專利名稱：一種自動(dòng)間歇輪流灌溉控制方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)化灌溉控制方法和其專用裝置的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著科技水平的不斷提高，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)需要自動(dòng)化灌溉，大量地采用了計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)智能化管理，達(dá)到省力、經(jīng)濟(jì)、快捷的目的。特別隨著農(nóng)業(yè)規(guī)?；l(fā)展，灌溉土地也大面積擴(kuò)大，利用常規(guī)的計(jì)算機(jī)控制進(jìn)行自動(dòng)化灌溉顯得有些不足了，計(jì)算機(jī)控制好處是采用了自動(dòng)化控制，但是其水管是串聯(lián)起來(lái)的，控制出水頭工作的各個(gè)電控閥門接在水管上，根據(jù)傳感器獲得信號(hào)和輸入的灌溉參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)灌溉，其缺陷在于一種灌溉是使各個(gè)閥門同時(shí)打開進(jìn)行工作，不是輪流灌溉式的，因?yàn)楣喔鹊拿娣e很大，所以灌溉的管道上安裝了很多閥門和出水頭，造成其總輸水管的管徑必須很大，才能使管道供水能達(dá)到需要流量，而管道長(zhǎng)度也很長(zhǎng)，造成鋪設(shè)管道的成本很高，不利于其推廣使用；另一中灌溉采用了輪流灌溉，使管道上的間歇閥依次輪流工作，這樣能大大減少了總輸水管的管徑，減少鋪設(shè)管道的成本，有利于其推廣使用，如專利號(hào)為91213052.0的中國(guó)專利“間歇輪灌程控儀”，其是一種將間歇噴、滴灌與輪流噴、滴灌結(jié)合起來(lái)自動(dòng)控制的專用裝置，它由電源、缺水保護(hù)裝置、定時(shí)器、程序板、接線端子組成，可廣泛用于固定式、半固定式噴、灌系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)與技術(shù)改造，它既能較好地協(xié)調(diào)植物生長(zhǎng)中光、溫、濕之間的關(guān)系，又能將單位流量和單機(jī)功率的灌溉面積擴(kuò)大至n倍，將主管道截面積和蓄水池的容積縮為1/n(其中n為輪灌路數(shù))，使用方便、安全可靠、便于推廣；成本極低，原料易得，在局部附加個(gè)別元件即可形成不同路數(shù)的系列產(chǎn)品，便于工業(yè)化生產(chǎn)，其不足之處在于采用了電子控制電路，需要電線將各個(gè)間歇閥連接起來(lái)，雖然管道管徑大大減小了，降低了管道成本，但是依然需要用電線將各個(gè)間歇閥連接起來(lái)，特別使用時(shí)間一長(zhǎng)，在野外的電線容易受到老鼠等動(dòng)物的撕咬而損壞，或者要改變管道線路時(shí)，同時(shí)需要改變電線的線路，造成使用上的不方便，另一方面如果采用計(jì)算機(jī)或單片機(jī)來(lái)控制很多路的控制開關(guān)來(lái)控制各個(gè)間歇閥工作，由于灌溉面積大，間歇閥數(shù)量非常龐大，造成其輸出回路巨大，電路變得復(fù)雜，從而大大提高控制器的制造成本，甚至無(wú)法設(shè)計(jì)出電路簡(jiǎn)單實(shí)用的控制器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的首要技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)而提供一種自動(dòng)間歇輪流灌溉控制方法，它吸取了間隙輪流灌溉能大大降低管道成本的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能克服傳統(tǒng)間歇輪流灌溉方法中需要用連線將各個(gè)間歇閥連接到主控制器上造成的如使用不方便、容易斷線損壞、控制器電路復(fù)雜、成本高等弊端。
本發(fā)明所要解決的再一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種采用上述灌溉控制方法的、結(jié)構(gòu)合理簡(jiǎn)單、容易實(shí)施、成本低、實(shí)用性強(qiáng)的裝置。
