一种种植屋面自动滴灌监测预警方法与流程

本发明涉及一种种植屋面自动滴灌监测预警方法，可用于监测种植屋面自动滴灌系统的运行状态，迅速发现系统的故障信息和位置并告知管理者，提高解决故障的时间。

背景技术：

种植屋面自动滴灌技术是根据埋设在植物土壤中湿度传感器采集的土壤湿度值与在控制程序中植物生长所需的土壤湿度设定值进行比较判断，当采集的土壤湿度值小于设定值时，自动打开水泵和电磁阀对植物进行滴灌，当采集的土壤湿度值大于设定值时，自动关闭水泵和电磁阀，整个过程无需人工直接参与，提高种植屋面浇灌的效率，大大节省了人力及维护费用。

自动滴灌技术在实际应用中，往往会出现土壤湿度值在设定范围之内，系统显示运行良好，但滴灌管网出现了滴头堵塞、毛管与支管分离、滴头与毛管分离等问题，滴头堵塞会导致植物长期缺少而死亡，尤其是在夏天，植物因缺少枯死非常频繁；毛管与支管分离、滴头与毛管分离等问题会导致大量浪费水资源。此外，当系统发生故障时，由于绿化植物多，滴灌管网布置复杂，不能迅速找出发生故障的区域，只能逐一排查，解决故障的时间较长。

现有技术对自动滴灌技术的监测预警主要针对监控土壤湿度值，通过土壤湿度值来判断植物的生长好坏，对于流量传感器的使用也主要安装在主管上，用来计量长时间滴灌的水流量，评价自动滴灌技术的节水效果，例如申请号为201410600171.8，名称为一种无线自动滴灌系统的发明申请，公布了一种无线自动滴灌系统，包括上位机、网关、无线模块、太阳能电池供电系统、田间控制器、传感器、变频器和电磁阀组成；所述传感器包括液位传感器、压力传感器、流量传感器、温度传感器，所述传感器安装在主管上，虽然通过传感器采集的数据来判断需要灌溉的区域并及时进行灌溉，但这些传感器并没有对故障信息的监测预警起到作用。

技术实现要素：

本发明为解决上述问题，提供一种种植屋面自动滴灌监测预警方法。

一种种植屋面自动滴灌监测预警方法，包括以下步骤：

（1）在自动滴灌控制装置内设定植物正常生长的土壤湿度值设定范围，土壤湿度设定最小值，土壤湿度设定最大值，所述土壤湿度值设定范围为植物滴灌从土壤湿度设定最小值开始到土壤湿度设定最大值结束的范围；

（2）根据滴灌管网中支管的布置位置将滴灌管网分为各自区域，对各支管所在区域的故障信息进行分别监测；

（3）在自动滴灌系统正常滴灌时采用安装在支管前端的流量传感器多次测定各支管所在区域植物在土壤湿度值设定范围内滴灌时的用水量，确定其中的最大用水量为该支管所在区域漏水故障的预警值，确定其中的最小用水量为该支管所在区域滴头堵塞故障的预警值，并将这些预警值设置在自动滴灌监测预警系统中；

（4）在土壤湿度值设定范围内，采用安装在支管前端的流量传感器实时采集各支管所在区域植物滴灌所需的用水量，并将该用水量与设定的系统正常滴灌时支管所在区域滴头堵塞故障的预警值和漏水故障的预警值对比判断；

（5）当采集的所在支管区域的用水量大于支管所在区域漏水故障的预警值时，可判断该区域发生漏水故障，将此故障信息和位置发送给管理者，当采集的所在支管区域的用水量小于支管所在区域滴头堵塞故障的预警值时，可判断该区域发生滴头堵塞故障，将此故障信息和位置发送给管理者；

（6）通过埋设在植物土壤中土壤湿度传感器采集的数据与土壤湿度值设定范围进行对比，当实时采集的土壤湿度值长时间在设定的土壤湿度值范围之外，可迅速判断当前系统存在故障，并将故障信息发送给管理者。

