一种草地自动灌溉系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种草地自动灌溉系统，包含喷头模块、电机模块、设定模块、控制模块和无线传输模块；喷头模块包含若干个均匀分布在草地上的喷头单元；喷头单元包含喷头本体、微控制器和土壤湿度感应器；无线传输模块由若干个分布节点单元和一个汇总节点单元组成，其中，分布节点单元与喷头单元一一对应，汇总节点单元与控制模块相连；控制模块包含计时单元和警戒单元；计时单元在用户设定的工作时间点对土壤湿度低于需求湿度的草地控制喷头模块进行灌溉；警戒单元在草地的土壤湿度低于警戒湿度时控制喷头模块对其进行灌溉。本发明结构简单，使用方便；且无需人为操作，自动对草地进行维护。
【专利说明】一种草地自动灌溉系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及自动化领域，尤其涉及一种草地自动灌溉系统。
【背景技术】
[0002]喷灌系统有多种类型。
[0003]按水流获得的压力方式可分为机压式、自压式和提水蓄能式喷灌系统；按喷灌设备的形式可分为管道式和机组式喷灌系统；按喷洒方式可分为定喷式和行喷式喷灌系统。
[0004]中国一般将喷灌系统划分为移动式、固定式和半固定式三种类型。
[0005]移动式喷灌系统从田间渠道、井、塘直接吸水，其动力、水泵、管道和喷头全部可以移动，这种系统的机械设备利用率高，应用最为广泛。如20世纪60年代以前苏联等国采用较多的双悬臂式喷灌机，是一种由拖拉机拖带的单喷头远射程喷灌机；70年代以来，美、苏等国采用的配带动力水泵的时针式喷灌机和平移式喷灌机，中国采用的小型喷灌机组；由多级管道组成的全移动管道式喷灌机组和有动力水泵配套的绞盘式喷灌机等。
[0006]固定式喷灌系统动力、水泵固定，输(配)水干管(分干管)及工作支管均埋入地下。喷头可常年安装在与支管连接伸出地面的竖管上，也可按轮灌顺序轮换安装使用。这种形式虽然运行管理方便，并便于实现自动控制，但因设备利用率低，投资大，竖管妨碍机耕，世界各国发展面积都不多。一般只用于灌水次数频繁、经济价值高的蔬菜和经济作物的灌溉。
[0007]半固定式喷灌系统动力、水泵固定，输(配)水干管(分干管)埋入地下，工作支管和喷头可以移动，由连接在干管(分干管)伸出地面的给水栓向支管供水。移动支管可以采用人工移动，也可以用机械移动。滚移式、端拖式、不配带动力水泵的时针式、平移式、绞盘式等，是世界各国采用较多的几种机械移管方式。由于半固定式喷灌系统设备利用率较高，运行管理比较方便，故为世界各国广泛采用。
[0008]我国的草地喷灌系统很多都采用固定式喷灌系统。
[0009]专利“灌溉系统”(申请号201310191289.5，申请日2013.05.21)公布了一种灌溉系统，包括:发动机、开关、电源、水泵和喷头，所述灌溉系统还包括控制器，所述开关同时与所述控制器、所述电源和所述发动机电连接，所述水泵与所述发动机和所述电源电连接，并连接所述喷头。其中一个实施例中，所述控制器用于定时发送启动信号和结束信号给所述开关；所述开关用于响应所述控制器发出的所述启动信号，连通所述电源和所述发动机，以及响应所述结束信号，断开所述电源和所述发动机的连接。如此一来只需设定需要的时间便可自动对植物灌溉，节约人力财力。
[0010]这种方式只能在固定的时间点启动喷头对草地进行固定时间的喷洒，没有考虑到草地是否需要水，不能有效的节省水。
[0011]专利“远程传感和调适灌溉系统”(申请号:201280062812.8申请日:2012-12-19)公开了一种灌溉系统，该灌溉系统持续地监控受其照料的草地或植物的状态并且在所需之时将水导引到所需之处使草地或植物保持健康。所述系统可显著降低水使用、不必要的渗流以及流失。具有平移和倾斜能力的水喷嘴可将水导引到所需之处。图像传感器可持续地获取和分析草地或植物的图像来决定洒水需求。所述图像传感器也可在所述灌溉系统正将水输送到所述草地或植物时监控水着陆之处。这个信息可用来调整水输送目标以确保精确地灌溉意欲场所。具有最小流量分散的层流喷嘴可改进水输送精确度和水着陆之处的检测。