本發(fā)明解決上述首要技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為該種自動(dòng)間歇輪流灌溉控制方法，其利用安裝在水管上的間歇閥來(lái)控制各自的出水頭工作進(jìn)行間歇輪流灌溉，其特征在于在水管最前部連接有根據(jù)土壤或/和氣象環(huán)境來(lái)控制水是否輸送的主閥，而各個(gè)間歇閥是利用水管里的水壓脈沖信號(hào)決定是否打開工作，并且各個(gè)間歇閥利用自己程序控制器，預(yù)先設(shè)置了自己開始工作的時(shí)間和持續(xù)工作時(shí)間段，各個(gè)間歇閥工作依次銜接，組成周期性輪流灌溉。
上述的間歇閥其開始工作時(shí)間和持續(xù)工作時(shí)間段設(shè)置成一輪流灌溉中1至10個(gè)間歇閥是共同工作的，最好是只有1個(gè)間歇閥是工作的，使水管的直徑能減小到最小。
上述的間歇閥其持續(xù)工作時(shí)間段是相等的，大小為整個(gè)輪流灌溉的周期時(shí)間除間歇閥的個(gè)數(shù)，同時(shí)間歇閥在水管里的分布也是根據(jù)植物水量的需求而均衡分布的，使各個(gè)出水頭灌溉的情況基本上是一樣的，達(dá)到均勻灌溉效果。
上述的間歇閥其必須等水管里的水壓值大于一定設(shè)計(jì)值時(shí)才開始工作，同時(shí)確定該時(shí)間為基準(zhǔn)時(shí)間，并將它來(lái)作為各自開始工作時(shí)間，使各個(gè)間歇閥有了統(tǒng)一的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，按照設(shè)定的時(shí)間進(jìn)行工作。
上述的間歇閥其將基準(zhǔn)時(shí)間加上一定設(shè)計(jì)時(shí)間參數(shù)，來(lái)作為各自開始工作時(shí)間，能避免管道水壓不同造成的間歇閥基準(zhǔn)時(shí)間誤差。
本發(fā)明解決上述再一個(gè)技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為該裝置，其包括有安裝在水管上控制各自出水頭工作的多個(gè)間歇閥，其特征在于主閥帶有主控制器，主控制器中的微處理器中裝載有自動(dòng)灌溉的程序和灌溉參數(shù)數(shù)據(jù)，微處理器的輸出連接有顯示環(huán)境參數(shù)和灌溉參數(shù)的顯示電路，微處理器的信號(hào)輸入端通過(guò)各自放大電路連接測(cè)量土壤環(huán)境或/和氣象環(huán)境的傳感器，微處理器的控制信號(hào)輸出端通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路去連接控制水管是否輸送水的主閥，電源電路連接各個(gè)部分為它們供電；依次接在水管上的間歇閥也帶有控制器，控制器中的微處理器連接有存儲(chǔ)灌溉數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，同時(shí)連接有輸入開始工作時(shí)間和持續(xù)工作時(shí)間段參數(shù)的數(shù)據(jù)輸入電路，同時(shí)其水壓壓力信號(hào)輸入端去連接安裝在間歇閥內(nèi)根據(jù)水管壓力大小進(jìn)行動(dòng)作的壓力傳感器，微處理器的控制信號(hào)輸出端通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路去連接間歇閥的控制端，電源電路連接各個(gè)部分為它們供電。
上述的主控制器其微處理器的控制信號(hào)輸出端有一路去連接水泵，同時(shí)微處理器的輸入端有一路接水管或主閥里的壓力傳感器。
上述的壓力傳感器采用在主閥或間歇閥開孔將水引到開關(guān)安裝腔里，安裝腔中設(shè)置了彈性膜片，彈性膜片下面是供水注入的空間，彈性膜片上面是用來(lái)安裝微動(dòng)開關(guān)，并使微動(dòng)開關(guān)的活動(dòng)臂頂在彈性膜片上，同時(shí)微動(dòng)開關(guān)與彈性膜片之間支撐有彈簧，微動(dòng)開關(guān)信號(hào)線通過(guò)閥體上的小孔連接到微處理器的水壓壓力信號(hào)輸入端。
