CN207100022U - 一种自动灌溉装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动灌溉装置，包括雨水收集装置、储水箱、蓄电池、抽水泵、控制箱、支撑底座、土壤湿度传感器和灌溉水管，多个雨水收集装置均通过导水管与储水箱连通，储水箱内设有过滤网，过滤网倾斜固定在储水箱的内壁上且过滤网的左端比过滤网的右端高，储水箱设有进水口且进水口位于过滤网的左端，储水箱设有排污口且排污口位于过滤网的右端，储水箱底部四周密封连接有圆台形挡雨棚，储水箱底表面的中部通过第一支撑杆固定在支撑底座上，第一支撑杆上安装有蓄电池和控制箱，储水箱的底部设有出水口且出水口通过出水管与抽水泵连接，抽水泵通过中间连接管道与灌溉水管连接，本实用新型节约水资源，降低人力成本，提高自动化生产效率。

Description

一种自动灌溉装置

技术领域

本实用新型属于自动灌溉领域，特别涉及一种自动灌溉装置。

背景技术

水资源日益紧缺已成为全球性问题，节约用水并实现高效用水是人类生存与发展的需求，也是全球经济社会发展的需求。我国作为13个贫水国家之一，水资源的不足已经对我国社会发展构成了严重威胁。大力发展节约用水已成为我国的基本策略之一。农业灌溉用水占我国总用水量的70%，而农业灌溉效率低下和用水浪费的问题普遍存在，因此目前急需一种自动灌溉装置，既保证灌溉的智能性也能在一定程度上节约水资源。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种自动灌溉装置，本自动灌溉装置可以利用外界降水资源，从而实现节约水资源的目的，还可以根据不同地区和植物需求设置不同的湿度设定阈值，保证适时适量的满足植物生长所需要的水分，从而达到节水灌溉，降低人力成本，提高自动化生产效率的目的。

为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种自动灌溉装置，包括雨水收集装置、储水箱、蓄电池、抽水泵、控制箱、支撑底座、土壤湿度传感器和灌溉水管，所述雨水收集装置包括两个半圆形的收集板，两个收集板相互连接，所述收集板的上表面为太阳能电池板，多个所述雨水收集装置均通过导水管与储水箱连通，所述储水箱内设有过滤网，所述过滤网倾斜固定在储水箱的内壁上且过滤网的左端比过滤网的右端高，所述储水箱设有进水口且进水口位于过滤网的左端，所述储水箱设有排污口且排污口位于过滤网的右端，所述储水箱的底部四周螺纹密封连接有圆台形挡雨棚，所述挡雨棚的外表面设有多个向下倾斜且均匀分布的凸条，相邻的凸条之间形成顺水槽，所述储水箱底表面的中部通过第一支撑杆固定在支撑底座上且第一支撑杆位于挡雨棚内侧中部，所述第一支撑杆上安装有蓄电池和控制箱，所述储水箱的底部设有出水口且出水口通过出水管与抽水泵连接，所述抽水泵通过中间连接管道与灌溉水管连接，所述灌溉水管位于土壤的上方，所述土壤湿度传感器位于土壤内，所述太阳能电池板与蓄电池电连接，所述蓄电池分别与抽水泵和控制箱电连接，所述土壤湿度传感器与所述控制箱电连接，所述控制箱与抽水泵电连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，两个所述收集板之间的夹角为钝角且两个所述收集板倾斜于水平面。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述进水口设有进水电磁阀，所述进水口通过进水管连接有外部水源，所述储水箱内设有水位传感器，所述水位传感器与控制箱电连接，所述控制箱与进水电磁阀电连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，还包括肥料杯，所述肥料杯通过第二支撑杆固定在支撑底座上且肥料杯为透明材质，所述肥料杯的外表面设有刻度，所述肥料杯通过肥料管道与储水箱连通，所述肥料杯与肥料管道的连接位置设有手动排液阀门。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述储水箱的内壁上设有喷淋装置，所述肥料杯通过肥料管道与喷淋装置连接，所述肥料管道上设置有增压阀，所述喷淋装置上设有多个喷嘴。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述排污口设有手动排污阀门，所述支撑底座为扁长方体，所述支撑底座的内部设有容水空腔，所述支撑底座的上表面设有流水孔，所述支撑底座的一侧边设有漏水口且漏水口与容水空腔连通，所述支撑底座的下表面设有滚轮。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述控制箱内设有控制器、报警电路、按键电路、继电器输出电路和显示电路，所述按键电路与控制器连接，所述控制器分别与报警电路、显示电路和继电器输出电路连接，所述蓄电池与继电器输出电路连接，所述继电器输出电路与抽水泵连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述土壤湿度传感器通过A/D转换电路与控制器连接，所述A/D转换电路位于控制箱内，所述A/D转换电路采用芯片ADC0832。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述土壤湿度传感器采用YL69土壤湿度传感器，所述按键电路包括三个按键，三个按键分别为湿度上下限阈值切换键、湿度值调整加键和湿度值调整减键，所述显示电路采用LCD1602液晶屏，所述LCD1602液晶屏和三个按键均安装在控制箱的外表面，所述报警器采用有源蜂鸣器，所述控制器采用芯片STC89C52。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本实用新型可以有效的通过雨水收集装置收集雨水，也可通过雨水收集装置将太阳能转换为电能，为蓄电池充电；本实用新型通过太阳能电池板供电节约了电能，且通过收集雨水和土壤湿度检测的方式进行灌溉从而节约了水资源，降低了人力成本，提高了自动化生产效率；本实用新型还具有增加营养液功能；本实用新型的圆台形挡雨棚有效的防止了控制箱和蓄电池进水，增加控制箱和蓄电池的使用寿命；