进一步地，所述自动滴灌控制装置包括单片机模块、土壤湿度采集模块、电磁阀、水泵。

本发明所述的一种种植屋面自动滴灌监测预警方法，当滴灌管网出现了滴头堵塞、毛管与支管分离、滴头与毛管分离等问题时，可迅速将发送故障的区域和故障信息迅速发送至管理者，管理者收到故障信息后可到发生区域迅速解决问题，避免了因滴头堵塞导致植物长期缺水而死亡，也避免了因毛管与支管分离、滴头与毛管分离而导致大量浪费水资源。

附图说明

图1为本发明实施例的种植屋面自动滴灌监测预警系统的结构示意图

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细阐述。

图1为一种种植屋面自动滴灌监测预警系统，包括自动滴灌控制装置、滴灌管网122、GSM模块118和区域流量监测预警系统，所述自动滴灌控制装置包括单片机模块117、土壤湿度传感器102、电磁阀120、水泵119，所述滴灌管网122包括主管121、干管111、支管108、支管112、支管113、支管116，毛管104和滴头103，所述滴灌管网122按照支管的布置分为区域A101、区域B105、区域C106、区域D107，所述区域流量监控预警系统包括流量传感器A109、流量传感器B110、流量传感器C114、流量传感器D115，所述流量传感器安装在支管的前端，其和GSM模块与单片机模块117连接。

所述自动滴灌控制装置可根据采集的土壤湿度值与土壤湿度设定值对比判断来控制电磁阀120和水泵119在土壤湿度值设定范围内滴灌，所述土壤湿度设定值包括土壤湿度设定最小值和土壤湿度设定最大值，所述土壤湿度值设定范围为植物滴灌时从土壤湿度设定最小值开始滴灌到土壤湿度设定最大值结束的范围。所述区域流量监控预警系统用于将植物在土壤湿度设定范围内滴灌时实时采集的支管区域用水量与设定的系统正常滴灌时支管区域用水量设定值对比来判断支管各区域的漏水、滴头堵塞的故障信息，并将故障信息发送给管理者。

在种植屋面植物滴灌时，若区域A101、区域B105、区域C106、区域D107中某一区域出现漏水故障，则该区域在一定时间内的用水量将大于无漏水故障时的用水量，当某一区域出现多个滴头堵塞时，则该区域在一定时间内的用水量将小于无滴头堵塞故障时的用水量，通过对各区域支管用水量的监测，当某区域用水量异常时，可迅速判断该区域发生故障。基于此原理，种植屋面自动滴灌系统监测预警方法，包括以下步骤：

（1）根据植物种类，在自动滴灌控制装置内设定植物正常生长的土壤湿度值设定范围，土壤湿度设定最小值，土壤湿度设定最大值，所述土壤湿度值设定范围为植物滴灌从土壤湿度设定最小值开始到土壤湿度设定最大值结束的范围；

（2）根据支管108、支管112、支管113、支管116的布置位置将滴灌管网122分为区域A101、区域B105、区域C106、区域D107，分别对这些区域的故障进行单独监测；

（3）在自动滴灌系统正常滴灌时，采用安装在支管前端的流量传感器多次测定各支管所在区域植物在土壤湿度值设定范围内滴灌时的用水量，确定其中的最大用水量为该支管所在区域漏水故障的预警值，确定其中的最小用水量为该支管所在区域滴头堵塞故障的预警值，并将这些预警值设置在种植屋面自动滴灌控制装置中；

（4）在土壤湿度值设定范围内，采用安装在支管前端的流量传感器实时采集各支管所在区域滴灌时所需的用水量，并将该用水量与设定的系统正常滴灌时支管所在区域滴头堵塞故障的预警值和漏水故障的预警值对比判断；

（5）当采集的所在支管区域的用水量大于支管所在区域漏水故障的预警值时，可判断该区域发生漏水故障，将此故障信息和位置发送给管理者，当采集的所在支管区域的用水量小于支管所在区域滴头堵塞故障的预警值时，可判断该区域发生滴头堵塞故障，将此故障信息和位置发送给管理者；

（6）通过埋设在植物土壤中土壤湿度传感器102采集的数据与土壤湿度值设定范围进行对比，当实时采集的土壤湿度值长时间在设定的土壤湿度值范围之外，可迅速判断当前系统存在故障，并将故障信息发送给管理者。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不仅用于限制本发明，对本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。