上述的電源采用太陽(yáng)能電池，以方便野外無(wú)電源環(huán)境下使用。
上述的傳感器分別有光照傳感器、溫度傳感器、土壤濕度傳感器來(lái)檢測(cè)土壤環(huán)境和氣象環(huán)境條件，使灌溉能根據(jù)日夜、氣溫高低、是否下雨等因素決定是否灌水。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于該自動(dòng)間歇輪流灌溉控制方法吸取了間隙輪流灌溉的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)檎麄€(gè)管道中間歇閥是輪流工作，所以能大大減小輸水管道的半徑，降低了管道成本，同時(shí)無(wú)需連線將各個(gè)間歇閥連接到主控制器上，克服了傳統(tǒng)間歇輪流灌溉控制方法中需要用連線將各個(gè)間歇閥連接到主控制器上造成各種弊端如使用不方便、容易斷線損壞、控制器電路復(fù)雜、成本高等，使使用該輪流灌溉方法的灌溉裝置達(dá)到結(jié)構(gòu)合理簡(jiǎn)單、容易實(shí)施、成本低、實(shí)用性強(qiáng)的發(fā)明目的，特別對(duì)于大面積的灌溉區(qū)域，需要非常龐大的間歇閥數(shù)目，能大大簡(jiǎn)化控制器電路，使自動(dòng)化控制進(jìn)行輪流灌溉具有現(xiàn)實(shí)可能性，在控制器電路設(shè)計(jì)上采用了超低功耗線路，耗電很少，節(jié)能，電池使用壽命長(zhǎng)，使控制器使用起來(lái)更加方便。


圖1自動(dòng)間歇輪流灌溉裝置的系統(tǒng)示意圖；圖2自動(dòng)間歇輪流灌溉裝置主控制器的電路圖；圖3自動(dòng)間歇輪流灌溉裝置間歇閥控制器的電路圖；圖4間歇閥微動(dòng)開關(guān)安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
如圖1-4所示意，該種采用自動(dòng)間歇輪流灌溉控制方法的裝置，其包括有水管1，水管1上接有控制各自出水頭工作的多個(gè)間歇閥3，為了達(dá)到均勻灌溉的目的，間歇閥3在水管上的位置是根據(jù)植物對(duì)水量需求而均衡分布的，或者是間距等同分布的。在水管1的最前面部位安裝了主閥2，主閥自身帶有主控制器，通過(guò)傳感器能測(cè)定土壤環(huán)境參數(shù)如土壤濕度是否足夠濕和氣象環(huán)境參數(shù)如光照度、溫度如何，最后決定水管是否供水。為了防止水源沒水，還可以配備水泵，水泵連接在水管的進(jìn)水部位，同時(shí)主控制器控制信號(hào)輸出的控制線去連接水泵的控制電路，對(duì)水泵是否工作進(jìn)行控制，當(dāng)水管里沒水時(shí)，水泵進(jìn)行工作，整個(gè)灌溉裝置的系統(tǒng)示意圖參見圖1。主閥自身帶有主控制器，主控制器的電路圖參見圖2，主控制器中的微處理器U1裝載有自動(dòng)灌溉的程序和灌溉數(shù)據(jù)參數(shù)，微處理器的輸出連接有顯示環(huán)境參數(shù)和灌溉數(shù)據(jù)參數(shù)的LCD顯示電路，微處理器U1的信號(hào)輸入端分多路接有安裝在水管里并測(cè)量水管里水壓壓力脈沖的壓力傳感器或安裝在主閥里并測(cè)量主閥里水壓壓力脈沖的壓力傳感器和測(cè)量土壤環(huán)境參數(shù)的土壤濕度傳感器、測(cè)量氣象環(huán)境參數(shù)的溫度傳感器和光照度傳感器，如圖2所示意，壓力傳感器來(lái)的水壓壓力脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)分壓電阻分壓接微處理器U1集成塊的RB4接口，光照傳感器輸出通過(guò)芯片U3組成的同相放大電路接微處理器U1集成塊的RA0接口，溫度傳感器輸出通過(guò)芯片U2組成的差分放大電路接微處理器U1集成塊的RA1接口，土壤濕度傳感器通過(guò)芯片U4組成的差分放大電路接微處理器U1集成塊的RA2接口，為了達(dá)到節(jié)能、降低功率消耗的目的，微處理器U1集成塊的RA3接口接晶體管BG2的發(fā)射極，其集電極分別接傳感器各自放大電路的電壓端為它們提供電壓，通過(guò)微處理器裝載的控制程序決定一定的間隔時(shí)間，微處理器U1集成塊的RA3接口發(fā)出信號(hào)，使晶體管BG2導(dǎo)通，使傳感器各自放大電路工作，同時(shí)微處理器集成塊U1通過(guò)接口RA0、RA1、RA2將各個(gè)信號(hào)讀入。