2、本实用新型可以根据检测到的土壤湿度判断是否需要起动本自动灌溉装置，当土壤的实际湿度低于植物适宜的阈值下限时，控制器通过继电器输出电路控制抽水泵，抽水泵进行灌溉，并通报警电路发出声音报警；当土壤湿度达到设定阈值时停止灌溉，实现了智能化，提高灌溉效率。考虑不同植物适宜的湿度范围不同，设计了按键电路实现湿度设定阈值的调节；

3、本实用新型结构简单，性价比高，具有良好的应用价值和推广意义。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的电路原理示意图。

图3为本实用新型的报警电路示意图。

图4为本实用新型的继电器输出电路示意图。

具体实施方式

下面根据图1至图4对本实用新型的具体实施方式作出进一步说明：

参见图1和图2，一种自动灌溉装置，包括雨水收集装置1、储水箱4、蓄电池22、抽水泵9、控制箱24、支撑底座19、土壤湿度传感器12和灌溉水管11，所述雨水收集装置1包括两个半圆形的收集板2，两个收集板2相互连接，所述收集板2的上表面为太阳能电池板，多个所述雨水收集装置1均通过导水管3与储水箱4连通，所述储水箱4内设有过滤网5，所述过滤网5倾斜固定在储水箱4的内壁上且过滤网5的左端比过滤网5的右端高，所述储水箱4设有进水口6且进水口6位于过滤网5的左端，所述储水箱4设有排污口7且排污口7位于过滤网5的右端，进水口6和排污口7均位于过滤网5的上方，所述储水箱4的底部四周螺纹密封连接有圆台形挡雨棚20，所述挡雨棚20的外表面设有多个向下倾斜且均匀分布的凸条21，相邻的凸条21之间形成顺水槽，所述储水箱4底表面的中部通过第一支撑杆23固定在支撑底座19上且第一支撑杆23位于挡雨棚20内侧中部，所述第一支撑杆23上安装有蓄电池22和控制箱24，挡雨棚20为蓄电池22和控制箱24挡雨，所述储水箱4的底部设有出水口且出水口通过出水管8与抽水泵9连接，所述抽水泵9通过中间连接管道10与灌溉水管11连接，所述灌溉水管11位于土壤13的上方，所述土壤湿度传感器12位于土壤13内从而检测土壤湿度，所述太阳能电池板与蓄电池22电连接，为蓄电池22供电，本实施例中的蓄电池22也可连接外部电源供电，所述蓄电池22分别与抽水泵9和控制箱24电连接，所述土壤湿度传感器12与所述控制箱24电连接，所述控制箱24与抽水泵9电连接。

