園林智能灌溉系統(tǒng)及灌溉方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及園林灌溉領(lǐng)域，特別是涉及園林智能灌溉系統(tǒng)及灌溉方法。
【背景技術(shù)】
[0002]園林建設(shè)是指為人為的對(duì)人類生活、休息、游覽場(chǎng)所而進(jìn)行的綠化。其包括常見的公園、植物園、生活、辦公小區(qū)等?，F(xiàn)有的園林建設(shè)是利用植物材料為主，因景造園；同時(shí)充分發(fā)揮園林的綜合功能，提供更大的生態(tài)環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。
[0003]在園林植物生產(chǎn)過程中，水是植物的生命之源，因此需經(jīng)常對(duì)植物進(jìn)行灌溉，常見的灌溉形式分溝灌、畦灌、噴灌、滴灌、人工澆灌等，人們對(duì)不同植物品種采用不同的澆灌方式，如對(duì)于大面積的莊稼采用進(jìn)水地面澆灌，對(duì)于樹木采用提水單棵澆灌，草坪一般用水管噴灑澆灌，而園林的灌溉一般都是用管道水，用膠管將水引入園林中澆灌?，F(xiàn)有技術(shù)的灌溉存在以下不足之處，一是灌溉過程中對(duì)人工的依賴程度較大，自動(dòng)化程度低，智能化程度低，二是對(duì)水資源造成很大浪費(fèi)，不利于節(jié)約用水，三是水流直接沖擊作物、土壤，容易造成作物損傷、土壤流失、灌溉不均勻的情況，更嚴(yán)重的是，有時(shí)候能把幼苗的根沖出土壤造成幼苗死亡，造成灌溉效果不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要提供自動(dòng)化程度高、智能化程度高、有利于節(jié)約用水、灌溉效果好、不會(huì)對(duì)植物造成傷害的園林智能灌溉系統(tǒng)及灌溉方法。
[0005]本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):園林智能灌溉系統(tǒng)，包括用于提供灌溉用水的水箱、鋪設(shè)于園林地下且末端伸出地上的至少兩條輸送管道、連接于水源和每條輸送管道之間的加壓設(shè)備和流量控制設(shè)備、安裝于每條輸送管道末端的噴頭、連接于水箱用于提供養(yǎng)料的供養(yǎng)設(shè)備、用于采集氣象信息的氣象信息采集模塊、用于采集土壤信息的土壤信息采集模塊、用于對(duì)灌溉進(jìn)行控制的控制終端;所述氣象信息采集模塊和土壤信息采集模塊無線連接于控制終端以將氣象信息和土壤信息反饋至控制終端，所述加壓設(shè)備、流量控制設(shè)備和供養(yǎng)設(shè)備無線連接于控制終端以在控制終端的控制下進(jìn)行灌溉。
[0006]對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)為，所述氣象信息采集模塊包括用于采集光照強(qiáng)度的光強(qiáng)傳感器、用于采集空氣濕度的空氣濕度傳感器、用于判斷未來降雨量的氣象傳感器。
[0007]對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)為，所述土壤信息采集模塊包括用于采集土壤濕度的土壤濕度傳感器、用于采集土壤養(yǎng)分含量的養(yǎng)分含量傳感器。
[0008]對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)為，所述供養(yǎng)設(shè)備包括若干個(gè)分別盛裝有不同養(yǎng)料的養(yǎng)料箱、連接于養(yǎng)料箱且用于混合不同養(yǎng)料的混合箱、設(shè)置于混合箱內(nèi)的攪拌裝置。
[0009]對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)為，所述流量控制設(shè)備為電磁流量計(jì)。
[0010]對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)為，所述噴頭為360°旋轉(zhuǎn)噴頭。
[0011]對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)為，所述噴頭包括連接于管道末端的進(jìn)水接頭、套設(shè)于進(jìn)水接頭背離管道一端的連接管、可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接于連接管末端的噴水盤，所述進(jìn)水接頭、連接管和噴水盤均同軸設(shè)置，且連接管與進(jìn)水接頭相連接的一端的直徑小于連接管與噴水盤相連接的一端的直徑;所述噴水盤包括與連接管相連且呈管狀的安裝管，位于安裝管末端且呈圓盤狀的噴水部，和設(shè)置于噴水部中央且與安裝管、連接管、進(jìn)水接頭相連通的導(dǎo)流錐;所述噴水盤的安裝管的底部內(nèi)側(cè)設(shè)置有下環(huán)形凸臺(tái)，所述連接管與噴水盤相連端的頂部外側(cè)設(shè)置有上環(huán)形凸臺(tái)，所述下環(huán)形凸臺(tái)設(shè)置于上環(huán)形凸臺(tái)外部，且二者之間設(shè)置有推力軸承。
