CN108719017A - 园林用自动灌溉*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种园林用自动灌溉***，包括主控装置、灌溉管道、电磁阀装置和传感器装置；主控装置包括无线通信模块；所灌溉管道的管壁内绕所述灌溉管道的轴向设置有螺旋状的导线；导线分为首尾相接的多段，每段导线间相互绝缘，每段导线都对应于一检测电源，每段导线的两端同时与该检测电源的正极相连，其中任一端上连接有一电流检测单元；电流检测单元内置有用于唯一标识的编号，并与主控装置连接；主控装置根据该编号存储有电流检测单元具***置，主控装置还用于接收来自各个电流检测单元的电流检测结果以及编号；管壁内设有夹层，夹层位于导线形成的螺旋之内并充满磁流变液。可以人工判断、远程控制并智能检测管道压力，及时发现管道破裂处。

Description

园林用自动灌溉***

技术领域

本发明涉及园林灌溉领域，具体涉及一种园林用自动灌溉***。

背景技术

园林景观是为了通过园林草坪和植物营造绿色环境。现代园林，在着重建设景观小品的同时，致力于生态环境的改善。建设园林式城市，在整个城市布置绿地***、安排道路与游憩场所，实现城市园林化，建设包括道路风景线、以绿林草坪为主的天然生态公园，这些都是为了美化城市，城市更加美丽，人与自然更加和谐。园林景观建设也要按照节水型社会的要求去实施。

园林自动灌溉***要注重配合植物的需水要求，考虑节水、节能，方便实用，同时要给园林景观增光添彩，给园林水景增色，增加具有动感的景观效果。

现有的园林自动灌溉***分为定时灌溉***和适时灌溉***，定时灌溉***的优点在于效率较高，但是由于其不主动检测被灌溉土地的湿度情况，误灌几率较高，因此其易造成用水浪费；适时灌溉***采用的传感器检测被灌溉土地的参数，主控***根据检测参数自动选择灌溉次数和时间。

无论哪一种园林自动灌溉***都存在一个共同的缺陷：其不能有效的检测实际应用中由管道破裂引起的误灌和浪费。在实际灌溉中，由于自动灌溉***覆盖的面积非常大，灌溉管道需要较长的长度，为了保持灌溉喷头具有较高的水压，抽水端需要采用高压力水泵，这样同时需要灌溉管道具有较高的抗压能力，实际应用中因为成本控制因素、高压水泵的冲击以及长时间的暴露于风吹雨打之中，灌溉管道经常破损。

发明内容

本发明的目的是提供一种园林用自动灌溉***，可以人工判断、远程控制并智能检测管道压力，并及时发现管道破裂处，进而减少误灌和浪费。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种园林用自动灌溉系，包括主控装置、若干组灌溉管道、电磁阀装置和传感器装置；所述主控装置包括无线通信模块；

所述灌溉管道连接在水源与灌溉喷头之间，所述传感器装置设置于需要灌溉的土地上，所述灌溉管道上靠近水源的一端设有水泵，灌溉管道内靠近灌溉喷头的一端设有压力传感器，所述压力传感器与主控装置连接，所述主控装置根据压力传感器传来的水压数值控制水泵的开启和关闭；所述电磁阀装置安装于灌溉管道上靠近灌溉喷头的位置，且所述电磁阀装置与所述主控装置连接；

所述主控装置与智能终端通过互联网无线通信连接，所述主控装置向智能终端发送灌溉***的实时信息并根据智能终端的指令完成操作所述电磁阀的启闭；

所述灌溉管道的管壁内绕所述灌溉管道的轴向设置有螺旋状的导线；

所述导线分为首尾相接的多段，每段导线间相互绝缘，每段导线都对应于一检测电源，每段导线的两端同时与该检测电源的正极相连，其中任一端上连接有一电流检测单元；

所述电流检测单元内置有用于唯一标识的编号，并与所述主控装置连接；

所述主控装置还根据该编号存储有各个电流检测单元具***置，该主控装置还用于接收来自各个电流检测单元的电流检测结果以及编号；

所述管壁内设有夹层，该夹层位于导线形成的螺旋之内并充满磁流变液。

本发明的有益效果为：传感器参数通过无线通信实时的被传送到主控装置，控制者和***均可分析参数从而选择相应的灌溉参数，既可人工控制，也可***自动控制，两种控制方式的结合更加精确。在管道内设置水压测量装置，主控装置根据水压测量装置的数值控制水泵，一方面节省能源，另一方面也降低高水压对管道的冲击，保护管道。