本实施例中，两个所述收集板2之间的夹角为钝角且两个所述收集板2倾斜于水平面。

本实施例中，所述进水口6设有进水电磁阀，所述进水口6通过进水管连接有外部水源，所述储水箱4内设有水位传感器，所述水位传感器与控制箱24电连接，所述控制箱24与进水电磁阀电连接。如果土壤湿度传感器12检测到土壤湿度低于预先设定的湿度阈值，同时控制箱24分析水位传感器检测的储水箱4内的水位信息低于预先设定的水位阈值且水位信息在规定的时间内没有发生增高变化（即没有下雨，如果下雨，储水箱4的水位会发生增高的变化），则控制箱24控制进水电磁阀，进水电磁阀打开，外部水源可为储水箱4供水，同时，控制箱24控制抽水泵9进行抽水灌溉，实现一边供水一边灌溉同时进行的方式。本实施例如果处于下雨的天气时，土壤一般不需要灌溉，此时本实施例的储水箱4只需收集雨水即可。如果土壤湿度传感器12检测到土壤湿度低于预先设定的湿度阈值时，且控制箱24分析水位传感器检测的储水箱4内的水位信息高于预先设定的水位阈值时，控制箱24就不需要控制进水电磁阀打开，抽水泵9先使用储水箱4内的水，直到储水箱4内的水低于预先设定的水位阈值时且土壤湿度还是低于预先设定的湿度阈值时，控制箱24控制进水电磁阀打开，外部水源为储水箱4供水，如果土壤湿度高于预先设定的湿度阈值时，控制箱24控制进水电磁阀关闭，控制抽水泵停止工作。本实用新型的结构不仅仅用于上述控制方式，只要采用本实用新型的结构和电路连接关系，具体控制方式可根据自身需要进行设定，另，本实施例采用的控制方式均为现有技术。本实施例的外界水源也可通过另一个抽水泵抽水从而为储水箱4进行供水。

本实施例中，还包括肥料杯14，所述肥料杯14通过第二支撑杆15固定在支撑底座19上且肥料杯14为透明材质，所述肥料杯14的外表面设有刻度，所述肥料杯14通过肥料管道16与储水箱4连通，所述肥料杯14与肥料管道16的连接位置设有手动排液阀门17，所述肥料杯内装载有营养液。

本实施例中，所述储水箱4的内壁上设有喷淋装置18，所述肥料杯14通过肥料管道16与喷淋装置18连接，所述肥料管道16上设置有增压阀，所述喷淋装置18上设有多个喷嘴。

本实施例中，所述排污口7设有手动排污阀门，所述支撑底座19为扁长方体，所述支撑底座19的内部设有容水空腔，所述支撑底座19的上表面设有流水孔26，所述支撑底座19的一侧边设有漏水口25且漏水口25与容水空腔连通，所述支撑底座19的下表面设有滚轮27。滚轮27方便移动本实用新型，漏水口2方便排除容水空腔内的雨水。

本实施例中，所述控制箱24内设有控制器、报警电路、按键电路、继电器输出电路和显示电路，所述按键电路与控制器连接，所述控制器分别与报警电路、显示电路和继电器输出电路连接，所述蓄电池22与继电器输出电路连接，所述继电器输出电路与抽水泵9连接。

本实施例中，所述土壤湿度传感器12通过A/D转换电路与控制器连接，所述A/D转换电路位于控制箱24内，所述A/D转换电路采用芯片ADC0832。

本实施例中，所述控制器采用芯片STC89C52，控制器的电源采用蓄电池22供电（即为5V直流电源），振荡电路采用内部振荡方式，***晶振为12MHz，起振电容分别为30pF。复位电路采用上电复位和按键复位复合的方式。