[0012]對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)為，所述噴水盤的噴水部圓周上均勻分布有若干個(gè)葉片，所述葉片沿徑向分布。
[0013]基于園林智能灌溉系統(tǒng)的灌溉方法，包括以下步驟:
a、在控制終端設(shè)定需啟動(dòng)灌溉的土壤濕度閾值、空氣濕度閾值、土壤養(yǎng)分含量閾值、植物生長不同階段對(duì)水和各類養(yǎng)料的需求值、氣象情況、光照強(qiáng)度；
b、啟動(dòng)氣象信息采集模塊和土壤信息采集模塊以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光照強(qiáng)度、空氣濕度、未來降雨量、土壤濕度和土壤養(yǎng)分含量，并將這些信息反饋至控制終端；
C、控制終端對(duì)比接收到的步驟b中的信息和步驟a中的設(shè)定值，根據(jù)對(duì)比結(jié)果控制是否啟動(dòng)灌溉、是否需添加養(yǎng)料、添加何種養(yǎng)料；
d、控制終端控制供養(yǎng)設(shè)備向水箱內(nèi)通入養(yǎng)料，并控制加壓設(shè)備和流量控制設(shè)備啟動(dòng)灌溉。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:
1、本發(fā)明通過氣象信息采集模塊來采集氣象信息，通過土壤信息采集模塊來采集土壤信息，將這些信息反饋至控制終端后，控制終端接受信息后進(jìn)行分析，當(dāng)需要灌溉時(shí)啟動(dòng)加壓設(shè)備和流量控制設(shè)備進(jìn)行灌溉，當(dāng)植物需要提供養(yǎng)料時(shí)啟動(dòng)供養(yǎng)設(shè)備以向水箱中加入養(yǎng)料。一方面，控制終端與各設(shè)備無線連接，灌溉過程自動(dòng)進(jìn)行，自動(dòng)化程度高，智能化程度高;第二方面，控制終端能根據(jù)土壤信息和氣象信息的分析結(jié)果來選擇是否灌溉、是否需要提供養(yǎng)料、及灌溉的量，做到因需灌溉，有利于節(jié)約用水，提高水的利用率;第三方面，輸送管道鋪設(shè)于地下且末端伸出地上，輸送管道末端安裝有用于噴水的噴頭，灌溉時(shí)相當(dāng)于人工降雨，將水分散成水滴，均勻的散落在植物上，使得植物能充分吸收水分，由于不是水流直接沖擊植物，不會(huì)對(duì)植物造成傷害，灌溉效果好。
[0015]2、氣象信息采集模塊包括用于采集光照強(qiáng)度的光強(qiáng)傳感器、用于采集空氣濕度的空氣濕度傳感器、用于判斷未來降雨量的氣象傳感器，由于光強(qiáng)較大時(shí)水分易蒸發(fā)，因此設(shè)置光強(qiáng)傳感器來監(jiān)測(cè)光強(qiáng)，當(dāng)監(jiān)測(cè)到光強(qiáng)弱時(shí)進(jìn)行灌溉，灌溉效果好，同時(shí)，設(shè)有空氣濕度傳感器和氣象傳感器，如果監(jiān)測(cè)到空氣濕度較大，或監(jiān)測(cè)到未來幾天可能下雨，則控制終端控制暫時(shí)不進(jìn)行灌溉，以避免水資源浪費(fèi)，進(jìn)一步有利于節(jié)約用水。
[0016]3、土壤信息采集模塊包括用于采集土壤濕度的土壤濕度傳感器、用于采集土壤養(yǎng)分含量的養(yǎng)分含量傳感器，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤濕度和土壤養(yǎng)分含量，能及時(shí)獲知是否需要灌溉、是否需要補(bǔ)充養(yǎng)料及補(bǔ)充何種養(yǎng)料，以改善灌溉效果，控制終端根據(jù)這些信息控制灌溉和添加養(yǎng)料，節(jié)約水資源和養(yǎng)料資源，更好的促進(jìn)植物生長。
[0017]4、供養(yǎng)設(shè)備包括若干個(gè)分別盛裝有不同養(yǎng)料的養(yǎng)料箱、連接于養(yǎng)料箱且用于混合不同養(yǎng)料的混合箱、設(shè)置于混合箱內(nèi)的攪拌裝置。由于植物生長不同階段對(duì)不同養(yǎng)料的需求不同，本發(fā)明設(shè)有多個(gè)養(yǎng)料箱，能根據(jù)植物需求配備不同養(yǎng)料濃度以滿足植物生長所需，且混合箱內(nèi)設(shè)有攪拌裝置，對(duì)混合箱內(nèi)的不同養(yǎng)料進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌?，提高養(yǎng)料質(zhì)量，更好的促進(jìn)植物生長。