微處理器的控制信號(hào)輸出端有兩路去連接控制水管是否輸送水的主閥控制電路，即微處理器U1集成塊的RC7接口、RC3接口經(jīng)過(guò)各自驅(qū)動(dòng)電路中的輸出緩沖芯片U8，接各自晶體管放大電路，各自晶體管放大電路輸出接繼電器J1、J2，而繼電器J1、J2接在主閥的電源線上來(lái)控制主閥開啟或關(guān)閉，因?yàn)橹鏖y一般采用電磁閥，當(dāng)繼電器J1吸合、J2斷開時(shí)，使主閥轉(zhuǎn)動(dòng)打開，而當(dāng)繼電器J1斷開、J2吸合時(shí)，使主閥反向轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)閉，微處理器的控制信號(hào)輸出端另一路去連接水泵控制電路，在圖2中就是微處理器U1集成塊的RC2接口通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路的輸出緩沖芯片U8，再接晶體管放大電路，然后去連接控制水泵工作的控制電路，當(dāng)水管里沒水時(shí)，微處理器U1集成塊的RC2接口輸出控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)放大，控制水泵的電源接通，從水泵工作送水。電源電路連接各個(gè)部分為它們供電，當(dāng)然電源可以采用干電池，也可以采用太陽(yáng)能電池，以方便野外無(wú)電源環(huán)境下使用，本實(shí)施例采用了干電池，經(jīng)過(guò)芯片U11組成的穩(wěn)壓電路接微處理器U1集成塊的RC6接口，同時(shí)電源電池正端經(jīng)過(guò)電壓比較器U5后接微處理器U1集成塊的RA5接口，當(dāng)電池電壓過(guò)欠時(shí)，微處理器通過(guò)LCD顯示電路可以報(bào)警。時(shí)鐘脈沖電路的輸出接微處理器U1集成塊的RB0接口，為它提供時(shí)鐘信號(hào)，在圖2中，芯片U6、U7組成標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)鐘脈沖電路，芯片U6腳3輸出2赫茲的時(shí)鐘信號(hào)，再經(jīng)過(guò)芯片U7，從其腳5輸出1赫茲的時(shí)鐘信號(hào)接入到微處理器集成塊U1的RB0接口，其腳13通過(guò)輸出緩沖芯片U8接LCD顯示電路供其使用。主閥里安裝的壓力傳感器與間歇閥是類似的，請(qǐng)參考下面間歇閥部分的描述。
主閥的工作過(guò)程是這樣的，主控制器工作時(shí)，首先自我檢測(cè)，同時(shí)按照預(yù)先程序設(shè)定的時(shí)間和輸入灌溉參數(shù)準(zhǔn)備灌溉，并檢測(cè)各個(gè)傳感器的參數(shù)，如果根據(jù)土壤濕度、溫度、光照度參數(shù)需要灌溉時(shí)，主控制器就打開主閥，使水管進(jìn)行送水，主控制器還測(cè)量水管里的水壓，如果水管里水壓不夠大或沒有，自動(dòng)將控制信號(hào)發(fā)給水泵，啟動(dòng)水泵工作來(lái)增壓或送水，再過(guò)一小段時(shí)間如4分鐘，再測(cè)量水管里的水壓是否正常，水管里的水壓正常，就繼續(xù)送水，否者就自動(dòng)停止工作，同時(shí)主控制器顯示溫度、光照度、濕度、時(shí)間等參數(shù)，當(dāng)灌溉的時(shí)間到時(shí)，主控制器自動(dòng)關(guān)閉主閥，停止灌溉，使水管里的水沒有水壓。
在水管網(wǎng)絡(luò)上，見圖1，水管1上依次均勻或水量均衡的接有間歇閥3，間歇閥3也帶有控制器，間歇閥控制器的電路圖參見圖3，控制器中的微處理器U1腳17、18、2分別去連接存儲(chǔ)器U3，來(lái)存儲(chǔ)控制程序和輸入的灌溉數(shù)據(jù)參數(shù)如各自開始工作時(shí)間和持續(xù)工作時(shí)間，晶振電路接在微處理器U1腳15、16之間，微處理器U1帶有輸入開始工作時(shí)間和持續(xù)工作時(shí)間段參數(shù)的數(shù)據(jù)輸入電路，圖3中，即微處理器U1腳6作為數(shù)據(jù)輸入端或總線通訊端，通過(guò)總線方式或輸入工具輸入灌溉數(shù)據(jù)參數(shù)如各個(gè)間歇閥開始工作時(shí)間和持續(xù)工作時(shí)間，同時(shí)其水壓壓力信號(hào)輸入端去連接安裝在間歇閥內(nèi)根據(jù)水管壓力大小進(jìn)行動(dòng)作的壓力傳感器，該壓力傳感器結(jié)構(gòu)采用比較簡(jiǎn)單實(shí)用的結(jié)構(gòu)，參見圖4，間歇閥開孔后將水引到開關(guān)安裝腔4里，安裝腔中設(shè)置了彈性膜片5，彈性膜片5下面是供水注入的空間，彈性膜片5上面是用來(lái)安裝微動(dòng)開關(guān)7，并使微動(dòng)開關(guān)7的活動(dòng)臂頂在彈性膜片5上，同時(shí)微動(dòng)開關(guān)與彈性膜片之間支撐有彈簧6，微動(dòng)開關(guān)信號(hào)線8通過(guò)間歇閥上的小孔連接到微處理器的水壓壓力脈沖信號(hào)輸入端，在圖3中，從間歇閥來(lái)的水壓壓力脈沖信號(hào)通過(guò)分壓電阻接微處理器U1腳9。間歇閥微處理器的控制信號(hào)輸出端通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路去接間歇閥的控制端，本實(shí)施例，微處理器U1腳7、8是通過(guò)極性可改變脈沖電路接間歇閥的兩個(gè)電源接線端即K1、K2端，其中晶體管BG2、BG3、BG4、BG5、BG6、BG7、BG8、BG9與光電耦合元件GD1、GD2組成了極性可改變脈沖電路。為了節(jié)能、降低功率消耗，微處理器U1腳1通過(guò)電阻接晶體管BG1的基極，晶體管發(fā)射極接整流濾波電路輸出端，晶體管集電極去接升壓穩(wěn)壓電路，升壓穩(wěn)壓電路采用U2芯片做成的標(biāo)準(zhǔn)電路，升壓穩(wěn)壓電路輸出去接極性可改變脈沖電路的電源端即晶體管BG2的發(fā)射極，當(dāng)要輸出控制信號(hào)時(shí)，微處理器U1腳1先輸出信號(hào)，使晶體管BG1導(dǎo)通，從而使升壓穩(wěn)壓電路開始工作，為極性可改變脈沖電路提供工作電壓，微處理器U1的腳7、腳8再輸出控制信號(hào)，間歇閥一般是采用電磁閥，當(dāng)腳7輸出高電平、腳8輸出低電平時(shí)，通過(guò)極性可改變脈沖電路使間歇閥轉(zhuǎn)動(dòng)而打開，當(dāng)腳7輸出低電平、腳8輸出高電平時(shí)，通過(guò)極性可改變脈沖電路使間歇閥反向轉(zhuǎn)動(dòng)而關(guān)閉，電源電池通過(guò)整流濾波電路接微處理器U1腳3、4之間，為它們提供工作電壓，當(dāng)然電源可以采用干電池或太陽(yáng)能電池。
為了達(dá)到減小水管的管徑，各個(gè)間歇閥開始灌溉時(shí)間是通過(guò)預(yù)先設(shè)定的開始工作時(shí)間使它們工作依次銜接的，前一個(gè)灌溉完畢，后一個(gè)間歇閥才打開，整個(gè)水管的網(wǎng)絡(luò)上只有幾個(gè)間歇閥是輪流共同工作的，當(dāng)然理論上只有一個(gè)間歇閥輪流工作，可以使水管半徑變得最小，能最大限度地降低水管的半徑，為了使灌溉盡量均勻，各個(gè)間歇閥設(shè)定的持續(xù)工作時(shí)間是相同一樣的，大小為整個(gè)輪流灌溉的周期時(shí)間除間歇閥的個(gè)數(shù)，由于水管比較長(zhǎng)，水要充滿整個(gè)管道需要一個(gè)動(dòng)態(tài)的時(shí)間，這樣會(huì)造成水管上依次接的間歇閥其微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作時(shí)間的不一樣，使各個(gè)間歇閥的基準(zhǔn)時(shí)間不同，造成輪流工作的銜接上有一定誤差出入，為了減少這種誤差出入，間歇閥的彈性膜片必須采用適當(dāng)厚度，使其在一定設(shè)計(jì)壓力下才能彈起動(dòng)作，如必須達(dá)到水管設(shè)計(jì)壓力的90％才能動(dòng)作，觸發(fā)微動(dòng)開關(guān)工作，因?yàn)榇藭r(shí)水管里的水壓達(dá)到一定壓力值時(shí)，水管內(nèi)基本上充滿了水，使水管前部與后部注水情況基本上一致，同時(shí)各個(gè)間歇閥當(dāng)微動(dòng)開關(guān)觸發(fā)的時(shí)間作為各個(gè)間歇閥基準(zhǔn)時(shí)間，并加上一定設(shè)計(jì)時(shí)間參數(shù)作為各自開始工作時(shí)間，此時(shí)各個(gè)間隙閥工作時(shí)的水管里水壓會(huì)更加一致，減少了灌溉量誤差。