一种屋顶植物灌溉系统的制作方法

本实用新型涉及屋顶植物种植设备技术领域，更具体地说，它涉及一种屋顶植物灌溉系统。

背景技术：

随着城市的发展，城市产生的热岛效应，城市大气环境的恶化越来越严重。城市屋顶绿化可以大大增加城市的绿化面积，净化城市空气，缓解热岛效应。但是，屋顶植物种植在实践过程中出现了一些问题，例如，夏日高温时节，由于气温很高，而屋顶植物的种植土层很浅，容易导致植物缺水死亡。现有的屋顶植物灌溉系统，大多为定时灌溉，也结合土壤湿度进行灌溉，如专利公告号为CN203939190U的中国专利，公开了一种屋顶花园，其通过自动检测种植土层中的湿度，当湿度小于预设值时，控制器则打开电磁阀向种植土层通水灌溉种植层，上述方案存在一个较大的问题：屋顶的温度往往较地面温度高，而植物处在很高温度的环境中，直接灌溉反而会让植物死亡（灌溉使得植物根部温度降低，吸水性降低，而外部高温环境中叶片蒸腾作用却有所增加，植物出现水分入不敷出的现象，最终出现失水性死亡）。如何根据植物所处的实时环境对植物进行适当地灌溉，对于提高屋顶植物的存活率，改善城市环境具有重要意义。

技术实现要素：

针对实际运用中屋顶植物灌溉系统没有切合环境温度，灌溉方式单一而造成屋顶植物死亡的问题，本实用新型在于提供一种屋顶植物灌溉系统。

对于本实用新型中的屋顶植物灌溉系统，具体方案如下：

一种屋顶植物灌溉系统，包括控制单元、储水单元、以及灌溉用管路单元，还包括：

温度检测单元，设置于屋顶植物种植层表面，用于检测屋顶植物所处环境的温度，输出一温度检测信号至控制单元；

所述管路单元包括至少一根与储水单元相连通的水管以及设置于水管上的水流喷嘴与雾化喷嘴，所述水流喷嘴及雾化喷嘴与所述水管之间分别设置有与所述控制单元控制连接的第一电磁阀以及第二电磁阀；

所述控制单元定时控制第一电磁阀导通，并响应于所述温度检测信号变化控制第一电磁阀、第二电磁阀同时导通。

通过上述技术方案，当屋顶植物种植层所处环境的温度处于正常区间时，控制器定时控制第一电磁阀导通，这时采用水流喷嘴对屋顶植物种植层进行灌溉，当温度超过预设值时，第一电磁阀与第二电磁阀同时导通，这时在利用水流喷嘴灌溉的同时打开雾化喷嘴，使得植物灌溉时的环境温度有所降低，避免了由于植物根部温度下降而环境温度过高而造成的植物失水的现象，有利于屋顶植物的健康生长，有利于城市环境的改善。

进一步的，所述温度检测单元包括至少一个设置于屋顶植物种植层表面的温度传感器，所述温度传感器检测种植层环境温度并输出所述温度检测信号。

通过上述技术方案，可以十分方便的检测到屋顶植物种植层所处环境的温度。

进一步的，所述控制单元包括：

基准电压生成模块，用以生成第一基准电压信号、第二基准电压信号及第三基准电压信号；

比较模块，包括第一比较器与第二比较器，所述第一比较器的正向信号输入端与反向信号输入端分别接收所述温度检测信号及第一基准电压信号，输出第一比较信号；所述第二比较器的反向信号输入端与正向信号输入端接收所述温度检测信号及第二基准电压信号，输出第二比较信号；

定时器模块，包括一定时器，所述定时器的信号输出端定时输出高电平信号，持续预设时间后输出低电平信号；

信号处理模块，包括第一与门、第二与门及第三与门，所述第一与门的信号输入端分别耦接于第一比较信号及第二比较信号，信号输出端输出第一中间信号；所述第二与门的信号输入端分别耦接于定时器的信号输出端及第一中间信号，信号输出端与第一电磁阀电连接；所述第三与门的其中一个信号输入端与所述定时器的信号输出端耦接，另一信号输入端经一非门后与第二比较信号耦接，所述第三与门的信号输出端与所述第二电磁阀电连接。

通过上述技术方案，由第一比较器与第二比较器可以确定植物种植层的温度区间，当检测到屋顶植物种植层所处环境的温度处于上述区间时，第一与门输出一高电平信号，此时只要定时器输出高电平信号，第一电磁阀便被导通，这时屋顶植物种植层的灌溉主要取决于定时器的时间设置。当环境温度高于上述温度区间时，第二比较器输出一低电平信号，经非门反向后变为高电平，此时第二与门的信号输出端输出高电平，即此时若定时器输出高电平，则第三与门讲输出高电平，第二电磁阀将会被导通，此时，在对屋顶植物种植层进行灌溉的同时，雾化喷嘴还会喷出水雾为环境降温。同样，在环境温度很低时，不易于灌溉，这时第一比较器输出低电平，第二比较器输出高电平，当定时器输出高电平后，只有第二电磁阀导通，雾化喷嘴喷出水雾而不是直接给植物种植层进行灌溉。