[0018]5、流量控制設(shè)備為電磁流量計(jì)，流量控制精度高，灌溉精度高，提高了水資源的利用率，節(jié)約用水。
[0019]6、噴頭為360°旋轉(zhuǎn)噴頭，每個(gè)噴頭的噴灑覆蓋面積大，且噴灑均勻，能使得水流霧化，然后噴灑出去，對(duì)植物的沖擊力小，灌溉效果好。
[0020]7、噴頭包括連接于管道末端的進(jìn)水接頭、套設(shè)于進(jìn)水接頭背離管道一端的連接管、可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接于連接管末端的噴水盤，進(jìn)水接頭、連接管和噴水盤均同軸設(shè)置，且連接管與進(jìn)水接頭相連接的一端的直徑小于連接管與噴水盤相連接的一端的直徑;噴水盤包括與連接管相連且呈管狀的安裝管，位于安裝管末端且呈圓盤狀的噴水部，和設(shè)置于噴水部中央且與安裝管、連接管、進(jìn)水接頭相連通的導(dǎo)流錐;噴水盤的安裝管的底部內(nèi)側(cè)設(shè)置有下環(huán)形凸臺(tái)，連接管與噴水盤相連端的頂部外側(cè)設(shè)置有上環(huán)形凸臺(tái)，下環(huán)形凸臺(tái)設(shè)置于上環(huán)形凸臺(tái)外部，且二者之間設(shè)置有推力軸承。噴頭結(jié)構(gòu)簡單，制作成本低，沒有易損件，使用壽命較長，且噴頭未設(shè)置連接支架，直接通過噴水盤向四周噴灑，再通過導(dǎo)流錐的作用，使水柱折射向四周，由于噴水盤與連接管之間為可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接，能夠在水流沖擊的作用下，不斷地旋轉(zhuǎn)，能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)噴水盤的360度環(huán)形無死角的噴射，灌溉效果好。
8、噴水盤的噴水部圓周上均勻分布有若干個(gè)葉片，葉片沿徑向分布，向下的水流沖擊葉片產(chǎn)生力矩推動(dòng)噴水盤旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而將細(xì)化的水流進(jìn)一步打散、霧化，然后噴灑出去，進(jìn)一步改善灌溉效果。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的控制原理圖；
圖3為本發(fā)明的供養(yǎng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明的噴頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明的噴水盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022 ]如圖1和圖2所示，分別為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖和控制原理圖。
[0023]園林智能灌溉系統(tǒng)100，包括用于提供灌溉用水的水箱110、鋪設(shè)于園林地下且末端伸出地上的至少兩條輸送管道120、連接于水源和每條輸送管道120之間的加壓設(shè)備130和流量控制設(shè)備140、安裝于每條輸送管道120末端的噴頭150、連接于水箱110用于提供養(yǎng)料的供養(yǎng)設(shè)備160、用于采集氣象信息的氣象信息采集模塊170、用于采集土壤信息的土壤信息采集模塊180、用于對(duì)灌溉進(jìn)行控制的控制終端190;氣象信息采集模塊170和土壤信息采集模塊180無線連接于控制終端190以將氣象信息和土壤信息反饋至控制終端190，加壓設(shè)備130、流量控制設(shè)備140和供養(yǎng)設(shè)備160無線連接于控制終端190以在控制終端190的控制下進(jìn)行灌溉。
[0024]控制終端190可為電腦或手機(jī)，使用方便，且可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制?？刂平K端190與各設(shè)備之間的無線連接可通過3g或4g或wifi或zigbee連接，信息傳輸速度快，適用范圍廣。
[0025]本發(fā)明通過氣象信息采集模塊170來采集氣象信息，通過土壤信息采集模塊180來采集土壤信息，將這些信息反饋至控制終端190后，控制終端190接受信息后進(jìn)行分析，當(dāng)需要灌溉時(shí)啟動(dòng)加壓設(shè)備130和流量控制設(shè)備140進(jìn)行灌溉，當(dāng)植物需要提供養(yǎng)料時(shí)啟動(dòng)供養(yǎng)設(shè)備160以向水箱110中加入養(yǎng)料。一方面，控制終端190與各設(shè)備無線連接，灌溉過程自動(dòng)進(jìn)行，自動(dòng)化程度高，智能化程度高;第