另外，一旦灌溉管道的某处破裂，导线将会从管壁中露出来；由于浇灌用的水是导体，这就使得露出的导线接地；由于导线还接在检测电源的正极上，这就使得导线上有了电流；电流检测单元将检测到的数据发送给主控装置，同时发送的还有该电流检测单元的编号，于是控制者和***均可以根据存储在主控装置内的各个电流检测单元具***置知晓那一段灌溉管道发生了破损，从而及时安排修理补救等工作；导线采用螺旋的方式，使得单根导线可以覆盖管壁上尽可能多的区域，利用简单的方式减小了管壁裂口处不包含导线的可能性，避免漏报；同时，主控装置获知导线上有电流时，控制关闭水泵，防止水压造成管壁扩大；磁流变液(Magnetorheological Fluid,简称MR流体)属可控流体，是智能材料中研究较为活跃的一支；磁流变液是由高磁导率、低磁滞性的微小软磁性颗粒和非导磁性液体混合而成的悬浮体，这种悬浮体在零磁场条件下呈现出低粘度的牛顿流体特性；而在强磁场作用下，则呈现出高粘度、低流动性的Bingham体特性；于是裂口处夹层中的磁流变液体在螺旋导线产生的磁场的作用下粘稠度增加，起到粘合住裂口的作用，防止更多的水流出灌溉管道。

本发明可以人工判断、远程控制并智能检测管道压力，并及时发现管道破裂处，进而减少误灌和浪费。

进一步，所述电流检测单元包括处理器、电流检测模块和无线通信模块，所述电流检测单元通过无线传感器网络与所述主控装置的无线通信模块通信。

由于灌溉管道覆盖的面积比较广，且需要的电流检测单元较多，无线传感器网络自组织、动态性、可靠且低能耗、集成化以及以协作方式执行任务的方式十分适合本发明的使用场景。

进一步，所述主控装置通过继电器与水泵控制连接。

继电器工作稳定，成本较低。

进一步，所述传感器装置包括温湿度传感器、土壤湿度传感器、光照强度传感器、EC传感器以及无线通信装置。

通过多个传感器获得不同的参数，为控制者或***提供更多的判断依据。

进一步，所述电磁阀装置与主控装置无线通信连接。

无线通信连接减少了布线的麻烦。

进一步，所述智能终端通过APP程序远程控制主控装置，所述无线通信的信号为LTE信号。

智能终端使用普遍，配以高速的LTE网络，性能稳定，数据传输速率高。

附图说明

图1是本发明实施例自动灌溉***的电气部分的示意性框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明实施例所述的一种园林用自动灌溉系，包括主控装置、若干组灌溉管道、电磁阀装置、传感器装置以及无线通信装置；

所述灌溉管道连接在水源与灌溉喷头之间，灌溉管道的管壁内绕所述灌溉管道的轴向设置有螺旋状的导线；

所述导线分为首尾相接的多段，每段导线间相互绝缘，每段导线都对应于一检测电源，每段导线的两端同时与该检测电源的正极相连，其中任一端上连接有一电流检测单元；所述电流检测单元包括处理器、电流检测模块和无线通信模块，所述电流检测单元处理器内置的有用于唯一标识的编号；所有的电流检测单元与所述主控装置组成一个无线传感器网络，通过该无线传感器网络，电流检测单元与所述主控装置通信。由于灌溉管道覆盖的面积比较广，且需要的电流检测单元较多，无线传感器网络自组织、动态性、可靠且低能耗、集成化以及以协作方式执行任务的方式十分适合本发明的使用场景。

所述主控装置还根据该编号存储有各个电流检测单元具***置，该主控装置还用于接收来自各个电流检测单元的电流检测结果以及编号；

所述管壁内设有夹层，该夹层位于导线形成的螺旋之内并充满磁流变液；

所述传感器装置设置于需要灌溉的土地上，所述传感器装置包括温湿度传感器、土壤湿度传感器、光照强度传感器、EC传感器以及无线通信装置，通过多个传感器获得不同的参数，为控制者或***提供更多的判断依据。

所述灌溉管道上靠近水源的一端设有水泵，灌溉管道内靠近灌溉喷头的一端设有压力传感器，所述压力传感器与主控装置连接；所述电磁阀装置安装于灌溉管道上靠近灌溉喷头的位置，且所述电磁阀装置与主控装置无线通信连接。

主控装置根据压力传感器传来的水压数值控制水泵的开启和关闭；同时，主控装置与智能终端通过互联网无线通信连接，所述主控装置向智能终端发送灌溉***的实时信息，所述智能终端通过APP程序远程控制主控装置，所述无线通信的信号为LTE信号。