进一步的，所述第三与门的信号输出端与第二电磁阀之间设有一延时状态锁存器。

通过设置状态锁存器，可以有效地延长雾化喷嘴的工作时间，使得植物种植层在灌溉后的一段时间内，周围的环境都能处于一个比较适宜的温度。

进一步的，所述屋顶植物种植层中设有一用于检测屋顶植物种植层湿度的湿度检测单元，所述湿度检测单元输出一湿度检测信号至所述控制单元；

所述控制单元还包括一第三比较器，所述第三比较器的反向信号输入端与正向信号输入端分别与所述湿度检测信号及第三基准电压信号耦接，输出端输出一触发信号；

所述第二与门信号输出端与第一电磁阀之间设置有一开关元件，所述开关元件响应于所述触发信号，控制第二与门信号输出端与第一电磁阀之间的通断。

通过上述技术方案，当土壤湿度较大时，这时开关元件关断第二与门与第一电磁阀之间的电信号传输通道，第一电磁阀在定时时间到之后也不会被打开，保证了植物种植层不会被重复灌溉。

进一步的，所述开关元件包括设置于第二与门信号输出端与第一电磁阀之间的NMOS管，所述NMOS管的栅极与上述触发信号耦接、所述NMOS管的漏极与源极分别与第二与门的信号输出端及第一电磁阀输入端耦接。

通过上述技术方案，当触发信号为高电平时，即土壤湿度过小时，NMOS管被导通，此时若定时器定时时间到，第一电磁阀才被导通。

进一步的，所述储水单元包括一水箱，所述水箱由陶瓷制成且与所述水管相连通。

通过上述技术方案，可以对用于灌溉的水进行预热，将水体的温度适当提高。

本实用新型的有益效果如下：

（1）通过设置水流喷嘴与雾化喷嘴，在环境温度过高时同时启动二者，保证了植物种植层在灌溉时环境温度处于适当的区间，有利于植物对水分的吸收，提高屋顶植物的存活率；

（2）通过设置湿度传感器，避免了植物种植层在土壤湿度较大时被重复灌溉。

附图说明

图1为本实用新型的整体示意图；

图2为控制单元的电路原理示意图（实施例一）；

图3为控制单元的电路原理示意图（实施例二）。

附图标志：1、植物种植层；2、温度检测单元；3、管路单元；4、储水单元；5、控制单元；31、水管；32、第一电磁阀；33、第二电磁阀；34、水流喷嘴；35、雾化喷嘴；21、温度传感器；51、基准电压生成模块；52、比较模块；53、第一比较器；54、第二比较器；55、定时器；56、信号处理模块；561、第一与门；562、第二与门；563、第三与门；564、非门；6、湿度检测单元；61、第三比较器；7、开关元件。

具体实施方式

本实用新型在于提供一种能够根据环境温度，改变植物灌溉方式，从而更有利于植物生长的屋顶植物灌溉系统。

下面结合实施例及图对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。

实施例一：如图1和图2所示，一种屋顶植物灌溉系统，其主体结构与现有技术类似，主要包括控制单元5、储水单元4、以及灌溉用管路单元3。上述控制单元5设置于屋顶的控制箱中，灌溉用管路单元3包括设置于种植层之上的水管31，储水单元4包括一个水箱用于存储雨水或自来水。除此之外，该屋顶植物灌溉系统还包括：温度检测单元2，设置于屋顶植物种植层1表面，用于检测屋顶植物所处环境的温度，输出一温度检测信号至控制单元5；管路单元3包括至少一根与储水单元4相连通的水管31以及设置于水管31上的水流喷嘴34与雾化喷嘴35，水流喷嘴34及雾化喷嘴35与水管31之间分别设置有与控制单元5控制连接的第一电磁阀32以及第二电磁阀33；控制单元5定时控制第一电磁阀32导通，并响应于温度检测信号变化控制第一电磁阀32、第二电磁阀33同时导通。上述技术方案，当屋顶植物种植层1所处环境的温度处于正常区间时，控制器定时控制第一电磁阀32导通，这时采用水流喷嘴34对屋顶植物种植层1进行灌溉，当温度超过预设值时，第一电磁阀32与第二电磁阀33同时导通，这时在利用水流喷嘴34灌溉的同时打开雾化喷嘴35，使得植物灌溉时的环境温度有所降低，避免了由于植物根部温度下降而环境温度过高而造成的植物失水的现象，有利于屋顶植物的健康生长，有利于城市环境的改善。