[0012]该专利需要通过图像传感器获得图像后，对图像进行分析才能做出洒水决定，一方面成本较高，另一方面计算非常复杂。
【发明内容】
[0013]本发明所要解决的技术问题是针对【背景技术】中所涉及的缺陷，提供一种草地自动灌概系统。
[0014]本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:
一种草地自动灌溉系统，包含喷头模块、电机模块、设定模块、控制模块和无线传输模块；
所述喷头模块包含若干个均匀分布在草地上的喷头单元；
所述喷头单元包含喷头本体、微控制器和土壤湿度感应器，所述土壤湿度感应器设置在土壤内、用于检测土壤的湿度，所述微控制器分别与喷头本体、土壤湿度感应器电气相连，用于接收土壤湿度感应器检测到的当前土壤湿度以及控制喷头本体的开启和关闭；所述电机模块与各个喷头单元相连，用于提供动力；
所述设定模块用于设定所述灌溉系统的需求湿度、警戒湿度和工作时间点；
所述无线传输模块由若干个分布节点单元和一个汇总节点单元组成；
所述分布节点单元与喷头单元一一对应、且与其对应的喷头单元的微控制器电气相连，用于将微控制器接收到的土壤湿度传递给汇总控制单元；
所述汇总节点单元与控制模块相连，用于将接收到的各个分布节点单元的土壤湿度信息传递给控制模块、将控制模块的命令传递到各个分布节点单元；
所述控制模块包含计时单元和警戒单元；
所述计时单元用于在用户设定的工作时间点控制喷头模块对土壤湿度低于需求湿度的草地进行灌溉、使其土壤湿度达到需求湿度；
所述警戒单元用于在草地的土壤湿度低于警戒湿度时控制喷头模块对其进行灌溉、使其土壤湿度在警戒湿度之上。
[0015]作为本发明一种草地自动灌溉系统进一步的优化方案，所述分布节点单元与汇总节点单元之间基于zigbee协议进行通信。
[0016]作为本发明一种草地自动灌溉系统进一步的优化方案，还包含显示模块，所述显示模块与控制模块相连，用于显示草地上各个区域的当前土壤湿度。
[0017]作为本发明一种草地自动灌溉系统进一步的优化方案，所述显示模块采用液晶显示器。
[0018]作为本发明一种草地自动灌溉系统进一步的优化方案，所述控制模块的处理器采用ARM系列单片机。
[0019]作为本发明一种草地自动灌溉系统进一步的优化方案，所述控制模块的处理器采用SAA7750单片机。
[0020]本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:
1.结构简单，使用方便；
2.无需人为操作，自动对草地进行维护；
3.工作时间点由用户设定，可以设定在深夜等无人时间段，避免喷洒时造成困扰；
4.采用警戒湿度对草地进行保护，确保植物的生存状态。
【具体实施方式】
[0021]下面对本发明的技术方案做进一步的详细说明:
本发明公开了一种草地自动灌溉系统，包含喷头模块、电机模块、设定模块、控制模块和无线传输模块；
所述喷头模块包含若干个均匀分布在草地上的喷头单元；
所述喷头单元包含喷头本体、微控制器和土壤湿度感应器，所述土壤湿度感应器设置在土壤内、用于检测土壤的湿度，所述微控制器分别与喷头本体、土壤湿度感应器电气相连，用于接收土壤湿度感应器检测到的当前土壤湿度以及控制喷头本体的开启和关闭；所述电机模块与各个喷头单元相连，用于提供动力；
所述设定模块用于设定所述灌溉系统的需求湿度、警戒湿度和工作时间点；
所述无线传输模块由若干个分布节点单元和一个汇总节点单元组成；