传感器参数通过无线通信实时的被传送到主控装置，控制者和***均可分析参数从而选择相应的灌溉参数，既可人工控制，利用智能终端通过APP程序开启或关闭灌溉管道上的电磁阀装置；也可通过内置在主控装置内的算法进行自动控制，两种控制方式的结合更加精确。在管道内设置水压测量装置，主控装置根据水压测量装置的数值控制水泵，一方面节省能源，另一方面也降低高水压对管道的冲击，保护管道。

在灌溉管道的维护方面，通过在接近灌溉喷头的部位设置压力传感器以监测管道内水压并回传主控装置。实际应用中，灌溉开始水泵打开10分钟(建议数值,实际距离根据距离远近设置),管道充水至末端时中控***打开电磁阀开始灌溉,同时压力传感器实时监测管道水压。若某时压力传感器传回主控装置的数值高于设定的上限阈值就说明管道压力过高，为防止管道破裂主控装置触发水泵电源继电器关闭水泵；

一旦灌溉管道的某处破裂，导线将会从管壁中露出来；由于浇灌用的水是导体，这就使得露出的导线接地；由于导线还接在检测电源的正极上，这就使得导线上有了电流；电流检测单元将检测到的数据发送给主控装置，同时发送的还有该电流检测单元的编号，于是控制者和***均可以根据存储在主控装置内的各个电流检测单元具***置知晓哪一段灌溉管道发生了破损，从而及时安排修理补救等工作；导线采用螺旋的方式，使得单根导线可以覆盖管壁上尽可能多的区域，利用简单的方式减小了管壁裂口处不包含导线的可能性，避免漏报；同时，主控装置获知导线上有电流时，控制关闭水泵，防止水压造成管壁扩大；磁流变液(Magnetorheological Fluid,简称MR流体)属可控流体，是智能材料中研究较为活跃的一支；磁流变液是由高磁导率、低磁滞性的微小软磁性颗粒和非导磁性液体混合而成的悬浮体，这种悬浮体在零磁场条件下呈现出低粘度的牛顿流体特性；而在强磁场作用下，则呈现出高粘度、低流动性的Bingham体特性；于是裂口处夹层中的磁流变液体在螺旋导线产生的磁场的作用下粘稠度增加，起到粘合住裂口的作用，防止更多的水流出灌溉管道。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.园林用自动灌溉***，包括主控装置、若干组灌溉管道、电磁阀装置和传感器装置；所述主控装置包括无线通信模块；

所述灌溉管道连接在水源与灌溉喷头之间，所述传感器装置设置于需要灌溉的土地上，所述灌溉管道上靠近水源的一端设有水泵，灌溉管道内靠近灌溉喷头的一端设有压力传感器，所述压力传感器与主控装置连接，所述主控装置根据压力传感器传来的水压数值控制水泵的开启和关闭；所述电磁阀装置安装于灌溉管道上靠近灌溉喷头的位置，且所述电磁阀装置与所述主控装置连接；

所述主控装置与智能终端通过互联网无线通信连接，所述主控装置向智能终端发送灌溉***的实时信息，并根据智能终端的指令完成操作所述电磁阀的启闭；

其特征在于：所述灌溉管道的管壁内绕所述灌溉管道的轴向设置有螺旋状的导线；

所述导线分为首尾相接的多段，每段导线间相互绝缘，每段导线都对应于一检测电源，每段导线的两端同时与该检测电源的正极相连，其中任一端上连接有一电流检测单元；

所述电流检测单元内置有用于唯一标识的编号，并与所述主控装置连接；

所述主控装置还根据该编号存储有各个电流检测单元具***置，该主控装置还用于接收来自各个电流检测单元的电流检测结果以及编号；

所述管壁内设有夹层，该夹层位于导线形成的螺旋之内并充满磁流变液。

2.根据权利要求1所述的园林用自动灌溉***，其特征在于：所述电流检测单元包括处理器、电流检测模块和无线通信模块，所述电流检测单元通过无线传感器网络与所述主控装置的无线通信模块通信。

3.根据权利要求1所述的园林用自动灌溉***，其特征在于：所述主控装置通过继电器与水泵控制连接。

4.根据权利要求1所述的园林用自动灌溉***，其特征在于：所述传感器装置包括温湿度传感器、土壤湿度传感器、光照强度传感器、EC传感器以及无线通信装置。

5.根据权利要求1所述的园林用自动灌溉***，其特征在于：所述电磁阀装置与主控装置无线通信连接。

6.根据权利要求1所述的园林用自动灌溉***，其特征在于：所述智能终端通过APP程序远程控制主控装置，所述无线通信的信号为LTE信号。