用于墙面绿化养护的智能环保滴灌控制系统的制作方法

本发明属于控制系统技术领域，尤其涉及用于墙面绿化养护的智能环保滴灌控制系统。

背景技术：

目前，墙面绿化的养护一般采用滴灌系统，通过在出水管的底部开设滴水孔，由水孔对墙面绿化进行滴灌、养护。滴灌技术具有优越的节水特点，水利用率可达95％以上。

但在滴灌时，如果供水的水压不稳定，则不能保持稳定的滴灌速度，这样就会出现植物缺水较为严重时滴灌的速度很慢，植物得不到足够水分的情况，或者植物不缺水时滴灌的速度却很大，浪费水资源的情况。

基于此，出现了恒压灌溉系统，所谓恒压灌溉，是指灌溉用水压力恒定于最优的用水压力范围，不因灌溉用水流量变化而发生变化的一种灌溉供水方式。它具有灌水均匀度高、管道设备不易受破坏和省水节能的特点。

如公开号为cn107047235a的专利就公开了这样一种高效节水灌溉系统设备,包括供水管、水泵、压力表、控制器、恒压变频设备及多根滴水管；供水管的一端为进水端，进水端固设有水泵；滴水管均与供水管连通，每根滴水管上均设有电磁阀，电池阀均与控制器电连接；水泵和压力表均与恒压变频设备电连接。

该专利在工作过程中，通过压力表以及恒压变频设备，能够保持水压的稳定。在使用该专利的产品时，设定好水压后，系统会按照设定的水压向滴水管中输送水分，提升了滴灌时的水压一致性。

但现有的灌溉系统都是定时进行喷水，即，在控制器内设定了喷水的频率，到了一定的时间间隔后，控制器就会控制系统进行滴灌。这样，虽然工作人员可以依据天气的情况对喷水的频率进行调整，使喷水的频率尽可能的与气候环境契合。但很多时候，仍会出现植物不需要补水时系统进行了滴灌，或者植物需要补水时系统却为及时进行滴灌的情况，这些情况都不利于植物的健康生长。

技术实现要素：

本发明针对上述问题，提供了一种用于墙面绿化养护的智能环保滴灌控制系统。

本发明提供的基础方案为：

用于墙面绿化养护的智能环保滴灌控制系统，包括供水管、控制器、恒压变频设备、水泵及多根滴水管；供水管的一端为进水端，进水端与水泵的出水口固接；滴水管均与供水管连通；水泵与恒压变频设备电连接；水泵及恒压变频设备均与控制器电连接；

还包括检测单元，用于检测土壤湿度，检测单元与控制器电连接；

控制器用于根据检测单元的电信号，控制恒压变频设备和水泵工作。

基础方案工作原理及有益效果：

检测单元对土壤湿度进行检测，当检测到土壤湿度过低需要对植物进行滴灌时，检测单元给控制器发送电信号，控制器接收到检测单元发送的电信号后，控制恒压变频设备和水泵工作，对植物进行滴灌。和现有技术相比，能够在土壤湿度过低，植物需要进行滴灌时，及时对植物进行滴灌。同时，也可以避免土壤湿度值较高，植物不需要滴灌时，对植物进行滴灌的情况。

进一步，检测单元包括土壤水分检测电路，土壤水分检测电路包括实际电压采集电路、参考电压生成电路和比较器，实际电压采集电路的输出口与比较器的第二输入口电连接，参考电压生成电路的第二输出口与比较器的第一输入口电连接，比较器的输出口与控制器的输入接口电连接。

通过实际电压采集电路来采集土壤中的水分含量，之后，将实际电压采集电路输出口的电压，与参考电压生成电路输出口的电压进行比较，这样，可以了解到土壤中的水分含量是否过低。当土壤水分含量过低时，比较器的输出端会输出相应的电平信号给控制器，控制器接收到信号后，可控制系统进行滴灌，这样，实现了系统的自动滴灌。