間歇閥工作過(guò)程是這樣的，當(dāng)間歇閥的微動(dòng)開關(guān)感受到水管里的水壓達(dá)到一定壓力值后，微動(dòng)開關(guān)觸發(fā)，輸出信號(hào)到控制器，控制器將該時(shí)間作為基準(zhǔn)時(shí)間，同時(shí)加上一定設(shè)計(jì)時(shí)間參數(shù)后作為開始工作時(shí)間，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的持續(xù)時(shí)間和輪流灌溉周期時(shí)間進(jìn)行工作，使間歇閥打開，使出水頭噴水，當(dāng)設(shè)定的持續(xù)時(shí)間完后，間歇閥關(guān)閉，等待一個(gè)輪流灌溉周期時(shí)間，再打開工作，因?yàn)楦鱾€(gè)間歇閥開始工作時(shí)間是預(yù)先設(shè)定好的，使各個(gè)間歇閥按照次序依次打開，可以做到使前后間歇閥相互銜接工作，就是前一個(gè)間歇閥關(guān)閉后，后一個(gè)間歇閥再打開，然后依次傳遞下去，經(jīng)過(guò)一個(gè)輪灌周期時(shí)間后，接在水管最后一個(gè)間歇閥關(guān)閉，而接在水管最前面一個(gè)間歇閥打開工作，一直持續(xù)下去進(jìn)行輪灌，當(dāng)主閥工作時(shí)間到時(shí)，關(guān)閉水源，水管里的水因?yàn)椴粩嗍褂靡仓饾u少了，當(dāng)水管里的水壓降低到一定壓力以下時(shí)，彈性膜片就反向動(dòng)作，帶動(dòng)微動(dòng)開關(guān)再次動(dòng)作，給控制器一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，使間歇閥的控制器自動(dòng)停止工作，并等待下次工作信號(hào)。
該種自動(dòng)間歇輪流灌溉方法，以一段1單元2000米水管灌溉網(wǎng)絡(luò)為例，水管上依次以40米為間隔均勻地接有間歇閥，間歇閥的數(shù)目為50個(gè)，通過(guò)間歇閥來(lái)控制各自出水頭進(jìn)行輪流噴水灌溉，一天灌溉水兩次，如果土壤需要灌溉的話，可以增加灌溉次數(shù)和時(shí)間，一次灌溉時(shí)間為2小時(shí)，一個(gè)輪流灌溉的周期時(shí)間為半小時(shí)，就是輪流灌溉要4次，每個(gè)間歇閥工作的持續(xù)時(shí)間為36秒，第一個(gè)間歇閥在T時(shí)間開始工作進(jìn)行出水，噴水持續(xù)36秒后關(guān)閉，第二個(gè)間歇閥在T+36秒時(shí)間后開始工作出水，出水持續(xù)36秒后關(guān)閉，第三個(gè)間歇閥在T+72秒后開始工作出水，出水持續(xù)時(shí)間36秒后關(guān)閉，依次傳遞下去，使前后間歇閥相互銜接工作，這樣使一輪流灌溉中只有一個(gè)間歇閥是工作的，間歇閥持續(xù)工作時(shí)間段是相等的，大小為整個(gè)輪流灌溉的周期時(shí)間除間歇閥的個(gè)數(shù)。在水管最前部連接有根據(jù)土壤或/和氣象環(huán)境來(lái)控制水是否輸送的主閥，只有當(dāng)土壤濕度、氣象參數(shù)溫度、光照度需要灌溉，主閥才打開工作，使水管里送水，而各個(gè)間歇閥是利用水管里的水壓脈沖信號(hào)確定基準(zhǔn)時(shí)間，并且各個(gè)間歇閥利用自己電子程序控制器即利用微處理器工作程序，預(yù)先設(shè)置了自己開始工作的時(shí)間和持續(xù)工作時(shí)間段如36秒，各個(gè)間歇閥工作依次銜接，組成周期性輪流灌溉，為了減少工作條件的差異，使各個(gè)間歇閥位置的水管里水壓接近一致，間歇閥是將基準(zhǔn)時(shí)間加上一定設(shè)計(jì)時(shí)間參數(shù)，來(lái)作為各自開始工作時(shí)間，此時(shí)水管里已基本上充滿了水，所以各處水壓基本上一致，由于水管里充滿水的過(guò)程是動(dòng)態(tài)的過(guò)程，減少各個(gè)間歇閥利用水壓脈沖確定的基準(zhǔn)時(shí)間差異性，間歇閥利用其控制器里與微動(dòng)開關(guān)配合的彈性膜片強(qiáng)度，使其必須等水管里的水壓值大于一定設(shè)計(jì)值時(shí)才開始工作，同時(shí)確定該時(shí)間為基準(zhǔn)時(shí)間，這樣能減少各個(gè)間歇閥的基準(zhǔn)時(shí)間誤差，使它們工作銜接起來(lái)更加好。