一种用于植物的灌溉系统及方法与流程

本发明涉及智能灌溉领域，特别是涉及一种用于植物的灌溉系统及方法。

背景技术：

传统的园林灌溉通常需要通过灌溉人员现场铺设管道，人工控制灌溉过程的启动与停止。随着水资源危机的加剧，园林灌溉设备正朝着更加环保、采用新材料、智能化控制、跨行业开发、低压喷洒、降低能耗、综合利用、多种用途方向稳步发展。目前园林灌溉技术包括泵站技术、喷滴灌技术、阀门技术等。从滴灌(嵌入式滴头、管上式滴头)、地埋式跳起式微喷、地上式微喷、滴箭、涌泉灌、地埋式跳起式旋转喷头、摇臂喷头、喷枪、指针式喷灌、滚移式喷灌等，可以说覆盖了园林灌溉的方方面面。但是，这些灌溉方式应用于所有的植物品种，由于不同植物品种的灌溉需求不同，因此，灌溉时仍需要工作人员手动调整灌溉策略，灌溉效率不高。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于植物的灌溉系统及方法，以实现不同植物品种的自动灌溉，提高灌溉效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种用于植物的灌溉系统，所述灌溉系统包括：

湿度传感器、主机、第一电磁阀、水泵、计时器、管道；所述湿度传感器固定于植物所在区域的土壤内；所述主机内存储有植物灌溉数据表；所述植物灌溉数据表包括每个种类的植物对应的每个月份的湿度数据和酸碱度数据；

所述湿度传感器的数据输出端和所述计时器均与所述主机的输入端相连；所述主机用于根据所述湿度传感器的检测数据和所述植物灌溉数据表的湿度数据，确定植物当前的灌溉量；

所述主机的输出端与所述第一电磁阀的输入端连接，所述第一电磁阀的输出端与所述水泵的控制端连接，所述水泵的出水口与所述管道连接；所述管道铺设于植物所在区域内；所述主机用于根据所述植物当前的灌溉量调节所述第一电磁阀的通断时间，进而调节所述水泵的开启时间。

可选的，所述灌溉系统还包括：

ph值传感器和肥料添加装置，所述ph值传感器固定于所述植物所在区域的土壤内；所述ph值传感器的数据输出端与所述主机的输入端相连，所述主机用于根据所述ph值传感器的检测数据和所述植物灌溉数据表的酸碱度数据，确定植物当前的施肥种类和施肥量；

所述肥料添加装置固定于所述管道的入口处，所述肥料添加装置包括多个挡板和第二电磁阀，一个所述挡板对应一个出口，不同出口处对应装有不同种类的肥料；所述肥料添加装置的多个出口均对应所述管道的入口位置；所述主机的输出端与所述肥料添加装置相连；所述主机用于根据所述植物当前的施肥种类和施肥量，调节所述挡板的打开位置和打开时间，以调整出口打开位置和打开时间；当所述挡板打开时，所述挡板对应的出口流通，所述出口处的肥料通过所述管道的入口进入所述管道。

可选的，所述灌溉系统还包括：

温度传感器，所述温度传感器固定于所述植物所在区域的土壤内；所述温度传感器的数据输出端与所述主机的输入端相连，所述主机用于判断所述温度传感器获取的温度数据是否小于设定温度阈值；当所述植物当前的温度数据小于设定温度阈值时，确定水泵的开启时间为零。

可选的，所述灌溉系统还包括：

摄像头，所述摄像头设置于土壤表层的上方，所述摄像头的高度与植物的高度对应；所述摄像头用于拍摄植物图像；所述摄像头的图像输出端与所述主机的输入端相连，所述主机内还存储有植物种类数据库，所述植物种类数据库中包括不同种类植物的特征图像；所述主机用于根据所述植物图像和所述植物种类数据库，确定所述植物图像对应的植物的种类。

