太阳能风力发电智能浇灌器的制作方法

本发明涉及太阳能风力互补发电领域和智能浇灌技术领域，尤其是智能自动控制技术领域。

技术背景

能源和环境是当今人类生存和发展迫切要解决的问题，创新驱动与绿色发展将成为引领我国经济新常态的重要支撑。我国太阳能源比较丰富，太阳照射充足，太阳能作为一种可再生能源，使得太阳能光伏发电在未来会逐渐取代传统的发电方式。风力发电作为一种清洁的可再生能源，具有广泛的发展前景，风能储量大，广泛发展风力发电是解决中国能源供应不足的有效途径，也是减少温室气体排放的有效途径。通过风能来发电的技术已经逐渐成熟与改善，可以减少一次性的能源使用情况，减少二氧化碳等温室气体的排放，有利于生态环境平衡发展。太阳能发电、风力发电很好的解决了火力发电污染排放和能源短缺问题，符合国家节能减排、绿色发展的政策需求，具有十分重要的经济价值和社会价值。

随着人们的生活质量不断提高和城市化建设的大力发展，越来越多的家庭开始在自己的庭院、阳台等种植花卉等小型植物，花卉种植的普及当然也带来了一些小小的难题，如主人因出差、旅行或异地工作周末回家等原因造成的浇水“难”或工作忙而忘记浇水等问题。作为一些大型的花卉的养殖的基地，如果控制不好浇水量，还有一些必要措施的布置，这些系统的缺失，就会导致花卉的淹死，从而导致更加严重的经济损失。为了解决以上这些问题，智能浇灌器应运而生。然而，目前市面上的浇灌器大多数为传统人工式、太阳能式、自动式等功能相对单一类型，很少出现集成几种先进技术于一体的浇灌器。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于更好的解决用户和一些大型种植户的上述这些情况，而又创新于目前市面上的太阳能风力发电智能浇灌器，该智能浇灌器综合太阳能发电、风力发电及节水式自动浇灌技术三者的优势于一体，是一种无人看管、远程监测控制，可以解决人们浇花烦恼的太阳能风力发电智能浇灌器。本智能浇灌器适用于家用浇灌和不规则地形喷灌需要的种植户浇灌。本太阳能风力发电智能浇灌器综合运用太阳能和风能发电，为实现节约电能提供理论支撑和关键技术与设备，同时机组运行时降低能耗，通过土壤湿度传感器、单片机等定时调节控制浇水量使浇灌过程达到良好的节水效果，既节电又节水，具有多重节能的实用价值。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：本太阳能风力发电智能浇灌器主要包含太阳能风力互补发电装置和智能节水浇灌控制装置两大部分。太阳能风力互补发电装置安装在智能节水浇灌控制装置的上方，太阳能风力互补发电装置主要包括风力发电叶片、太阳能光伏电池板、电机、电源开关、风能转换器、单片机、太阳能转换器、蓄电池、光敏传感器，控制电路。智能节水浇灌控制装置主要由水泵、高压雾化浇灌喷头、电磁阀、水管、单片机等器件组成。

优选的，所述的太阳能风力互补发电装置为本为太阳能风力发电智能浇灌器电源的主要来源，可分为太阳能发电单元、风力发电单元和电源控制系统三大组成部分，其内设的主要元器件主要包括风力发电机、太阳能光伏电池板、风光互补控制器、蓄电池、逆变器、交直流负载等。

优选的，所述的太阳能发电单元主要采用光伏发电系统。光伏发电系统主要由太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器组成，其中太阳能电池是光伏发电系统的关键部分，本发电装置的太阳能电池主要采用晶体硅电池。

优选的，所述的风力发电单元主要分为风力机和发电机两部分，核心动力装置就是风力发电叶片部分，叶片的平面形状与剖面几何形状和风力机空气动力特性密切相关，特别是剖面几何形状即翼型气动特性的好坏，将直接影响风力发电机的风能利用系数。

优选的，所述的电源控制系统是本发电装置的核心模块，它实现了对光电转换、风电转换、信息显示以及电路保护的重要控制功能。控制系统的核心为单片机，单片机通过相应的外围电路来控制相应的功能模块，从而保障整个装置平稳工作。单片机完成了电压检测、电流检测、保护电路、驱动电路的控制、显示电路的输出等的一系列功能。

优选的，所述的智能节水浇灌控制装置由硬件和软件两大设计部分组成，可实现微功耗的水阀开启和关闭，并能自动感应土壤的干湿，根据植物的需要进行全自动节水浇灌。使用时需把两个干湿探测电极插入深度适当的土壤中，进水端口接上水源，出水端口用水管连接喷头、滴水器等浇灌器具，就可以在土壤干燥缺水时自动打开水源进行浇灌，在土壤达到设定的湿度时自动切断水源停止浇灌，达到了对植物进行全自动控制浇灌。

优选的，所述的智能节水浇灌控制装置分为控制器和水泵两部分。该控制器由电源电路、MC9S08AW60最小系统、间隔天数设定模块、运行时间设定模块、流量调节模块、启动电路、驱动电路及指示灯等组成。该水泵采用某厂生产的电机与水泵一体的微型直流隔膜水泵，电机额定电压12V，额定功率16W，最大压力0.6MPa，最大流量2.4L/min。

