專(zhuān)利名稱(chēng)：一種家用盆栽自動(dòng)滴灌裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種滴灌裝置，具體涉及一種家用盆栽自動(dòng)滴灌裝置。
背景技術(shù)：
目前，在家用盆栽領(lǐng)域，灌溉一般都是人工灌溉，即采用手動(dòng)灌溉方式，人們往往憑借自己的經(jīng)驗(yàn)來(lái)對(duì)盆栽進(jìn)行澆灌，使得家用盆栽灌溉缺乏科學(xué)性。作為灌溉方式一種的滴灌，因其節(jié)水、節(jié)能，以及便于調(diào)節(jié)等特點(diǎn)，開(kāi)始應(yīng)用到家用盆栽領(lǐng)域。但是這還是通過(guò)人工進(jìn)行控制，或是滴灌自流，使用具有一定的盲目性，對(duì)土壤的濕度，以及對(duì)盆栽生長(zhǎng)所需的最佳濕度缺少科學(xué)的分析和判斷，這樣可能會(huì)造成灌溉量過(guò)多或不足而影響盆栽的正常生長(zhǎng)。此外，由于人們外出無(wú)時(shí)間而無(wú)法對(duì)盆栽進(jìn)行澆水，這也給人們帶來(lái)了極大的不便。
世界上灌溉技術(shù)發(fā)展最具代表性的國(guó)家首推以色列。該國(guó)擁有象耐特費(fèi)姆、普拉斯托、美滋—雷鷗等多家世界著名的灌溉公司。而且已經(jīng)出現(xiàn)了在家中利用計(jì)算機(jī)對(duì)灌溉過(guò)程進(jìn)行全部控制的用戶(hù)。以色列開(kāi)發(fā)出了多個(gè)系列的高性能的灌溉配套設(shè)備，例如電動(dòng)和水動(dòng)遙控電磁閥，減壓閥，流量控制閥等等。
日本的綜合環(huán)境控制技術(shù)很高，被稱(chēng)為“第四代高技術(shù)”的植物工廠(chǎng)已經(jīng)在日本廣泛普及。日本的智能計(jì)算機(jī)專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)等在國(guó)際上處于領(lǐng)先地位。
家用盆栽的灌溉和灌溉領(lǐng)域的發(fā)展是密不可分的。灌溉技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用情況直接決定著盆栽領(lǐng)域的澆灌水平。相對(duì)而言，在盆栽領(lǐng)域的研究應(yīng)用要少一些，但是，隨著先進(jìn)的灌溉技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的大幅度推廣應(yīng)用，這將使盆栽領(lǐng)域灌溉的自動(dòng)化也變得相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)。
國(guó)內(nèi)一些家用盆栽滴灌系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的基本思想都是將滴灌技術(shù)和現(xiàn)代控制方法有機(jī)結(jié)合起來(lái)，通過(guò)使用這些系統(tǒng)能夠?yàn)榕柙蕴峁┖线m的水量，從而能夠有效地提高它們的生長(zhǎng)質(zhì)量。如(1)有研究人員使用定時(shí)器，解決人們外出無(wú)時(shí)間澆花的問(wèn)題。它主要由水管、定時(shí)器、壓力調(diào)節(jié)旋鈕、電機(jī)、澆花器組成。通過(guò)定時(shí)器設(shè)置定時(shí)時(shí)間，在規(guī)定的定時(shí)時(shí)間內(nèi)，該裝置將會(huì)對(duì)盆栽進(jìn)行灌溉，這樣就實(shí)現(xiàn)了澆灌的半自動(dòng)化，提高了灌溉的效率；(2)還有工程技術(shù)人員使用可編程序控制器(PLC)來(lái)實(shí)現(xiàn)灌溉控制功能。