本实施例中，所述土壤湿度传感器12采用YL69土壤湿度传感器；所述按键电路包括三个按键，三个按键分别为湿度上下限阈值切换键、湿度值调整加键和湿度值调整减键，三个按键均与单片机STC89C52连接，其中湿度上下限阈值切换键与单片机中P3.0引脚连接，按一次对应上限值调整，再按下一次对应下限值调整，湿度值调整加键与单片机中P3.1引脚连接，湿度值调整减键与单片机中P3.2引脚连接；所述显示电路采用LCD1602液晶屏，所述LCD1602液晶屏和三个按键均安装在控制箱24的外表面；显示电路显示土壤13湿度信息。

参见图3，本实施例的报警电路包括电阻R1、三极管Q1和蜂鸣器SP1，使用有源蜂鸣器SP1作为示警装置，一个有源蜂鸣器SP1和S8050三极管Q1组成的一个高电平触发的报警电路。其触发控制端口接SCT89C52的P1.7端口，触发信号由三极管Q1的集电极控制蜂鸣器工作。而当土壤13湿度小于设定的湿度阈值时，单片机P1.7引脚输高平，三极管PN节导通构成回路，蜂鸣发出声音报警提示需要灌溉。当土壤13湿度满足植物的正常湿度范围时，单片机P1.7引脚输出低电平，蜂鸣器不工作。

参见图4，本实施例的继电器输出电路包括电阻R2、电阻R3、二极管D1、二极管D2、三极管Q2和继电器RL1，图中JP1可以表示抽水泵9，继电器输出电路采用继电器RL1的吸合控制抽水泵9启停，继电器RL1输入信号由单片机控制，当检测到的土壤13湿度低于设定阈值下限时，单片机输出低电平继电器吸合，灌溉回路导通，蓄电池22为抽水泵9供电，抽水泵9起动灌溉。当检测到的土壤13湿度高于设定阈值上限时，单片机输出高电平继电器断开，灌溉回路开路，抽水泵9停止抽水灌溉。

在太阳光的天气时，雨水收集装置1的收集板2由于是太阳能电池板，因此能将太阳能转换为电能并存储到蓄电池22中备用，阴雨天气时，雨水收集装置1的收集板2收集雨水并将雨水导流到导水管3内并通过导水管3流入储水箱4内备用，储水箱4内的过滤网5用于过滤杂质，储水箱4内的水位传感器实时检测水的高度，另下雨天时，圆台形挡雨棚20为蓄电池22和控制箱24遮雨，防止蓄电池22和控制箱24进水破坏电路，圆台形挡雨棚20上的顺水槽流下来的雨水流到支撑底座19的上表面，并通过流水孔26进入容水空腔，且蓄电池22和控制箱24均安装在第一支撑杆23上从而防止支撑底座19上的水浸泡到蓄电池22和控制箱24，另肥料杯14用于通过肥料管道16和喷淋装置18向储水箱4内注入营养液，肥料杯14用于存储营养液，增压阀用于控制营养液注入储水箱4的流量并对营养液进行增压。

本实用新型的工作原理为，通过三个按键和显示屏调节湿度上下限阈值，土壤湿度传感器12实时检测土壤13内的湿度并通过A/D转换电路发送信号给控制器，控制器分析当土壤13内的湿度小于预先设定的阈值时，控制器发出控制指令，即单片机STC89C52控制报警电路进行报警，控制继电器输出电路中的继电器吸合，从而控制抽水泵9工作，同时水位传感器检测的水位低于控制器预先设定的阈值时，控制器也控制储水箱4进水口6的进水电磁阀，进水电磁阀打开，从而实现一边为储水箱4供水一边从储水箱4中抽水灌溉现象。