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)間歇輪流灌溉控制方法，其利用安裝在水管(1)上的間歇閥(3)來(lái)控制各自的出水頭工作進(jìn)行間歇輪流灌溉，其特征在于在水管(1)最前部連接有根據(jù)土壤或/和氣象環(huán)境來(lái)控制水是否輸送的主閥(2)，而各個(gè)間歇閥(3)是利用水管里的水壓脈沖信號(hào)決定是否打開工作，并且各個(gè)間歇閥(3)利用自己程序控制器，預(yù)先設(shè)置了自己開始工作時(shí)間和持續(xù)工作時(shí)間段，各個(gè)間歇閥(3)工作依次銜接，組成周期性輪流灌溉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的間歇閥(3)其開始工作時(shí)間和持續(xù)工作時(shí)間段設(shè)置成一輪流灌溉中只有1至10個(gè)間歇閥是輪流共同工作的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的間歇閥(3)其開始工作時(shí)間和持續(xù)工作時(shí)間段設(shè)置成一輪流灌溉中只有1個(gè)間歇閥是工作的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述的間歇閥(3)其持續(xù)工作時(shí)間段是相等的，大小為整個(gè)輪流灌溉的周期時(shí)間除間歇閥的個(gè)數(shù)，同時(shí)間歇閥(3)在水管里的分布是根據(jù)植物要求水量而均衡分布的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述的間歇閥(3)其必須等水管里的水壓值大于一定設(shè)計(jì)值時(shí)才開始工作，同時(shí)確定該時(shí)間為基準(zhǔn)時(shí)間，并將它來(lái)作為各自開始工作時(shí)間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述的間歇閥(3)其將基準(zhǔn)時(shí)間加上一定設(shè)計(jì)時(shí)間參數(shù)，來(lái)作為各自開始工作時(shí)間。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述方法的裝置，其包括有安裝在水管(1)上控制各自出水頭工作的多個(gè)間歇閥(3)，其特征在于主閥(2)帶有主控制器，主控制器中的微處理器中裝載有自動(dòng)灌溉的程序和灌溉參數(shù)數(shù)據(jù)，微處理器的輸出連接有顯示環(huán)境參數(shù)和灌溉參數(shù)的顯示電路，微處理器的信號(hào)輸入端通過(guò)各自放大電路連接測(cè)量土壤環(huán)境或/和氣象環(huán)境的傳感器，微處理器的控制信號(hào)輸出端通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路去連接控制水管是否輸送水的主閥(2)，電源電路連接各個(gè)部分為它們供電；依次接在水管上的間歇閥(3)也帶有控制器，控制器中的微處理器連接有存儲(chǔ)灌溉數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，同時(shí)連接有輸入開始工作時(shí)間和持續(xù)工作時(shí)間段參數(shù)的數(shù)據(jù)輸入電路，同時(shí)其水壓壓力信號(hào)輸入端去連接安裝在間歇閥內(nèi)根據(jù)水管壓力大小進(jìn)行動(dòng)作的壓力傳感器，微處理器的控制信號(hào)輸出端通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路去連接間歇閥(3)的控制端，電源電路連接各個(gè)部分為它們供電。