一种用于植物的灌溉方法，所述灌溉方法包括：

获取植物的种类；

根据所述植物的种类，获取预先存储的植物灌溉数据表；所述植物灌溉数据表包括每个种类的植物对应的每个月份的湿度数据和酸碱度数据；

获取所述植物当前土壤的湿度数据；

根据所述湿度数据和所述植物灌溉数据表，确定所述植物当前的灌溉量；

根据所述植物当前的灌溉量调整水泵的开启时间，对所述植物进行灌溉。

可选的，所述获取植物的种类，具体包括：

获取摄像头拍摄的植物图像；所述摄像头设置于土壤表层的上方，所述摄像头的高度与植物的高度对应；

获取存储的植物种类数据库；所述植物种类数据库中包括不同种类植物的特征图像；

根据所述植物图像和所述植物种类数据库，确定所述植物图像对应的植物的种类。

可选的，所述获取所述植物当前土壤的湿度数据，之后还包括：

获取所述植物当前土壤的ph值数据；

根据所述ph值数据和所述植物灌溉数据表，确定所述植物当前的施肥种类和施肥量；

根据所述植物当前的施肥种类和施肥量，调整肥料添加装置的出口打开位置和打开时间；所述肥料添加装置包括多个出口，不同出口处对应装有不同种类的肥料。

可选的，所述确定所述植物当前的灌溉量，之后还包括：

获取所述植物当前土壤的温度数据；

判断所述植物当前的温度数据是否小于设定温度阈值，得到第一判断结果；

当所述第一判断结果表示所述植物当前的温度数据小于设定温度阈值时，确定水泵的开启时间为零；

当所述第一判断结果表示所述植物当前的温度数据不小于设定温度阈值时，根据所述植物当前的灌溉量和所述水泵的出水速度，确定所述水泵的开启时间。

可选的，所述确定所述植物当前的灌溉量，之后还包括：

获取当前的天气预报信息；所述天气预报信息为设定时长范围内的天气预报信息；

判断所述天气预报信息中是否包括下雨信息，得到第二判断结果；

当所述第二判断结果表示所述天气预报信息中包括下雨信息时，确定水泵的开启时间为零；

当所述第二判断结果表示所述天气预报信息中不包括下雨信息时，根据所述植物当前的灌溉量和所述水泵的出水速度，确定所述水泵的开启时间。

可选的，所述当所述第二判断结果表示所述天气预报信息中包括下雨信息时，确定水泵的开启时间为零，之后还包括：

获取下雨信息中的下雨时刻；

在所述下雨时刻，返回“获取所述植物当前土壤的湿度数据”步骤。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

通过湿度传感器实时检测土壤的湿度，进而确定植物是否需要灌溉以及具体的灌溉量，避免了传统灌溉出现过涝或过旱的情况。同时，灌溉时根据灌溉量控制水泵的开启时间，以此调节灌溉量，实现自动灌溉的目的，提高灌溉效率。在具体实施时，还可以结合ph值传感器实现自动施肥的效果；同时，结合温度传感器、天气预报信息等，进一步考虑其他多因素，实现灌溉过程的精准控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明植物灌溉系统的结构示意图；

图2为本发明植物灌溉方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明植物灌溉系统的结构示意图。如图1所示，所述灌溉系统包括：湿度传感器1、主机2、第一电磁阀3、水泵4、计时器5、管道6。所述湿度传感器1固定于植物所在区域的土壤内。所述主机2内存储有植物灌溉数据表；所述植物灌溉数据表包括每个种类的植物对应的每个月份的湿度数据和酸碱度数据。所述湿度传感器1的数据输出端和所述计时器5均与所述主机2的输入端相连；所述主机2用于根据所述湿度传感器1的检测数据和所述植物灌溉数据表的湿度数据，确定植物当前的灌溉量。所述主机2的输出端与所述第一电磁阀3的输入端连接，所述第一电磁阀3的输出端与所述水泵4的控制端连接，所述水泵4的出水口与所述管道6连接；所述管道6铺设于植物所在区域内。所述主机2用于根据所述植物当前的灌溉量调节所述第一电磁阀3的通断时间，进而调节所述水泵4的开启时间。

为了进一步提高灌溉的效率，避免浪费水源，还可以增加温度传感器，所述温度传感器固定于所述植物所在区域的土壤内；所述温度传感器的数据输出端与所述主机的输入端相连，所述主机用于判断所述温度传感器获取的温度数据是否小于设定温度阈值；当所述植物当前的温度数据小于设定温度阈值时，确定水泵的开启时间为零。这样可以避免在温度低的情况下仍旧对植物进行灌溉，导致土壤中灌溉水结冰，冻伤植物或者浪费水源的问题。

除了上述功能，本发明的灌溉系统还可以实现自动施肥的功能。此时，该灌溉系统还包括：ph值传感器和肥料添加装置，所述ph值传感器固定于所述植物所在区域的土壤内；所述ph值传感器的数据输出端与所述主机的输入端相连，所述主机用于根据所述ph值传感器的检测数据和所述植物灌溉数据表的酸碱度数据，确定植物当前的施肥种类和施肥量。所述肥料添加装置固定于所述管道的入口处，所述肥料添加装置包括多个挡板和第二电磁阀，一个所述挡板对应一个出口，不同出口处对应装有不同种类的肥料；所述肥料添加装置的多个出口均对应所述管道的入口位置；所述主机的输出端与所述肥料添加装置相连；所述主机用于根据所述植物当前的施肥种类和施肥量，调节所述挡板的打开位置和打开时间，以调整出口打开位置和打开时间；当所述挡板打开时，所述挡板对应的出口流通，所述出口处的肥料通过所述管道的入口进入所述管道。

