本实用新型涉及水利领域，尤其是一种自助式牧区水利系统。
背景技术：
牧区水利是指为牧区国民经济建设和人民生活服务的整个水利产业[1]。牧区水利是农牧民生存与发展的重要保障, 是牧区经济社会可持续发展的重要基础条件, 也是草原生态保护的重要支撑。发展牧区水利, 改善和保护草原生态, 是我国生态安全和可持续发展的重要举措。牧区水利是牧区重要的基础设施和基础产业, 在水资源匮乏, 生态环境脆弱与经济发展相对滞后的我国牧区, 发展牧区水利具有十分重要的基础和保障作用。
在牧区水资源缺乏的情况下，机电井、天然河道、湖泊等水资源的无偿使用导致在牧场灌溉过程中出现了大量的浪费，不利于水资源的充分利用和节水意识的形成。
同时，由于牧区水利设施的开发需要相应的费用投资，仅靠政府的投资，没有充分开发基层用户的资金源，也没有充分利用水资源的价值，极大的限制了水利设施的建设和维护。
并且现有的粗放式的漫灌的灌溉方式也不利于水资源的充分利用，不利于水资源均匀分布到牧场的各位置，造成灌溉效果的降低。
技术实现要素：
本实用新型的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种通过自助扫码收费用水的自助式牧区水利系统。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：
一种自助式牧区水利系统，包括若干与地下含水层连通的井，各所述井内设置有用于将其内的水抽到地表的第一抽水管路，所述第一抽水管路延伸到井口外的管道上设置有至少一个取水口，所述取水口处设置有第一流量计、电磁阀、用于智能终端扫描并进入用水管理系统缴费用水的第一二维码，所述第一流量计、电磁阀及第一抽水管路中的第一水泵均通过LORA网络连接远程控制中心。
优选的，所述自助式牧区水利系统还包括一组水窖，各所述水窖中设置有用于将其内的水抽到窖口的第二抽水管路，所述第二抽水管路的管道中设置有第二流量计且其出水口处设置有第一管接头，所述第二抽水管路的第二水泵及第二流量计通过LORA网络连接远程控制中心，所述水窖的窖口处设置有用于智能终端扫描并进入用水管理系统缴费用水的第二二维码。
优选的，所述自助式牧区水利系统中，所述水窖中设置有通过LORA网络连接远程控制中心的水质监测传感器。
优选的，所述自助式牧区水利系统中，所述井的井口和水窖的窖口处设置有两个可组合成一完整的圆环的井盖，两个所述井盖接触的端面具有匹配的凹槽和凸台，两个所述井盖分别通过电磁锁固定在井口和窖口上，所述电磁锁的控制电路通过LORA网络连接所述远程控制中心。
优选的，所述自助式牧区水利系统中，所述电磁锁包括由所述控制电路供电且设置于井口和窖口上的磁钢卡座及可贯穿所述井盖上的连接孔并延伸到所述磁钢卡座上沉孔的锥形段的球锁，所述球锁通过至少三个可凸出到其本体外的小钢珠卡接到所述锥形段的内壁实现与磁钢卡座的连接。
优选的，所述自助式牧区水利系统中，所述球锁包括螺栓状的本体，所述本体上设置有螺孔及与其连通的通孔，所述通孔的孔径大于所述螺孔的孔径，所述通孔的侧壁上设置有用于嵌装并限制所述小钢珠的限位孔且其内还限位有与所述小钢珠抵靠的大钢珠，所述大钢珠通过弹簧连接所述通孔和螺孔的连接面。
优选的，所述自助式牧区水利系统中，所述第一流量计、第二流量计包括硅压阻式差压芯片，其压力应变膜为微米级。
优选的，所述自助式牧区水利系统包括可在待灌牧场区域组装成管路的一套组装管，所述喷灌管路包括用于接输水软管的第二管接头。
优选的，所述自助式牧区水利系统中，所述喷灌管路的喷灌喷头包括壳体，所述壳体的顶部为外凸的圆弧面且其上开设有一组出水孔，所述壳体内设置有三角支架，所述三角支架的中点处可转动地设置有防堵刀头，所述防堵刀头的刀刃为与壳体的顶部弧度匹配的弧形。
优选的，所述自助式牧区水利系统中，所述壳体的内表面、三角支架的外表面及防堵刀头的外表面依次堆叠有硬度逐层提高的金属层、金属层对应的金属和该金属的碳化物混合而成的混合层及DLC涂层。
本实用新型技术方案的优点主要体现在：