它采用可編程控制器，通過(guò)內(nèi)部可編程序存儲(chǔ)器，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)算等面向用戶(hù)的指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式輸入、輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程，其最大的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)順序邏輯控制功能并且工作穩(wěn)定可靠性很高，但其可擴(kuò)展性、通訊能力、運(yùn)算能力、模擬量處理能力相對(duì)較差。(3)也有的研究人員通過(guò)把土壤的含水量多少和電路的通斷相聯(lián)系，由電路的通斷進(jìn)而控制電磁閥的動(dòng)作，完成對(duì)灌溉閥門(mén)的開(kāi)取或關(guān)閉。通過(guò)這個(gè)方法來(lái)控制對(duì)盆栽進(jìn)行灌水或停止?jié)补啵谧龅郊炔焕速M(fèi)水資源的同時(shí)，也不讓盆栽缺水。這些家用盆栽灌溉設(shè)備的推廣應(yīng)用產(chǎn)生了巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，還為社會(huì)節(jié)約了大量的水資源。它們的應(yīng)用對(duì)促進(jìn)我國(guó)盆栽系統(tǒng)的自動(dòng)化灌溉起到了巨大的推動(dòng)作用。
現(xiàn)有技術(shù)的不足綜上所述，目前的這些家用盆栽自動(dòng)灌溉系統(tǒng)往往存在著如下的一些不足(1)沒(méi)有對(duì)土壤的濕度，以及盆栽生長(zhǎng)所需的最佳濕度進(jìn)行科學(xué)的分析和判斷，科學(xué)性不強(qiáng)；(2)設(shè)備雖然簡(jiǎn)單，但是精度低，適用范圍不廣，難以滿(mǎn)足現(xiàn)代社會(huì)人們對(duì)盆栽灌溉系統(tǒng)的需要；(3)結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，成本高，普通用戶(hù)無(wú)力購(gòu)買(mǎi)；(4)維修成本高；(5)對(duì)用戶(hù)的要求高，需要專(zhuān)業(yè)人員才能使用，難于推廣使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種家用盆栽自動(dòng)滴灌裝置，該裝置能夠完成盆栽的高效自動(dòng)化灌溉，在確保盆栽不會(huì)因?yàn)槿彼绊懫湔ＩL(zhǎng)的同時(shí)，還能節(jié)約水資源，避免不必要的浪費(fèi)。
本發(fā)明提供的一種家用盆栽自動(dòng)滴灌裝置，其特征在于液位傳感器位于水箱內(nèi)，并通過(guò)液位檢測(cè)電路與控制器相連，以獲取水箱水位信號(hào)并提供給控制器；濕度傳感器通過(guò)濕度檢測(cè)電路與控制器相連，以檢測(cè)土壤的濕度信號(hào)并提供給控制器；報(bào)警裝置與控制器相連；電磁閥的一端通過(guò)繼電器與控制器相連，另一端分別通過(guò)水管與水箱，與插桿式灌水器插桿部分相連；控制器用于接收土壤濕度信號(hào)和水箱水位信號(hào)，控制電磁閥和報(bào)警裝置工作。
本發(fā)明裝置要求家用盆栽自動(dòng)滴灌裝置根據(jù)盆栽需水量的情況，自動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉電磁閥，使裝置自動(dòng)運(yùn)行，完成盆栽的高效自動(dòng)化灌溉。具體而言，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)1、智能。用戶(hù)只要選擇所種盆栽的種類(lèi)，該裝置就能夠自動(dòng)獲得這種盆栽在生長(zhǎng)過(guò)程中所需要的水分含量，然后將實(shí)際的土壤濕度和存放在程序存貯器中的規(guī)定值相比較，進(jìn)而達(dá)到對(duì)土壤的濕度控制。當(dāng)達(dá)到土壤的濕度要求時(shí)，控制裝置自動(dòng)斷電，處于掉電模式。既能使盆栽正常生長(zhǎng)，又節(jié)水、節(jié)能。
