一种可编程太阳能灌溉控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及植物自动灌溉技术，尤其涉及一种可编程太阳能灌溉控制系统，属于植物灌溉技术领域。
[0002]
【背景技术】
[0003]根据植物的生长需要进行自动灌溉的系统很多，如园林草坪的灌溉，庄稼的灌溉。这些灌溉系统都在植物所在地面铺设灌溉管路，管路分主管路和与之连接的支管路，主管路接灌溉水源，支管路上设有喷水孔或者喷头。但目前的灌溉系统往往只有单一的灌溉模式，即在需要灌溉时启动水栗，灌溉到位后再关闭水栗。而植物的品种、气候环境和土壤环境等实际情况对温湿度要求千差万别，因此单一的灌溉模式难以实现灌溉的自动化。同时，如果灌溉场所距离市电较远，如野外环境下、高速路绿化带植物灌溉，能源的供给极不方便，有时不得不采用发电机发电，这样会大大增加灌溉及人力成本。
[0004]
【发明内容】
[0005]针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种可编程太阳能灌溉控制系统。本灌溉控制系统将太阳能充放电与灌溉控制进行结合，能够根据不同植物的各种不同需求进行灌溉策略的调整。
[0006]为实现本发明目的，采用了以下技术方案:
一种可编程太阳能灌溉控制系统，包括中央处理器、至少两个湿度传感器、多个电子开关、接口电路及控制终端；湿度传感器用于检测所灌溉土壤湿度，其输出接中央处理器，控制终端通过接口电路接中央处理器，以把根据不同灌溉对象和所处环境编写的灌溉程序输送给中央处理器，中央处理器的输出接所有电子开关，电子开关与灌溉管路上多个电磁阀一一对应以用于控制电磁阀通断；中央处理器根据湿度传感器的湿度信息和灌溉程序控制每个电子开关的开闭，其中湿度信息取所有湿度传感器获得的湿度最小值。
[0007]本灌溉控制系统还包括太阳能充放电部分，所述太阳能充放电部分包括太阳能板、充电电路、电池和供电电路，太阳能板通过充电电路接电池，电池的输出接供电电路，供电电路接用电设备，中央处理器同时接充电电路和供电电路，以根据需要控制充电电路对电池充电或由供电电路给用电设备供电。
[0008]进一步地，所述电子开关分为若干组，每组电子开关对应不同的灌溉区域，每组中的电子开关同步开闭，同一时段只有一组电子开关打开灌溉以确保每组灌溉水压和流量的均匀。
[0009]所述接口电路为标准的TTL接口电路，可通过系列转换器转换为RS232、RS485、USB、蓝牙、433或WIFI计算机接口标准。
[0010]所述控制终端为PC机、笔记本电脑、工控机、智能手机、平板电脑等可安装程序的智能设备，用于向中央处理器输入各种灌溉程序和控制指令。
[0011]与现有方法相比，本发明具有如下有益效果:
I)本发明可根据不同的灌溉对象和环境设置不同的灌溉程序，避免了所有对象都按同一模式灌溉带来的弊端，针对性更强。
[0012]2)本发明的灌溉程序和指令由控制终端写入，而控制终端为常见的各种程序输入设备，面对不同灌溉对象只需要输入不同的灌溉程序，使用灵活，切换简单快速。
[0013]3)本发明利用太阳能供电，很好地解决了野外环境下灌溉能源提供的问题，实现了灌溉过程的全自动化。
[0014]4)本发明分段灌溉，避免了现有灌溉模式下局部区域压力、流量不够导致的灌溉不均匀现象，灌溉更加均匀，更利于植物生长。
[0015]
【附图说明】
[0016]图1-本发明灌溉控制系统总体构架图。
[0017]
【具体实施方式】
[0018]参见图1，本发明可编程太阳能灌溉控制系统，包括中央处理器、湿度传感器、多个电子开关、接口电路及控制终端。湿度传感器用于检测所灌溉土壤湿度，其输出接中央处理器，控制终端通过接口电路接中央处理器，以把根据不同灌溉对象和所处环境编写的灌溉程序输送给中央处理器，中央处理器的输出接所有电子开关，电子开关与灌溉管路上多个电磁阀一一对应以用于控制电磁阀通断；中央处理器根据湿度传感器的湿度信息和灌溉程序控制每个电子开关的开闭。
[0019]所述湿度传感器为两个，必要时可进一步增加数量。主要功能是采集土壤湿度值并发送给中央处理器，中央处理器以两个湿度传感器获得的数值中取值较小的作为控制依据。当一个湿度传感器出现故障后，中央处理器收到的该湿度传感器的值为一个极大值，因为湿度值是本控制系统主要的控制依据，多个湿度传感器提供湿度参数，可以确保部分湿度传感器出现故障下本控制系统仍然可以正常使用。
[0020]本灌溉控制系统还包括太阳能充放电部分，所述太阳能充放电部分包括太阳能板、充电电路、电池和供电电路，太阳能板通过充电电路接电池，电池的输出接供电电路，供电电路接用电设备，中央处理器同时接充电电路和供电电路，以根据需要控制充电电路对电池充电或由供电电路给用电设备供电。太阳能充放电部分主要功能是根据中央处理器的指令对电池充电或给用电设备供电。
[0021]所述电子开关分为若干组，每组电子开关对应不同的灌溉区域，每组中的电子开关同步开闭，同一时段只有一组电子开关打开灌溉以确保每组灌溉水压和流量的均匀。或者每个电子开关对应不同的灌溉区域，同一时段只有一个电子开关打开灌溉以只对一个区域进行灌溉，即一个电磁阀控制一个支路，该支路就对应一个灌溉区域，这样可以确保每个灌溉区域水压和流量的均匀。