进一步，实际电压采集电路为两个插片与第一电阻组成的分压电路。

该电路线路简单，便于制作，且用到的材料也少，成本较低。

进一步，控制器带有数模转换接口，实际电压采集电路的输出口还与控制器的数模转换接口电连接。

这样，将实际电压采集电路输出口的数据转换成数值信号后，可直观的了解土壤湿度值的具体数值。

进一步，还包括计时单元和报警单元；计时单元的启动端与控制器的输出接口电连接，计时单元的输出端与控制器的输入接口电连接；报警单元与控制器的输出接口电连接。

这样，可以通过计时单元对喷灌的效果进行检验，如果计时单元结束后，土壤的水分含量并未改善，则控制器可控制报警单元进行报警。通知工作人员来进行检修。

进一步，报警单元为声光报警器。

声光报警器的警示效果较强，能够快速引起工作人员的注意。

进一步，供水管的进水端固设有过滤机构。

过滤机构可将水中的大颗粒杂质滤除，这样，可防止滴水管上的滴孔被堵塞。

进一步，滴水管开设有滴水孔，滴水孔的孔口处固设有防尘环圈。

这样，可以防止灰尘从外部进入滴水孔，造成滴水孔堵塞。

进一步，还包括压力检测表，压力检测表法兰连接在供水管上，用于检测供水管内的水压，压力检测表与控制器电连接。

这样，可以了解供水管内的水压是否达到了预设的水压。

进一步，控制器为plc控制器。

与单片机相比，plc控制器的抗干扰能力强，故障率低，并且易于设备的扩展，还便于维护。

附图说明

图1为本发明用于墙面绿化养护的智能环保滴灌控制系统实施例一的结构示意图；

图2为本发明用于墙面绿化养护的智能环保滴灌控制系统实施例一的逻辑框图；

图3为本发明用于墙面绿化养护的智能环保滴灌控制系统实施例一中检测单元的电路图；

图4为本发明用于墙面绿化养护的智能环保滴灌控制系统实施例二的逻辑框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：供水管1、滴水管2、水泵3、过滤网4、压力检测表5、第一电阻r1、输出口ac、第二输出口in、插片j1、滑动变阻器r6。

实施例一

如图1、图2所示，用于墙面绿化养护的智能环保滴灌控制系统，包括供水管1、控制器、恒压变频设备、三根滴水管2及压力检测表5；供水管1的左端为进水端，进水端与水泵3的出水口套接，三根滴水管2均与供水管1连通；水泵3与恒压变频设备电连接；水泵3及恒压变频设备均与控制器电连接。

本实施例中，恒压变频设备为abb变频设备，能根据设定的水压自动调整水泵3的功率。

供水管1的进水端固设有过滤机构，本实施例中，过滤机构为过滤网4，过滤网4用螺栓固定在供水管1的进水端。过滤网4可以将水中的大颗粒杂质滤除，防止滴水管2上的滴孔被大颗粒杂质堵塞。

除此，滴水管2的滴孔上粘接有防尘环圈。这样，可以防止灰尘从外部进入滴水孔，造成滴水孔堵塞。

还包括检测单元，用于检测土壤湿度，检测单元与控制器电连接。

控制器用于根据检测单元的电信号，控制恒压变频设备、水泵3及电池阀工作。本实施例中，控制器为plc控制器，型号为市面上常见的用于进行喷灌或滴灌且带有数模转换接口的plc即可。

如图3所示，检测单元包括土壤水分检测电路，土壤水分检测电路包括实际电压采集电路、参考电压生成电路和比较器，参考电压生成电路的第二输出口in与比较器的第一输入口电连接，实际电压采集电路的输出口ac与比较器的第二输入口电连接，比较器的输出口与控制器的输入接口电连接。

实际电压采集电路为两个插片j1与第一电阻r1组成的分压电路，具体的，电源端和接地端之间串联有两个插片j1和第一电阻r1，两个插片j1与第一电阻的连接点与比较器的第二输入口电连接。实际电压采集电路的输出口ac还与控制器的数模转换接口电连接。

参考电压生成电路具体为电源端与接地端接入一个滑动变阻器r6，滑动变阻器r6的滑动端，即第二输出口in，与比较器的第一输入接口电连接。

两个插片j1插在土壤里后，用实际电压采集电路的输出口ac口来输出其在实际电压采集电路中分得的电压值，当土壤湿度少时，探针间电阻接近无穷大，输出口ac的值就相当于是vcc值，当土壤湿度大时，此时两个插片j1间的电阻会减少到几千甚至几百欧，输出口ac的电压会变化。

通过实际电压采集电路给比较器输出一个标准电压值，比较器通过对输出口ac的值以及标准电压值的比较，可以得知土壤的湿度情况，当土壤湿度小(输出口ac的电压值大)时，比较器输出高电平。控制器接收到高电平的信号后，控制恒压变频设备、水泵3及电磁阀工作，对植物进行滴灌。这样，够在土壤湿度过低，植物需要进行滴灌时，及时对植物进行滴灌。同时，也可以避免土壤湿度值较高，不需要对植物进行滴灌时，对植物进行滴灌的情况。

由于际电压采集电路的输出口ac还与控制器的数模转换接口电连接，工作人员可以通过控制器查看实时的土壤湿度情况。若出现了土壤湿度已经很低，但系统还未进行滴灌的情况，工作人员可对系统的参数进行修正。

压力检测表5通过三通管与供水管1法兰连接，压力检测表5与控制器电连接。这样，可以了解供水时的水压是否达到了预设的水压。本实施例中，压力检测表5为埃克森品牌的ytz-150b型号。

实施例二

如图4所示，与实施例一不同的是，本实施例中，还包括计时单元和报警单元。

本实施例中，计时单元为555计时器，555计时器的技术成熟、兼容性好，并且成本低，获取渠道多，安装、使用及更换都很方便。

计时单元的启动端与控制器的输出接口电连接，计时单元的输出端与控制器的输入接口电连接；报警单元与控制器的输出接口电连接。

本实施例中，计时单元的计时时间为15分钟。控制器控制水泵3工作时，同时给计时单元发送电信号，计时单元开始计时，15分钟后，计时单元给控制器反馈信号并复位。这样，控制器可以对土壤水分值的改善情况进行了解。