本方案设计精巧，结构简单，通过扫描二维码进入用水管理系统、结合LORA网络发送指令来进行水泵及电磁阀的开启和停止，从而实现井内和窖内水的输出，进一步结合流量计来统计用水量并进行计费和扣费，从而实现水资源的有偿利用，有利于提高用水群众节水意识，进而实现对水资源的利用进行管控，同时能够筹集水利设备建设维护的资金，为水利设备的进一步发展奠定基础。
水窖内设置有用于检测水质的水质监测传感器，并且能够通过LORA模块将数据传输给远程控制中心，从而能够及时知道水窖内的水质是否满足生活用水质量要求，便于提高水窖内水的利用效率。
井口和窖口设置的井盖，一方面能够避免小孩等不小心落入井内和窖内，避免了安全事故的发生，另一方面，能够有效的防止他人私接管路取水，保证水资源利用的公平性，有利于加强水资源的管理。
特殊的电磁锁结构，既能够快速的实现井盖的固定，也能够快速的进行拆卸，并且可以通过LORA网络进行远程控制开闭，便于管理人员操作。
采用高精度的第一流量计和第二流量计，能够保证计费的准确性和有效性，减小误差。
结合可组装的喷灌管路，能够有效的保证水资源的均匀灌溉，从而保证水资源利用的充分性，特殊的喷灌喷头设计能够有效的通过防堵刀头将不停清理出水孔中的附着物，保持喷灌喷头的通畅，极大的提高了水资源的利用效率、减少了水的消耗量。
喷头的特殊涂层设计，能够有效的适应用于水环境，防腐效果好，有利于延长使用寿命，有利于减小设备的投入。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型中的通信网络示意图；
图3是本实用新型的井盖的剖视图；
图4是本实用新型的电磁锁的第一视角分解图；
图5是本实用新型的电磁锁的第二视角分解图；
图6是本实用新型的喷灌喷头示意图；
图7是本实用新型的是本实用新型中的防堵刀头示意图。
具体实施方式
本实用新型的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本实用新型技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。
在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示时所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
下面结合附图对本方案的自助式牧区水利系统，如附图1、附图2所示，其包括若干与地下含水层1连通的井2，各所述井2内设置有用于将其内的水抽到地表的第一抽水管路3，所述第一抽水管路3延伸到井口外的管道上设置有至少一个取水口4，所述取水口4处设置有第一流量计5、电磁阀6、用于智能终端扫描并进入用水管理系统缴费用水的第一二维码7，所述第一流量计5、电磁阀6及第一抽水管路3中的第一水泵31均通过LORA网络连接远程控制中心8，例如是一台联网的计算机、云服务器等。
其中，所述第一流量计4包括硅压阻式差压芯片，其压力应变膜为微米级并采用恒流源或恒压源供电，该硅压阻式差压芯片对外界压力非常敏感，对压力的响应也非常快，能够很好的适用于低流速或低流量的测量并且保证测量精度，同时优选供电模式，能够利用芯片自身特性进行性温度补偿，从而降低了流体特性对测量结果的干扰，提高了测量精度。
并且，所述第一流量计5、电磁阀6及第一水泵31中均集成有LORA模块，其可以与LORA网关进行双向通信，LORA网关可以通过互联网连接各种应用设备、服务器、网站、数据中心等，并且实现双向通信，此处LORA网络架构为已知技术，在此不再赘述。当然也可以通过其他方式实现各设备之间的通信，如ZIGBEE网络、互联网等。