[0022]所述的接口电路，为标准的TTL标准，可通过系列转换器转换为RS232、RS485、USB、蓝牙、433、WIFI等常见计算机接口标准，从而实现是计算机相连。实现程序指令的输入、状态参数的监测等功能。
[0023]所述计算机可以是普遍的PC机、笔记本电脑、工控机、智能手机、平板电脑等可安装程序的智能设备。主要功能是通过接口与本控制器相连，输入各种指令。
[0024]本发明中央处理器包括了输入输出、运算处理、程序和数据存储等功能。主要完成两个功能:一、根据湿度传感器的湿度和预设的程序，按预定的流程开启和关闭相应的电子开关，从而驱动相应的电磁阀开启和关闭，实现预定的灌溉流程，并进行相应的流量控制。
[0025]二、根据电池中的电量，利用太阳能板的光伏效应按预设的程序给电池充电，并根据要求给各用电设备供电。
[0026]以下给出一个具体实施例以帮助理解本发明:
实施例为一段长500米长的高速公路绿化带进行自动灌溉。为保障灌溉的均匀度，保障正常水压下灌溉喷头的压力，将灌溉带分成10段进行分步灌溉，每段50米。当土壤湿度低于设定值T时，进行一次轮灌，每段灌溉时长为10分钟。由于分段后每段只有50米，因此每段灌溉时的水压和流量都能够得到保证，各段水压和流量也比较均匀，避免了整个500米一起灌溉可能出现的灌溉不均匀现象。比如保证了离水栗近的区域灌溉量，那么离水栗远的区域水压和流量就不够，或者保证了离水栗远的区域灌溉量，那么离水栗近的区域灌溉量就过多，从而导致各处不均匀。
[0027]实际操作时，将中央处理器、电池可靠安装在设备箱内；将湿度传感器安装于本例土壤中，并与中央处理器相连。将太阳能板安装在合适位置并与充电电路相连。
[0028]分别安装十个电磁阀于指定的管道处，并通过电线与十个电子开关依序号相连，每个电子开关和电磁阀对应一段灌溉区域。
[0029]将安装有灌溉程序的计算机(即本发明的控制终端)通过USB接口(即本发明的接口电路)与中央处理器相连，输入湿度阈值参数T、灌溉时长、灌溉顺序等参数即可。
[0030]上述各组成单元安装和参数设置完成后，中央处理器即可根据预定的流程和参数自动进行工作。对于不同的情形(如不同的灌溉对象、土壤环境等)，只需要改变湿度阈值参数T、灌溉时长、灌溉顺序参数即可。如果现有的灌溉程序不适合新的对象和环境，重新编写并输入新的灌溉参数即可。
[0031]最后说明的是，上述实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种可编程太阳能灌溉控制系统，其特征在于:包括中央处理器、至少两个湿度传感器、多个电子开关、接口电路及控制终端；湿度传感器用于检测所灌溉土壤湿度，其输出接中央处理器，控制终端通过接口电路接中央处理器，以把根据不同灌溉对象和所处环境编写的灌溉程序输送给中央处理器，中央处理器的输出接所有电子开关，电子开关与灌溉管路上多个电磁阀一一对应以用于控制电磁阀通断；中央处理器根据湿度传感器的湿度信息和灌溉程序控制每个电子开关的开闭，其中湿度信息取所有湿度传感器获得的湿度最小值。2.根据权利要求1所述的可编程太阳能灌溉控制系统，其特征在于:本灌溉控制系统还包括太阳能充放电部分，所述太阳能充放电部分包括太阳能板、充电电路、电池和供电电路，太阳能板通过充电电路接电池，电池的输出接供电电路，供电电路接用电设备，中央处理器同时接充电电路和供电电路，以根据需要控制充电电路对电池充电或由供电电路给用电设备供电。3.根据权利要求1所述的可编程太阳能灌溉控制系统，其特征在于:所述电子开关分为若干组，每组电子开关对应不同的灌溉区域，每组中的电子开关同步开闭，同一时段只有一组电子开关打开灌溉以确保每组灌溉水压和流量的均匀。4.根据权利要求1所述的可编程太阳能灌溉控制系统，其特征在于:所述接口电路为标准的TTL接口电路，可通过系列转换器转换为RS232、RS485、USB、蓝牙、433或WIFI计算机接口标准。5.根据权利要求1所述的可编程太阳能灌溉控制系统，其特征在于:所述控制终端为PC机、笔记本电脑、工控机、智能手机、平板电脑等可安装程序的智能设备，用于向中央处理器输入各种灌溉程序和控制指令。
【专利摘要】本发明公开了一种可编程太阳能灌溉控制系统，包括中央处理器、至少两个湿度传感器、多个电子开关、接口电路及控制终端；湿度传感器输出接中央处理器，控制终端通过接口电路接中央处理器，以把灌溉程序输送给中央处理器，中央处理器的输出接所有电子开关，电子开关与灌溉管路上多个电磁阀一一对应以用于控制电磁阀通断；中央处理器根据湿度传感器的湿度信息和灌溉程序控制每个电子开关的开闭，其中湿度信息取所有湿度传感器获得的湿度最小值。还包括太阳能充放电部分，太阳能充放电部分包括太阳能板、充电电路、电池和供电电路。本发明将太阳能充放电与灌溉控制结合，能够根据不同植物的需求进行灌溉策略的调整。
【IPC分类】A01G25/16
【公开号】CN105165566
【申请号】
【发明人】蓝章礼, 宋坤, 王昌贤, 何锦锋
【申请人】重庆交通大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年10月14日