2、經(jīng)濟(jì)。該系統(tǒng)設(shè)置有兩種灌溉模式以滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。這兩種模式為連續(xù)式滴灌和脈沖式滴灌。用戶(hù)可以方便地進(jìn)行選擇。當(dāng)希望快速灌溉時(shí)，可以選用連續(xù)式灌溉，反之，為了更加節(jié)約水量，使盆栽充分地吸收水分，促進(jìn)其更好地生長(zhǎng)，用戶(hù)可以選用脈沖方式進(jìn)行灌溉。
3、成本低。由于該裝置中的控制器采用的是以單片機(jī)組成的一個(gè)最小系統(tǒng)，外圍電路也非常簡(jiǎn)單，成本不高，適合我國(guó)國(guó)內(nèi)廣大用戶(hù)的需求。
4、該實(shí)用新型的家用盆栽自動(dòng)滴灌裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，便于操作，且適合放在室內(nèi)，易于推廣。


圖1為本發(fā)明的家用盆栽自動(dòng)滴灌裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為控制系統(tǒng)的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明的具體工作過(guò)程作進(jìn)一步詳細(xì)的闡述如附圖1所示，本發(fā)明裝置包括控制器1、繼電器2、電磁閥3、水箱5、液位傳感器6、液位檢測(cè)電路4、報(bào)警裝置7、濕度傳感器9、濕度檢測(cè)電路8以及插桿式灌水器10。
液位傳感器6位于水箱5內(nèi)，并通過(guò)液位檢測(cè)電路4與控制器1相連。液位傳感器6檢測(cè)水箱5的水位信號(hào)，并傳送給液位檢測(cè)電路4，液位檢測(cè)電路4將該水位信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)，再將其傳送給控制器1，完成水箱5水位信號(hào)拾取工作，以檢測(cè)水箱5的水位。
濕度傳感器9插入在盆栽13的土壤中，并通過(guò)濕度檢測(cè)電路8與控制器1相連。濕度傳感器9檢測(cè)土壤的濕度信號(hào)，并傳送給濕度檢測(cè)電路8，濕度檢測(cè)電路8將濕度信號(hào)變換轉(zhuǎn)化為頻率信號(hào)輸入到控制器1中，完成灌溉過(guò)程所需要濕度信號(hào)的拾取工作，以檢測(cè)盆栽13土壤的濕度。
電磁閥3的一端通過(guò)繼電器2與控制器1相連，另一端分別通過(guò)水管11、12與水箱5及插桿式灌水器10插桿部分相連。插桿式灌水器10的滴頭部分插在盆栽13土壤中，實(shí)現(xiàn)家用盆栽的灌溉。插桿式灌水器10的結(jié)構(gòu)見(jiàn)華中科技大學(xué)的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)“一種插桿式灌水器”，其申請(qǐng)?zhí)枮?00310111268.4，
公開(kāi)日為2004年10月20日。
報(bào)警裝置7與控制器1相連。當(dāng)接收到來(lái)自控制器1的報(bào)警信號(hào)時(shí)，報(bào)警裝置7通過(guò)發(fā)出聲音信號(hào)或光信號(hào)提示用戶(hù)給水箱加水。
控制器1是整個(gè)裝置的核心，其功能主要有1)接收來(lái)自濕度傳感器9的土壤濕度信號(hào)，與設(shè)定的信號(hào)進(jìn)行比較，并將處理后的信號(hào)輸出，控制繼電器2的導(dǎo)通或斷開(kāi)，從而控制電磁閥3開(kāi)關(guān)；2)接收來(lái)自液位傳感器6的水箱5水位信號(hào)，與設(shè)定的信號(hào)進(jìn)行比較，并將處理后的信號(hào)輸出，控制報(bào)警裝置7工作；3) 判斷控制器1輸入輸出端口的狀態(tài)來(lái)確定所選擇的盆栽的種類(lèi)，通過(guò)旋鈕使相應(yīng)的開(kāi)關(guān)閉合，這樣與所選中盆栽的相聯(lián)系的輸入口就會(huì)變?yōu)榈碗娖剑?dāng)控制器1一旦檢測(cè)到輸入輸出口的狀態(tài)為低電平時(shí)即可以判斷出該盆栽的種類(lèi)；4)判斷控制器1的輸入輸出端口的狀態(tài)來(lái)確定所選擇的灌溉方式，通過(guò)按鈕使對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)閉合，這樣與所選擇的灌溉方式相聯(lián)系的輸入口就會(huì)變?yōu)榈碗娖剑?dāng)控制器1一旦檢測(cè)到輸入輸出口的狀態(tài)為低電平時(shí)即可以判斷出灌溉方式。