本发明的灌溉系统还可以实现自动识别植物种类的功能，此时灌溉系统还包括：摄像头，所述摄像头设置于土壤表层的上方，所述摄像头的高度与植物的高度对应；所述摄像头用于拍摄植物图像；所述摄像头的图像输出端与所述主机的输入端相连，所述主机内还存储有植物种类数据库，所述植物种类数据库中包括不同种类植物的特征图像；所述主机用于根据所述植物图像和所述植物种类数据库，确定所述植物图像对应的植物的种类。

本发明中主机的个数为多个，不同主机对应的灌溉区域不同。整个灌溉系统采用无线通讯装置实现主机与其他器件之间的通讯，所述无线通讯装置为蓝牙装置或者无线局域网装置。

图2为本发明植物灌溉方法的流程示意图。如图1所示，所述灌溉方法包括以下步骤：

步骤100：获取植物的种类。具体的，可以采用摄像头实现这一功能，将摄像头设置于土壤表层的上方，所述摄像头的高度与植物的高度对应；对应是指摄像头的高度能够清楚的拍摄植物的叶子图像或者茎秆图像，以通过叶子或者茎秆实现植物种类识别的过程。摄像头设置于土壤表层的上方的方式，可以是通过固定于植物枝干上，或者固定于支架上，还可以通过悬挂的方式将摄像头固定，无论采用何种固定方式，只需保证摄像头的高度与植物的高度对应即可。首先获取摄像头拍摄的植物图像，然后获取存储的植物种类数据库，所述植物种类数据库中包括不同种类植物的特征图像，特征图像包括植物叶子图像或者茎秆图像；最后将植物图像与所述植物种类数据库中的特征图像进行比、筛选，便可以直接确定所述植物图像对应的植物的种类。

步骤200：根据植物的种类，自动获取预先存储的植物灌溉数据表。所述植物灌溉数据表包括每个种类的植物对应的每个月份的湿度数据和酸碱度数据。

步骤300：获取植物当前土壤的湿度数据。采用湿度传感器便可以实现该功能，前述已说明湿度传感器的设置位置，此处不再赘述。

步骤400：根据湿度数据和植物灌溉数据表，确定植物当前的灌溉量。由于植物灌溉数据表中包括每个种类的植物对应的每个月份的湿度数据和酸碱度数据，即为标准值，或者称为理论值。将当前植物的湿度数据(即实际值)与植物灌溉数据表对比，便可确定当前月份当前植物的湿度标准值与实际值之间的差值，将两者作差，即可求得所需的灌溉量。

步骤500：根据植物当前的灌溉量调整水泵的开启时间，对植物进行灌溉。

考虑土壤温度的因素，避免温度过低时灌溉，导致浪费水源或者冻伤植物的问题，在步骤400中确定所述植物当前的灌溉量，之后还包括：

获取所述植物当前土壤的温度数据；判断所述植物当前的温度数据是否小于设定温度阈值，得到第一判断结果；当所述第一判断结果表示所述植物当前的温度数据小于设定温度阈值时，确定水泵的开启时间为零；即温度过低时，不实施灌溉。当所述第一判断结果表示所述植物当前的温度数据不小于设定温度阈值时，根据所述植物当前的灌溉量和所述水泵的出水速度，确定所述水泵的开启时间。

同时考虑天气的因素，避免灌溉与下雨交叉重叠，浪费水源，在步骤400中确定所述植物当前的灌溉量，之后还包括：获取当前的天气预报信息；所述天气预报信息为设定时长范围内的天气预报信息；判断所述天气预报信息中是否包括下雨信息，得到第二判断结果；当所述第二判断结果表示所述天气预报信息中包括下雨信息时，确定水泵的开启时间为零；即有下雨隐患时，不实施灌溉。当所述第二判断结果表示所述天气预报信息中不包括下雨信息时，根据所述植物当前的灌溉量和所述水泵的出水速度，确定所述水泵的开启时间。

当天气预报信息中包括下雨信息时，确定水泵的开启时间为零，之后还包括：获取下雨信息中的下雨时刻；在所述下雨时刻，返回“获取所述植物当前土壤的湿度数据”步骤，重新获取植物当前土壤的湿度数据。

本发明还可实现自动施肥的功能，具体过程如下：

获取所述植物当前土壤的ph值数据；根据所述ph值数据和所述植物灌溉数据表，确定所述植物当前的施肥种类和施肥量；根据所述植物当前的施肥种类和施肥量，调整肥料添加装置的出口打开位置和打开时间；所述肥料添加装置包括多个出口，不同出口处对应装有不同种类的肥料。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。