所述分布节点单元与喷头单元——对应、且与其对应的喷头单元的微控制器电气相连，用于将微控制器接收到的土壤湿度传递给汇总控制单元；
所述汇总节点单元与控制模块相连，用于将接收到的各个分布节点单元的土壤湿度信息传递给控制模块、将控制模块的命令传递到各个分布节点单元；
所述控制模块包含计时单元和警戒单元；
所述计时单元用于在用户设定的工作时间点控制喷头模块对土壤湿度低于需求湿度的草地进行灌溉、使其土壤湿度达到需求湿度；
所述警戒单元用于在草地的土壤湿度低于警戒湿度时控制喷头模块对其进行灌溉、使其土壤湿度在警戒湿度之上。
[0022]作为本发明一种草地自动灌溉系统进一步的优化方案，所述分布节点单元与汇总节点单元之间基于zigbee协议进行通信。
[0023]作为本发明一种草地自动灌溉系统进一步的优化方案，还包含显示模块，所述显示模块与控制模块相连，用于显示草地上各个区域的当前土壤湿度。
[0024]作为本发明一种草地自动灌溉系统进一步的优化方案，所述显示模块采用液晶显示器。
[0025]作为本发明一种草地自动灌溉系统进一步的优化方案，所述控制模块的处理器采用ARM系列单片机。
[0026]作为本发明一种草地自动灌溉系统进一步的优化方案，所述控制模块的处理器采用SAA7750单片机。
[0027]以上所述的【具体实施方式】，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的【具体实施方式】而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种草地自动灌溉系统，其特征在于，包含喷头模块、电机模块、设定模块、控制模块和无线传输模块； 所述喷头模块包含若干个均匀分布在草地上的喷头单元； 所述喷头单元包含喷头本体、微控制器和土壤湿度感应器，所述土壤湿度感应器设置在土壤内、用于检测土壤的湿度，所述微控制器分别与喷头本体、土壤湿度感应器电气相连，用于接收土壤湿度感应器检测到的当前土壤湿度以及控制喷头本体的开启和关闭；所述电机模块与各个喷头单元相连，用于提供动力； 所述设定模块用于设定所述灌溉系统的需求湿度、警戒湿度和工作时间点； 所述无线传输模块由若干个分布节点单元和一个汇总节点单元组成； 所述分布节点单元与喷头单元——对应、且与其对应的喷头单元的微控制器电气相连，用于将微控制器接收到的土壤湿度传递给汇总控制单元； 所述汇总节点单元与控制模块相连，用于将接收到的各个分布节点单元的土壤湿度信息传递给控制模块、将控制模块的命令传递到各个分布节点单元； 所述控制模块包含计时单元和警戒单元； 所述计时单元用于在用户设定的工作时间点控制喷头模块对土壤湿度低于需求湿度的草地进行灌溉、使其土壤湿度达到需求湿度； 所述警戒单元用于在草地的土壤湿度低于警戒湿度时控制喷头模块对其进行灌溉、使其土壤湿度在警戒湿度之上。
2.根据权利要求1所述的草地自动灌溉系统，其特征在于，所述分布节点单元与汇总节点单元之间基于zigbee协议进行通信。
3.根据权利要求1所述的草地自动灌溉系统，其特征在于，还包含显示模块，所述显示模块与控制模块相连，用于显示草地上各个区域的当前土壤湿度。
4.根据权利要求3所述的草地自动灌溉系统，其特征在于，所述显示模块采用液晶显示器。
5.根据权利要求1所述的草地自动灌溉系统，其特征在于，所述控制模块的处理器采用ARM系列单片机。
6.根据权利要求4所述的草地自动灌溉系统，其特征在于，所述控制模块的处理器采用SAA7750单片机。
【文档编号】A01G25/02GK104381095SQ201410560592
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月21日 优先权日:2014年10月21日
【发明者】胡国良 申请人:苏州合欣美电子科技有限公司