当需要用水时，用户通过手机、PAD等智能设备扫描的第一二维码7进入到用水管理系统中，通过注册的账号、手机号、邮箱等进行登陆并缴纳押金后，所述远程控制中心8通过LORA网络控制该第一二维码7对应的第一流量计5及电磁阀6开启工作，同时控制所述第一水泵31工作，所述第一水泵31将井内的水通过管道输送到对应的取水口，同时，所述第一流量计4实时统计用水量并发送给所述远程控制中心8，所述远程控制中心8根据设定的水价计算出用水金额并实时发送给用户的智能设备，当用户通过用水管理系统输出停止用水的控制命令后，所述远程控制中心8使所述第一水泵31、第一流量计5及电磁阀停止，用水结束，所述远程控制中心8将总金额并从用户缴纳的押金中扣除相应金额，同时将剩余的押金退还给用户账户或者在用户缴纳相应的用水总金额后退还全部押金到用户账户。
进一步，由于考虑到由于有儿童等因失足掉入井中，或者存在一些自接管路取水的情形，为了避免这种情况产生，如附图1所示，在每个所述井2的井口处设置有两个可组合成一完整的圆环的井盖20，所述井盖20的内圆的位置可以是偏心的，也可以是和圆环共心的，具体根据所述第一抽水管路3中的管道32的位置来调整，并且如附图3所示，两个所述井盖20接触的端面具有匹配的凹槽201和凸台202，因此两个所述井盖20分别通过一个电磁锁即可固定在井口上，所述电磁锁的控制电路通过LORA网络连接所述远程控制中心8。
并且，所述电磁锁包括由所述控制电路供电且设置于井口和窖口上的磁钢卡座14及可贯穿所述井盖20上的连接孔并延伸到所述磁钢卡座14的锥形孔141处的球锁15，所述球锁15通过至少三个可凸出到其本体151外的小钢珠152卡接到所述锥形孔141的内壁实现所述井盖20和井口和窖口的固定连接。
具体来说，如附图4、附图5所示，所述球锁15包括螺栓状的本体151，所述本体151上设置有螺孔153及与所述螺孔153连通的通孔154，所述通孔154的孔径大于所述螺孔153的孔径，所述通孔154的侧壁上设置有用于嵌装并限制所述小钢珠152的限位孔155，所述小钢珠152的直径大于所述限位孔155的开口的直径，且每个小钢珠152可局部突出到所述限位孔155外，所述通孔154内还限位有一与所述小钢珠152抵靠的大钢珠156，并且所述大钢珠156在所述通孔154中具有一定的移动空间。
通过一驱动螺栓贯穿所述螺孔153延伸到通孔154中并抵靠到所述大钢珠156，从而可以推动所述大钢珠156向所述本体151的前端开口方向移动，从而所述大钢珠156推动与其贴合的小钢珠152部分突出到所述限位孔155的外部，从而可以通过小钢珠突出的部分实现球锁与磁钢卡座14的卡接。
进一步，由于大钢珠156前移的距离过大时，其往往不易复位，对应的，所述大钢珠156通过弹簧（图中未示出）连接所述通孔154和螺孔153的连接面，从而当所述驱动螺栓反方向移动时，所述大钢珠156能够在弹簧的反作用力下复位。
并且，所述磁钢卡座14包括圆台状的座体142，所述座体142的中心开设有沉孔，所述沉孔包括锥形段141和平直段，常态下，所述平直段的管径大于所述本体151的直径，从而所述本体151可插入到所述沉孔中并深入到所述锥形段141，而当所述球锁15的小钢珠152从所述限位孔155伸出时，三个所述小钢珠152延伸出的顶点所形成的三角形的面积大于所述平直段的面积，从而所述三个小钢珠152延伸出的部分卡止在所述锥形段的孔壁上。
因此，当需要打开井盖20进行井内设备的维修养护时，管理者可以通过管理账号登录用水管理系统，从而通过远程控制中心8发信号控制所述电磁锁的控制电路断开所述磁钢卡座的供电，此时即可将所述球锁从所述磁钢卡座上取下，进行将所述井盖打开，以进入井内进行维护。
进一步，所述的自助式牧区水利系统，如附图1所示，还包括一组水窖9，各所述水窖9中设置有用于将其内的水抽到窖口的第二抽水管路10，所述第二抽水管路10的管道中设置有第二流量计11且其出水口处设置有第一管接头12，所述第二抽水管路10的第二水泵101及第二流量计11通过LORA网络连接远程控制中心8，所述水窖9的窖口处设置有用于智能终端扫描并进入用水管理系统缴费用水的第二二维码13。
其中，所述第二流量计11与所述第一流量计4采用同样型号的流量计，当然也可以是不同类型的流量计，同时，第一流量计11、第二水泵101中同样集成有LORA模块，并且水窖处的用水过程与上述井的用水的过程相同，在此不再赘述。