对于温度检测单元2，主要包括至少一个设置于屋顶植物种植层1表面的温度传感器21，实际运用中为保证检测的精度，上述传感器的数量可能为多个，温度传感器21检测种植层环境温度并输出温度检测信号。

对于控制单元5，包括：

基准电压生成模块51，用以生成第一基准电压信号、第二基准电压信号及第三基准电压信号；比较模块52，包括第一比较器53与第二比较器54，第一比较器53的正向信号输入端与反向信号输入端分别接收温度检测信号及第一基准电压信号，输出第一比较信号；第二比较器54的反向信号输入端与正向信号输入端接收温度检测信号及第二基准电压信号，输出第二比较信号；定时器模块，包括一定时器55，定时器55的信号输出端定时输出高电平信号，持续预设时间后输出低电平信号，由于定时器55定时输出高低电平的技术已经有许多公开，在此便不再赘述。信号处理模块56，包括第一与门561、第二与门562及第三与门563，第一与门561的信号输入端分别耦接于第一比较信号及第二比较信号，信号输出端输出第一中间信号；第二与门562的信号输入端分别耦接于定时器55的信号输出端及第一中间信号，信号输出端与第一电磁阀32电连接；第三与门563的其中一个信号输入端与定时器55的信号输出端耦接，另一信号输入端经一非门564后与第二比较信号耦接，第三与门563的信号输出端与第二电磁阀33电连接。

上述基准电压生成模块51包括至少三个相互串联分压设置的电阻，上述基准电压从上述相邻两个电阻之间接出，这种设置的优势在于当电源电压不变时，可以使得基准电压保持恒定。

上述控制单元5的控制过程如下：设定第一基准电压信号及第二基准电压信号，由第一比较器53与第二比较器54可以确定植物种植层1的温度区间，当检测到屋顶植物种植层1所处环境的温度处于上述区间时，第一与门561输出一高电平信号，此时只要定时器55输出高电平信号，第一电磁阀32便被导通，这时屋顶植物种植层1的灌溉主要取决于定时器55的时间设置。当环境温度高于上述温度区间时，第二比较器54输出一低电平信号，经非门564反向后变为高电平，此时第二与门562的信号输出端输出高电平，即此时若定时器55输出高电平，则第三与门563讲输出高电平，第二电磁阀33将会被导通，此时，在对屋顶植物种植层1进行灌溉的同时，雾化喷嘴35还会喷出水雾为环境降温。同样，在环境温度很低时，不易于灌溉，这时第一比较器53输出低电平，第二比较器54输出高电平，当定时器55输出高电平后，只有第二电磁阀33导通，雾化喷嘴35喷出水雾而不是直接给植物种植层1进行灌溉。

为了有效地延长雾化喷嘴35的工作时间，使得植物种植层1在灌溉后的一段时间内，周围的环境都能处于一个比较适宜的温度，第三与门563的信号输出端与第二电磁阀33之间设有一延时状态锁存器。

水箱由陶瓷制成且与水管31相连通，通过上述技术方案，可以对用于灌溉的水进行预热，将水体的温度适当提高。

实施例二：结合图1与图3所示，一种屋顶植物灌溉系统，与实施例一的区别在于：屋顶植物种植层1中设有一用于检测屋顶植物种植层1湿度的湿度检测单元6，湿度检测单元6输出一湿度检测信号至控制单元5，控制单元5还包括一第三比较器61，第三比较器61的反向信号输入端与正向信号输入端分别与湿度检测信号及第三基准电压信号（即实施例一中的第三基准电压信号）耦接，输出端输出一触发信号，第二与门562信号输出端与第一电磁阀32之间设置有一开关元件7，开关元件7响应于触发信号，控制第二与门562信号输出端与第一电磁阀32之间的通断。上述湿度检测单元6主要包括一湿度检测传感器。

当土壤湿度较大时，这时开关元件7关断第二与门562与第一电磁阀32之间的电信号传输通道，第一电磁阀32在定时时间到之后也不会被打开，保证了植物种植层1不会被重复灌溉。

具体而言，开关元件7包括设置于第二与门562信号输出端与第一电磁阀32之间的NMOS管，NMOS管的栅极与上述触发信号耦接、NMOS管的漏极与源极分别与第二与门562的信号输出端及第一电磁阀32输入端耦接。上述开关元件7的元器件选择也可以为开关三极管等，对此并不唯一。上述技术方案中，当触发信号为高电平时，即土壤湿度过小时，NMOS管被导通，此时若定时器55定时时间到，第一电磁阀32才被导通，最终的效果便是：当土壤湿度大于预设值时，第一电磁阀32在定时时间到了之后不会打开，只有第二电磁阀33导通，此时只会喷出一些水雾，适当的降低周围环境的温度。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。