴重的問題。在農業生產中，提高灌溉用水的利用率，符合科學發展的要求。近年來，為了節省人力，各種節水灌溉裝置:噴灌、滴灌、微噴灌等，如雨后春筍般出現，加上自動控制技術和設備日益成熟，很大程度上提高了農業灌溉效率，節約灌溉用水，同時對改善土壤理化特性也起到了一定的作用。
[0003]但節水灌溉自動控制系統在一些地區推廣還存在以下一些問題和不足:
[0004]1、山區地形復雜，在鋪設自動灌溉系統時存在電纜布線困難，成本高等問題。
[0005]2、灌溉片區中，特別是地形復雜的山區，不同地塊的水肥狀況存在差異，而大多節水灌溉系統是遵循統一的指令，灌溉缺乏針對性，智能化水平較低。
[0006]3、田間電能緊缺，太陽能電池板轉化率低，灌溉管道中的水流動能沒有得到很好地利用。
[0007]針對以上問題，一種采用無線傳感器網絡分區檢測土壤狀況的區域灌溉裝置應運而生。
【實用新型內容】
[0008]為了克服上述現有技術的缺陷，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種無需布設電纜、灌溉精確的無線精確自動灌溉設備。
[0009]為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為:
[0010]—種無線精確自動灌溉設備，包括灌溉管道、電控盒、太陽能電池板、蓄電池、空氣溫濕度傳感器和土壤溫濕度傳感器，所述灌溉管道上沿水流方向依次設置有電磁閥、水流發電機和噴頭，所述電控盒內設置有控制電路板，所述控制電路板上設置有數據處理模塊、無線通信模塊和電源管理模塊，所述太陽能電池板設置在電控盒的頂面，所述蓄電池設置在電控盒內，所述電磁閥、水流發電機、太陽能電池板、蓄電池、空氣溫濕度傳感器和土壤溫濕度傳感器分別與控制電路板電連接。
[0011]其中，還包括電控盒支架，所述電控盒通過角度調節螺絲可轉動地設置在電控盒支架上。
[0012]其中，所述無線通信模塊為Zigbee無線通信模塊，所述Zigbee無線通信模塊的天線設置在電控盒的頂面。
[0013]其中，所述電控盒的底面開設有百葉窗，所述空氣溫濕度傳感器靠近百葉窗設置在電控盒內。
[0014]其中，所述電控盒的外形呈四棱臺狀，四棱臺的下底面為電控盒的頂面。
[0015]其中，所述蓄電池為鋰離子電池。
[0016]其中，所述灌溉管道為微噴灌管道。
[0017]其中，所述控制電路板上還設置有用于監測水流發電機產生的電壓的電壓監測模塊。
[0018]本實用新型的有益效果在于:
[0019]1、利用太陽能與水流的動能發電為設備供電，并采用無線通信模式對灌溉過程進行遠程控制，從而免除了外部供電線纜和數據通訊線纜，實現了設備的自供電運行和遠程無線操控，解決了電纜布線困難、成本高的問題，方便在大面積的區域如山區、田間等靈活布置，而且充分利用水流動能進行發電，能源利用率高，相比傳統的單太陽能供電也更加可靠，成本更低。
[0020]2、利用空氣溫濕度傳感器和土壤溫濕度傳感器對灌溉區域內的水肥狀況進行監測，從而可根據不同地塊的水肥狀況進行針對性的灌溉，實現智能差異化精確灌溉。
[0021]3、灌溉水流流過水流發電機，不僅能夠為設備供電，而且通過對水流發電機產生的電壓進行監測，能夠獲取灌溉管道中水流的速度，間接獲知灌溉管路中的水壓狀況，從而及時發現管路故障如堵塞或其他的問題，保障設備的正常運行。
【附圖說明】
[0022]圖1所示為本實用新型實施例的無線精確自動灌溉設備的結構示意圖。
[0023]標號說明:
[0024]1-灌溉管道;2-電控盒;3-太陽能電池板;4-土壤溫濕度傳感器;5-電磁閥；6-水流發電機;7-噴頭;8-電控盒支架;9-角度調節螺絲;10-天線；11-百葉窗。
【具體實施方式】
[0025]為詳細說明本實用新型的技術內容、所實現目的及效果，以下結合實施方式并配合附圖予以說明。
[0026]本實用新型最關鍵的構思在于:利用太陽能與水流的動能發電實現設備的自供電運行，采用無線通信模式實現設備的遠程無線操控，利用空氣溫濕度傳感器和土壤溫濕度傳感器實現設備的智能差異化精確灌溉。
[0027]具體的，請參照圖1所示，本實用新型提供的無線精確自動灌溉設備，包括灌溉管道1、電控盒2、太陽能電池板3、蓄電池、空氣溫濕度傳感器和土壤溫濕度傳感器4，所述灌溉管道1上沿水流方向依次設置有電磁閥5、水流發電機6和噴頭7，所述電控盒2內設置有控制電路板，所述控制電路板上設置有數據處理模塊、無線通信模塊和電源管理模塊，所述太陽能電池板3設置在電控盒2的頂面，所述蓄電池設置在電控盒2內，所述電磁閥5、水流發電機
6、太陽能電池板3、蓄電池、空氣溫濕度傳感器和土壤溫濕度傳感器4分別與控制電路板電連接。
[0028]采用上述結構的灌溉設備，為無線精確自動灌溉系統的網絡節點設備，通過多個該設備與一個主機聯網，構建成的精確自動灌溉系統能夠對灌溉片區中的作物進行智能差異化灌溉。本實用新型的設備功能上主要包括自供電、信息(溫濕度信息)采集、數據發送、指令接收、精確灌溉等功能，各個功能的說明大致如下:
[0029](1)自供電系統:太陽能電池板3和水流發電機6分別連接到位于電控盒2當中的控制電路板，通過控制電路板上的電源管理模塊為內置于電控盒2中的蓄電池(如鋰離子電池)充電，蓄電池通過電源管理模塊為設備整體進行供電。通過太陽能和水流動能兩種途徑獲得電能，并利用蓄電池儲藏電量，確保了整個設備能夠長期在無人職守的情況下運作。
[0030](2)溫濕度測量:土壤溫濕度傳感器4埋入監測的田地中，測量得到土壤的溫度和含水率，信號通過AD模數轉化為數字量，傳輸給控制電路板上的數據處理模塊。同樣的，空氣溫濕度傳感器測得空氣的溫濕度數據，經過轉換后也傳遞給控制電路板上的數據處理模塊。其中土壤溫濕度傳感器4的數量可根據監測范圍的大小情況而定。
[0031](3)數據發送:控制電路板上的數據處理模塊將獲取的土壤和空氣參數格式化后，分別加上時間標注，然后將數據送往無線通信模塊(如Zigbee無線通信模塊)，通過無線通信模塊最終發送到監測區域中的主機。主機接收到該區域內所有的子機(及本實用新型設備)數據后，做出是否灌溉以及灌溉量大小的判斷，并分別發送指令到不同子機。
[0032](4)精確灌溉:無線通信模塊接收到灌溉指令后，控制電路板控制電磁閥5通電開啟，灌溉水流通過電磁閥5和水流發電機6，最終通過灌溉管道1上的噴頭7對田地中作物進行灌溉。