并且，由于水窖9中的水往往需要沉淀一段时间后才能作为生活畜牧业用水使用，因此及时知晓水窖中的水质以尽早进行水的利用对于提高水窖的利用率就极为重要，因此在所述水窖9中设置有通过LORA网络连接远程控制中心8的水质监测传感器，从而可以远程了解各水窖9中的水质情况，进而可以准确确定水窖中水资源的利用时机。
更进一步，如附图1所示，所述的牧区水利系统包括可在待灌牧场区域16组装成喷灌管路17的一套组装管，所述喷灌管路17包括用于接输水软管的第二管接头18。
所述喷灌管路17的输水管道上设置有若干喷灌喷头19，如附图6、附图7所示，所述喷灌喷头19包括与组装管连通的壳体191，所述壳体191的顶部为外凸的圆弧面且其上开设有一组出水孔192，一组出水孔192的延伸方向不同并呈发散状态分布，并且，由于所述喷灌管路17组装于底面上，因此，所述出水孔存在被土壤、杂草等堵塞的可能，鉴于此，所述壳体191内设置有三角支架193，所述三角支架193的中点处可转动地设置有防堵刀头194，所述防堵刀头194包括支杆196及三个均布于支杆196顶部的防堵刀头194，所述支杆196固定在所述三角支架193中点处的轴承（图中未示出）上，且所述防堵刀头194的刀刃195为与壳体191的顶部弧度匹配的弧形。
所述壳体191的内表面、三角支架193的外表面、防堵刀头194的外表面及轴承的内外圈、滚珠的外表面均依次堆叠有硬度逐层提高的金属层、金属层对应的金属和该金属的碳化物混合而成的混合层及DLC涂层（图中未示出）。
其中，所述金属层优选为Cr层或Ti层，并通过磁控溅射工艺生成，Cr或Ti材质的金属层与基材和混合层都能充分的结合，从而能够让基材与混合层整体更好的结合，进而增加复合镀膜与基材之间的附着力。
所述混合层优选是TiC或CrC中的一种与Ti或Cr中的一种的混合层，所述混合层通过非平衡磁控溅射技术制备，在制备混合层过程中，同时使用两种溅射靶材，并且通过控制靶材的电源的功率配比使形成的融合物的成分以TiC或CrC等金属碳化物为主，而TiC或CrC等金属碳化物与Cr或Ti等金属材料在磁控溅射方法下沉积出的薄膜中可以形成有效结合，即，混合层的两种物质成分的微观结构相似度极高，可以相互间更好的匹配和融合，这种有效结合最终产生出的良好性能是：
一，该TiC或CrC等金属碳化物成分与常见的打底材料（金属层的材料）共同沉积形成混合层，其纳米硬度范围在20GPa-30GPa之间，远远高于纳米硬度在10-15GPa之间的Cr或者Ti的金属层，这是其他元素掺杂很难达到的，而高硬度就表示可以在此基础上沉积更厚的DLC涂层，并可以有效缓冲较厚的DLC涂层带来的巨大应力，这是因为由于混合层在硬度上与DLC涂层相差不大，甚至接近，相互间有较好的融合和匹配，其次，共沉积层和/或支撑层的材料自身结构致密，硬度较高，所以能够承受DLC涂层超厚的情况下产生的应力，否则就会导致DLC涂层在成膜后或者使用时崩缺，因而，所述DLC涂层的厚度可以增加到较高的厚度。
二，由于TiC或CrC等碳化物与Cr或Ti等金属相互间匹配良好，使得磁控溅射方法产生出的过渡层的表面微观结构平整致密，无缺陷，整体表现为薄膜的粗糙度极低，通常不到0.1，因此不会破坏叠加在其上的DLC涂层的自身粗糙度，从而使整个薄膜的摩擦系数低于0.1，这也是其他化合物用磁控溅射方法达不到的；当然，如果用其他方法沉积相同的成分也不容易达到类似效果。
由于整个涂层的厚度增加，因此，能够进一步保障防腐的效果，从而延长零件的使用寿命。
并且，为了了解各牧场的土壤湿度情况从而进行灌溉的合理控制，如附图1所示，在各所述牧场9内分布有一组土壤湿度传感器，所述土壤湿度传感器21上集成有用于通过LORA网络与远程控制中心连接端无线通信的LORA模块，从而可以通过所述土壤湿度传感器21实时检测土壤的湿度并且用户可以通过手机、平板电脑等智能终端等知道土壤水分情况，进而可以根据需要控制灌溉情况。
本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。