下面結(jié)合圖2，進(jìn)一步闡述本發(fā)明裝置的工作過(guò)程裝置上電后，選擇盆栽的種類(lèi)，控制器1獲得盆栽最佳需水量信號(hào)，同時(shí)選擇灌溉方式(連續(xù)式灌溉/脈沖式灌溉)，控制器1開(kāi)始工作。首先液位傳感器6檢測(cè)水箱5的水位，當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定的最低值時(shí)，報(bào)警裝置7開(kāi)始報(bào)警，提醒用戶(hù)加水；在判斷水箱5液位正常后，濕度傳感器9檢測(cè)盆栽土壤濕度，并與盆栽最佳需水量進(jìn)行對(duì)比，若低于盆栽最佳需水量，控制器1控制電磁閥3開(kāi)啟，插桿式灌水器10向盆栽供水。當(dāng)達(dá)到盆栽最佳需水量時(shí)，控制器1控制電磁閥3關(guān)閉。為了使裝置工作正常，控制器1每隔一定時(shí)間都會(huì)對(duì)水箱5的液位和盆栽土壤的濕度進(jìn)行檢測(cè)，確保水箱5的水位在允許的范圍，以及盆栽土壤濕度滿(mǎn)足盆栽正常生長(zhǎng)的要求。一旦檢測(cè)到盆栽土壤的濕度達(dá)到要求，控制器1控制電磁閥3關(guān)閉，并讓控制系統(tǒng)進(jìn)入掉電模式，整個(gè)灌溉過(guò)程結(jié)束。這樣就實(shí)現(xiàn)了根據(jù)盆栽的需水量情況，自動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉電磁閥3，使裝置自動(dòng)運(yùn)行，完成盆栽的高效自動(dòng)化灌溉。
權(quán)利要求
1.一種家用盆栽自動(dòng)滴灌裝置，其特征在于液位傳感器(6)位于水箱(5)內(nèi)，并通過(guò)液位檢測(cè)電路(4)與控制器(1)相連，以獲取水箱水位信號(hào)并提供給控制器(1)；濕度傳感器(9)通過(guò)濕度檢測(cè)電路8與控制器1相連， 以檢測(cè)土壤的濕度信號(hào)并提供給控制器(1)；報(bào)警裝置(7)與控制器(1)相連；電磁閥(3)的一端通過(guò)繼電器(2)與控制器1相連，另一端分別通過(guò)水管與水箱(5)及插桿式灌水器(10)插桿部分相連；控制器(1)用于接收土壤濕度信號(hào)和水箱水位信號(hào)，控制電磁閥(3)和報(bào)警裝置(7)工作。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種家用盆栽自動(dòng)滴灌裝置。其液位傳感器位于水箱內(nèi)，并通過(guò)液位檢測(cè)電路與控制器相連，以獲取水箱水位信號(hào)并提供給控制器；濕度傳感器通過(guò)濕度檢測(cè)電路與控制器相連，以檢測(cè)土壤的濕度信號(hào)并提供給控制器；報(bào)警裝置與控制器相連；電磁閥的一端通過(guò)繼電器與控制器相連，另一端分別通過(guò)水管與水箱及插桿式灌水器插桿部分相連；控制器用于接收土壤濕度信號(hào)和水箱水位信號(hào)，控制電磁閥和報(bào)警裝置工作。該裝置根據(jù)盆栽的需水量的情況，自動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉電磁閥，使裝置自動(dòng)運(yùn)行，完成盆栽的高效自動(dòng)化灌溉。該裝置具有智能、經(jīng)濟(jì)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和體積小的特點(diǎn)，并且便于操作，適合放在室內(nèi)。
文檔編號(hào)A01G25/16GK1994057SQ20061012523
公開(kāi)日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月1日
發(fā)明者史玉升, 魏青松, 黃樹(shù)槐, 蘆剛, 任麗花 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)