若土壤水分值的改善情况过低，如，改善的比例低于10％，控制器给报警单元发送电信号，让工作人员了解情况。将控制器中的数据进行比对，所涉及的程序为现有技术，在此不再赘述。

本实施例中，报警单元为深圳市朗鑫智能科技有限公司生产的ls-104系列声光报警器，该声光报警器的尺寸小巧，便于安装，且声音响亮，发光的亮度均匀，光效持久，能够引起工作人员的注意。

实施例三

与实施例一的区别在于，本实施例还包括增压设备、过滤机构和清洁机构。

增压设备(如增压泵)用于进行对灌溉端的水源进行增压。过滤机构设置于水源与加压设备(即增压泵)之间。

过滤机构包括外壳和过滤芯，过滤芯包括第一过滤层、第二过滤层、第三过滤层，第一过滤层、第二过滤层、第三过滤层交替设置，紧密排列在外壳内，第一过滤层为活性炭(在本实施例中，活性碳选用2mm的不规则颗粒)，第二过滤层为麦饭石颗粒(在本实施例中，麦饭石颗粒选用直径为2-3mm的不规则颗粒)，第三过滤层为pp棉(在本实施例中，pp棉选用厚度为2mm的pp棉)。外壳的上端螺纹连接有出水管，出水管上安装有分水阀，分水阀与加压设备的进水端法兰连接。

还包括控制板，控制板与分水阀、进水阀、充气阀、排水阀和充气泵电连接，控制板上设有控制电路，控制电路包括控制模块、驱动模块。

分水阀与外壳之间的出水管上连通有充气管，充气管上安装有充气阀，充气管与充气泵的出气管法兰连接。外壳的下端螺纹连接有进水管，进水管上安装有进水阀，进水阀与水源连接，本实施例中与自来水管法兰连接。

进水阀与外壳之间的进水管上连通有排水管，排水管上安装有排水阀。初始状态，分水阀、进水阀、充气阀、排水阀均处于关闭状态。

浇灌时，控制模块控制加压设备启动前，控制模块向驱动模块发送第一驱动信号，驱动模块根据第一驱动信号控制进水阀与分水阀打开，自来水经过进水管进入过滤机构，经过过滤机构过滤，从出水管流出。控制模块控制灌溉模块停止浇灌时，控制模块向驱动模块发送第一结束信号，驱动模块根据第一结束信号控制进水阀与分水阀关闭。

控制模块向驱动模块发送第一结束信号后，控制模块向驱动模块和充气泵发送第二驱动信号，驱动模块根据第二驱动信号控制充气阀、排水阀先后打开，充气泵接收第二驱动信号后启动。充气阀、排水阀打开位于过滤机构内的余水倒流，从排水管流出，充气泵充入的气体经充气管、过滤机构、排水管冲出，即实现在每次灌溉后对过滤机构进行清洁。

本实施例的过滤机构在灌溉前进行过滤，避免自来水中的杂质或离子附着在喷头本体上，堵塞喷头本体出水的孔。

实施例四

每次灌溉后均对过滤机构进行清洁，而每次清洁都需要用水，由此导致水资源的浪费，通过设置水质传感器对过滤后的水进行检测，当水质未达到要求时，再对过滤机构进行清洁，从而减少水资源的浪费。

外壳的上端还安装有水质传感器，水质传感器的感应部位于外壳内，水质传感器与控制板电连接，控制电路还包括数据采集模块、数据分析模块、计数模块和提醒模块。

水质传感器用于检测经过过滤机构的水中的水质，并将检测数据发送给控制板。数据采集模块用于每次灌溉后获取检测数据，并将检测数据发送给数据分析模块。数据分析模块预设有水质标准，数据分析模块用于对检测数据进行分析生成分析结果，并将分析结果与水质标准进行对比，当分析结果超过水质标准时(即过滤机构内的杂质过多，需要清洁)，数据分析模块生成清洁信号发送给控制模块，当分析结果达到水质标准时，数据分析模块生成正常信号发送给控制模块。

控制模块接收清洁信号，向驱动模块发送第一结束信号后，控制模块向驱动模块和充气泵发送第二驱动信号，驱动模块根据第二驱动信号控制充气阀、排水阀先后打开，充气泵接收第二驱动信号后启动。充气阀、排水阀打开位于过滤机构内的余水倒流，从排水管流出，充气泵充入的气体经充气管、过滤机构、排水管冲出，即实现对过滤机构进行清洁。

控制模块向驱动模块发送第一结束信号的同时，向计数模块发送计数信号，计数模块接收计数信号时，计数加1(初始状态，计数模块的计数为0)。控制模块接收正常信号时，向计数模块发送清零信号，计数模块接收清零信号时，计数恢复为0。计数模块预设有计数阈值，在本实施例中，计数阈值为2，当计数模块的计数与计数阈值相等时，计数模块反馈给提醒模块更换信号，提醒模块用于根据更换信号提醒用户更换过滤机构。可在外壳上设置显示模块，显示更换信息提醒用户，例如更换信息为：过滤机构已无法实现过滤功能，请更换过滤机构，也可将更换信息发送至用户的手机，更好的提醒用户。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。