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述的主控制器其微處理器的控制信號(hào)輸出端有一路去連接水泵，同時(shí)微處理器的輸入端有一路接水管或主閥里的壓力傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于所述的壓力傳感器采用在主閥或間歇閥開孔將水引到開關(guān)安裝腔(4)里，安裝腔中設(shè)置了彈性膜片(5)，彈性膜片下面是供水注入的空間，彈性膜片上面是用來(lái)安裝微動(dòng)開關(guān)(7)，并使微動(dòng)開關(guān)的活動(dòng)臂頂在彈性膜片(5)上，同時(shí)微動(dòng)開關(guān)與彈性膜片之間支撐有彈簧(6)，而微動(dòng)開關(guān)信號(hào)線(8)通過(guò)閥體上的小孔連接到微處理器的水壓壓力信號(hào)輸入端。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述的傳感器分別有光照傳感器、溫度傳感器、土壤濕度傳感器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于所述的電源采用太陽(yáng)能電池。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于所述的主閥主控制器其電源電池經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓電路后接微處理器U1集成塊RC6接口，壓力傳感器來(lái)的水壓脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)分壓電阻分壓后接微處理器U1集成塊的RB4接口，同時(shí)光照傳感器、溫度傳感器、土壤濕度傳感器通過(guò)各自的放大電路后接微處理器U1集成塊的RA0接口、RA1接口和RA2接口，微處理器集成塊U1的RC7接口、RC3接口經(jīng)過(guò)各自驅(qū)動(dòng)電路中的輸出緩沖芯片U8，接各自晶體管放大電路，各自晶體管放大電路輸出接繼電器J1、J2，而繼電器J1、J2接在主閥的電源線上來(lái)控制主閥開啟或關(guān)閉，微處理器U1集成塊的RC2接口通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路去連接控制水泵工作的控制電路，微處理器U1集成塊的RA3接口接晶體管BG2的發(fā)射極，其集電極分別接傳感器各自放大電路的電壓端為它們提供電壓，電源電池正端經(jīng)過(guò)電壓比較器U5后接微處理器U1集成塊的RA5接口，時(shí)鐘脈沖電路的輸出接微處理器U1集成塊的RB0接口；間歇閥控制器其微處理器U1腳17、18、2分別去連接存儲(chǔ)器U3，晶振電路接在微處理器U1腳15、16之間，從間歇閥來(lái)的水壓壓力脈沖信號(hào)通過(guò)分壓電阻接微處理器U1腳9，電源電池通過(guò)整流濾波電路接微處理器U1腳3、4之間，微處理器U1腳7、8通過(guò)極性可改變脈沖電路接間歇閥的兩個(gè)電源接線端，微處理器U1腳1通過(guò)電阻接晶體管BG1的基極，晶體管發(fā)射極接整流濾波電路輸出端，晶體管集電極去接升壓穩(wěn)壓電路，而升壓穩(wěn)壓電路輸出去接極性可改變脈沖電路的電源端，微處理器U1腳6作為數(shù)據(jù)輸入端或總線通訊端。
全文摘要
本發(fā)明涉及輪流灌溉和其裝置的技術(shù)領(lǐng)域。該種自動(dòng)間歇輪流灌溉控制方法，其利用安裝在水管上的間歇閥來(lái)控制各自的噴水頭工作進(jìn)行間歇輪流灌溉，其特征在于在水管最前部連接有根據(jù)土壤或/和氣象環(huán)境來(lái)控制水是否輸送的主閥，而各個(gè)間歇閥是利用水管里的水壓脈沖信號(hào)決定是否打開工作，并且各個(gè)間歇閥利用自己電子程序控制器，預(yù)先設(shè)置了自己開始工作的時(shí)間和持續(xù)工作時(shí)間段，各個(gè)間歇閥工作依次銜接，組成周期性輪流灌溉。同時(shí)本發(fā)明還公開采用該灌溉方法的裝置。它具有降低管道成本、使用方便、簡(jiǎn)化控制器等優(yōu)點(diǎn)，適合在農(nóng)業(yè)或綠化工程上推廣使用。
文檔編號(hào)A01G25/16GK1539261SQ03116529
公開日2004年10月27日 申請(qǐng)日期2003年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月22日
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