本实用新型的保护范围包括但不限于以上实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种自动灌溉装置，其特征在于：包括雨水收集装置、储水箱、蓄电池、抽水泵、控制箱、支撑底座、土壤湿度传感器和灌溉水管，所述雨水收集装置包括两个半圆形的收集板，两个收集板相互连接，所述收集板的上表面为太阳能电池板，多个所述雨水收集装置均通过导水管与储水箱连通，所述储水箱内设有过滤网，所述过滤网倾斜固定在储水箱的内壁上且过滤网的左端比过滤网的右端高，所述储水箱设有进水口且进水口位于过滤网的左端，所述储水箱设有排污口且排污口位于过滤网的右端，所述储水箱的底部四周螺纹密封连接有圆台形挡雨棚，所述挡雨棚的外表面设有多个向下倾斜且均匀分布的凸条，相邻的凸条之间形成顺水槽，所述储水箱底表面的中部通过第一支撑杆固定在支撑底座上且第一支撑杆位于挡雨棚内侧中部，所述第一支撑杆上安装有蓄电池和控制箱，所述储水箱的底部设有出水口且出水口通过出水管与抽水泵连接，所述抽水泵通过中间连接管道与灌溉水管连接，所述灌溉水管位于土壤的上方，所述土壤湿度传感器位于土壤内，所述太阳能电池板与蓄电池电连接，所述蓄电池分别与抽水泵和控制箱电连接，所述土壤湿度传感器与所述控制箱电连接，所述控制箱与抽水泵电连接。

2.根据权利要求1所述的自动灌溉装置，其特征在于：两个所述收集板之间的夹角为钝角且两个所述收集板倾斜于水平面。

3.根据权利要求1所述的自动灌溉装置，其特征在于：所述进水口设有进水电磁阀，所述进水口通过进水管连接有外部水源，所述储水箱内设有水位传感器，所述水位传感器与控制箱电连接，所述控制箱与进水电磁阀电连接。

4.根据权利要求1所述的自动灌溉装置，其特征在于：还包括肥料杯，所述肥料杯通过第二支撑杆固定在支撑底座上且肥料杯为透明材质，所述肥料杯的外表面设有刻度，所述肥料杯通过肥料管道与储水箱连通，所述肥料杯与肥料管道的连接位置设有手动排液阀门。

5.根据权利要求4所述的自动灌溉装置，其特征在于：所述储水箱的内壁上设有喷淋装置，所述肥料杯通过肥料管道与喷淋装置连接，所述肥料管道上设置有增压阀，所述喷淋装置上设有多个喷嘴。

6.根据权利要求1所述的自动灌溉装置，其特征在于：所述排污口设有手动排污阀门，所述支撑底座为扁长方体，所述支撑底座的内部设有容水空腔，所述支撑底座的上表面设有流水孔，所述支撑底座的一侧边设有漏水口且漏水口与容水空腔连通，所述支撑底座的下表面设有滚轮。

7.根据权利要求1所述的自动灌溉装置，其特征在于：所述控制箱内设有控制器、报警电路、按键电路、继电器输出电路和显示电路，所述按键电路与控制器连接，所述控制器分别与报警电路、显示电路和继电器输出电路连接，所述蓄电池与继电器输出电路连接，所述继电器输出电路与抽水泵连接。

8.根据权利要求7所述的自动灌溉装置，其特征在于：所述土壤湿度传感器通过A/D转换电路与控制器连接，所述A/D转换电路位于控制箱内，所述A/D转换电路采用芯片ADC0832。

9.根据权利要求8所述的自动灌溉装置，其特征在于：所述土壤湿度传感器采用YL69土壤湿度传感器，所述按键电路包括三个按键，三个按键分别为湿度上下限阈值切换键、湿度值调整加键和湿度值调整减键，所述显示电路采用LCD1602液晶屏，所述LCD1602液晶屏和三个按键均安装在控制箱的外表面，所述报警器采用有源蜂鸣器，所述控制器采用芯片STC89C52。