优选的，所述的智能节水浇灌控制装置的软件部分主要由单片机软件编程设计部分、智能手机远程控制系统和相关独有的安全防护系统组成。其中，整个单片机软件编程设计部分主要包括系统初始化模块、时钟模块、浇水模式切换模块、A/D数据采集模块以及控制信号输出模块五大部分组成。智能手机远程控制系统能够满足用户远程控制并自动浇灌的需求。独有的安全防护系统，主要包括智能主板、记忆芯片、定时器三大防护部件。智能主板具有特定的主板电流感应器，当主板检测到电流异常时，可自动启动保护并自动断电。记忆芯片和定时器可让用户放心设置使用时间，设定一次定时时间后，本智能浇灌器可精准按照设定时间工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于太阳能风力互补发电装置的存在，故本智能节水浇灌控制装置在不需市电和布埋线的条件下，实现微功耗的水阀开启和关闭，并能自动感应土壤的干湿，根据植物的需要进行全自动节水浇灌。具有节电、节水的双重节能效益。通过目前普及使用的智能手机远程控制植物的浇灌情况，不仅方便人们使用本装置，而且可以提高人们对绿色种植的乐趣。

附图说明

图1为本总体结构示意图。

图中：1.风力发电叶片 2.太阳能光伏电池板 3.电机 4.电源开关 5.风能转换器 6.水泵 7.高压雾化浇灌喷头 8.电磁阀 9.水管 10.单片机 11.太阳能转换器 12.蓄电池 13.光敏传感器。

图2为本硬件电路整体设计框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，需要强调的是，这些实施例用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。

实施例：参见附图1，本发明提供的太阳能风力发电智能浇灌器主要包含太阳能风力互补发电装置和智能节水浇灌控制装置两大部分。太阳能风力互补发电装置安装在智能节水浇灌控制装置的上方，太阳能风力互补发电装置主要包括风力发电叶片1、太阳能光伏电池板2、电机3、电源开关4、风能转换器5、单片机10、太阳能转换器11、蓄电池12、光敏传感器13，控制电路。智能节水浇灌控制装置主要由水泵6、高压雾化浇灌喷头7、电磁阀8、水管9、单片机10等器件和控制电路组成。所述的太阳能风力互补发电装置为本为太阳能风力发电智能浇灌器电源的主要来源，可分为太阳能发电单元、风力发电单元和电源控制系统三大组成部分，其内设的主要元器件主要包括风力发电机、太阳能光伏电池板2、风光互补控制器、蓄电池12、逆变器、交直流负载等。所述的太阳能发电单元主要采用光伏发电系统。光伏发电系统主要由太阳能电池、蓄电池12、控制器和逆变器组成，其中太阳能电池是光伏发电系统的关键部分，本发电装置的太阳能电池主要采用晶体硅电池。所述的风力发电单元主要分为风力机和发电机两部分，核心动力装置就是风力发电叶片2部分，叶片的平面形状与剖面几何形状和风力机空气动力特性密切相关，特别是剖面几何形状即翼型气动特性的好坏，将直接影响风力发电机的风能利用系数。所述的电源控制系统是本发电装置的核心模块，它实现了对光电转换、风电转换、信息显示以及电路保护的重要控制功能。控制系统的核心为单片机10，单片机10通过相应的外围电路来控制相应的功能模块，从而保障整个装置平稳工作。单片机10完成了电压检测、电流检测、保护电路、驱动电路的控制、显示电路的输出等的一系列功能。所述的智能节水浇灌控制装置由硬件和软件两大设计部分组成，可实现微功耗的水阀开启和关闭，并能自动感应土壤的干湿，根据植物的需要进行全自动节水浇灌。使用时需把两个干湿探测电极插入深度适当的土壤中，进水端口接上水源，出水端口用水管连接喷头、滴水器等浇灌器具，就可以在土壤干燥缺水时自动打开水源进行浇灌，在土壤达到设定的湿度时自动切断水源停止浇灌，达到了对植物进行全自动控制浇灌。所述的智能节水浇灌控制装置分为控制器和水泵两部分。该控制器由电源电路、MC9S08AW60最小系统、间隔天数设定模块、运行时间设定模块、流量调节模块、启动电路、驱动电路及指示灯等组成。该水泵采用某厂生产的电机与水泵一体的微型直流隔膜水泵，电机额定电压12V，额定功率16W，最大压力0.6MPa，最大流量2.4L/min。所述的智能节水浇灌控制装置的软件部分主要由单片机软件编程设计部分、智能手机远程控制系统和相关独有的安全防护系统组成。其中，整个单片机软件编程设计部分主要包括系统初始化模块、时钟模块、浇水模式切换模块、A/D数据采集模块以及控制信号输出模块五大部分组成。智能手机远程控制系统能够满足用户远程控制并自动浇灌的需求。独有的安全防护系统，主要包括智能主板、记忆芯片、定时器三大防护部件。智能主板当主板检测到电流异常时，可自动启动保护并自动断电。记忆芯片和定时器设定一次定时时间后，本智能浇灌器可精准按照设定时间工作。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，其依然可以对上述实施例所记载的技术方案做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，凡在本发明的精神和原则之内，本领域技术人员未付出创造性劳动而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。