一種適用于不規(guī)則形狀灌溉區(qū)的灌溉系統(tǒng)及灌溉方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于不規(guī)則形狀灌溉區(qū)的灌溉系統(tǒng)及灌溉方法，解決了園林景觀中由于綠化帶形狀不規(guī)則而導(dǎo)致植物灌溉受限的問題。一種適合不規(guī)則形狀的灌溉系統(tǒng)，包括下位機(jī)和上位機(jī)；所述下位機(jī)包括：噴頭機(jī)組、管道系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、第一控制柜、水泵、傳感系統(tǒng)；所述上位機(jī)包括：PC機(jī)、主控制柜、串口通訊線。本發(fā)明解決了現(xiàn)代園林景觀中植物灌溉受限的問題，提高了園林景觀的灌溉效率，降低了灌溉成本，對(duì)于加快現(xiàn)在園林園藝灌溉技術(shù)的發(fā)展，提高園林灌溉的現(xiàn)代化、智能化水平具有重要的意義。
【專利說(shuō)明】一種適用于不規(guī)則形狀灌溉區(qū)的灌溉系統(tǒng)及灌溉方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)園林灌溉領(lǐng)域，特別涉及一種適用于不規(guī)則形狀灌溉區(qū)的灌溉系統(tǒng)，還涉及一種智能灌溉方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國(guó)內(nèi)園林植物采用的是“喬、灌、草”結(jié)合、以藝術(shù)曲線分割種植的模式，追求的是藝術(shù)效果和生態(tài)效益。由此引起噴灌區(qū)域的形狀多變，從而要求噴灌灌水器的射程必須多變，同時(shí)必須能夠調(diào)節(jié)噴灑扇形，避免噴灑在路上，盡量不影響游人興致，以適應(yīng)園林植物配水的要求；同時(shí)要求在同一區(qū)域的園林植物都需要在噴頭覆蓋范圍內(nèi)。由于目前噴頭噴水覆蓋的面積為扇形當(dāng)噴灌區(qū)域是方形、多邊形或則其他復(fù)雜形狀時(shí)，即使合理配置噴頭的位置和射程，仍然不能較好的解決噴灌覆蓋面積的問題。為了解決該問題，專利號(hào)20111020009.7便提出了“一種可控角度和射程的灌溉裝置”。在該專利申請(qǐng)保護(hù)的技術(shù)中，公開了一種可控?cái)[角和射程的灌溉裝置，包括支撐架、可調(diào)旋緊裝置、進(jìn)水立管、噴頭，通過支撐架與可調(diào)旋緊裝置的組合，使射程處于可控制范圍，適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的需要。但是該技術(shù)存在一個(gè)問題就是:由于噴頭固定的某一區(qū)域時(shí)，由于噴頭的高度和噴頭角度調(diào)節(jié)螺釘固定后，噴灌的區(qū)域便固定了，如果想要在噴灌中實(shí)時(shí)改變射程和角度，需要人工實(shí)時(shí)對(duì)支撐架和噴頭角度調(diào)節(jié)螺釘進(jìn)行實(shí)時(shí)改變，顯然，這是不可能實(shí)現(xiàn)的。尤其是對(duì)于不規(guī)則區(qū)域的灌溉，該種技術(shù) 目前是無(wú)法做到的。另外，專利號(hào)201210552367.也提出了 “一種仰角自動(dòng)調(diào)節(jié)式水射流驅(qū)動(dòng)噴頭”，在該技術(shù)中，采用隨導(dǎo)軌軌道改變噴頭仰角來(lái)實(shí)現(xiàn)改變射程，該技術(shù)較為巧妙。但是仍然存在以下缺點(diǎn):1、由于軌道的高低與所要噴灌的形狀具有對(duì)應(yīng)關(guān)系，即:不同的形狀對(duì)應(yīng)不同的軌道形狀，在制作噴頭時(shí)由于模具具有對(duì)應(yīng)性，如果對(duì)于某一形狀的灌溉區(qū)域而設(shè)計(jì)不同的模具來(lái)生產(chǎn)特定的軌道，顯然成本過高；2、由于該技術(shù)利用水的驅(qū)動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)噴頭，因此噴頭在不同的角度進(jìn)行噴灌時(shí)時(shí)間是均勻的，但是管道的壓力是一定的，這樣造成了在較遠(yuǎn)區(qū)域和較近區(qū)域噴灌面積不同但是噴灌時(shí)間相同的缺點(diǎn)，使得噴灌不均勻；3、由于該技術(shù)中利用水的驅(qū)動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)噴頭轉(zhuǎn)動(dòng)，但是由于使用時(shí)間的推移，噴頭轉(zhuǎn)動(dòng)中的摩擦力必然發(fā)生變化，導(dǎo)致噴頭轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度發(fā)生變化，進(jìn)而造成在單一區(qū)域內(nèi)的噴灌時(shí)間發(fā)生變化。
[0003]由于園林植物分布形狀復(fù)雜性和環(huán)境的非結(jié)構(gòu)化等特點(diǎn)，目前市場(chǎng)上尚未出現(xiàn)適合不規(guī)則形狀的智能灌溉裝置或灌溉方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出一種適合不規(guī)則形狀灌溉區(qū)域的灌溉系統(tǒng)及灌溉方法，解決了園林景觀中由于綠化帶形狀不規(guī)則而導(dǎo)致植物灌溉不均或受限的問題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種適用于不規(guī)則形狀灌溉區(qū)的灌溉系統(tǒng)，包括下位機(jī)2和上位機(jī)I ;
[0007]所述下位機(jī)2包括:噴頭機(jī)組3、管道系統(tǒng)4、執(zhí)行機(jī)構(gòu)5、第一控制柜6、水泵7、傳感系統(tǒng)8 ;所述上位機(jī)I包括:PC機(jī)9、主控制柜10、串口通訊線11 ；
[0008]在下位機(jī)2中，所述噴頭機(jī)組3包括:噴頭301、擺動(dòng)機(jī)構(gòu)302、主體支架303、地插304和進(jìn)水口 305 ;所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)302包括:步進(jìn)電機(jī)302_a、齒輪嚙合機(jī)構(gòu)302_b、步進(jìn)電機(jī)支架302-c和步進(jìn)電機(jī)接口電路302-d ;所述步進(jìn)電機(jī)302-a通過步進(jìn)電機(jī)支架302_c固定在主體支架303上，步進(jìn)電機(jī)302-a通過齒輪嚙合機(jī)構(gòu)302_b和噴頭301連接，步進(jìn)電機(jī)302-a通過齒輪嚙合機(jī)構(gòu)302-b帶動(dòng)噴頭301轉(zhuǎn)動(dòng)；主體支架303通過螺栓和地插304連接，進(jìn)水口 305和管道系統(tǒng)4中的支管道402連接；
[0009]所述管道系統(tǒng)4包括:主管道401、支管道402、三通分水接頭403 ;主管道401中為系統(tǒng)水源的來(lái)源，支管道402通過三通分水接頭403和主管道401連接，支管道402末尾和噴頭機(jī)組3的進(jìn)水口 305連接；
[0010]所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)5包括:增壓泵501、電磁閥502 ;增壓泵501用于支管道402內(nèi)部水壓的控制，電磁閥502用于支管道402內(nèi)水流的通斷；
[0011]所述傳感系統(tǒng)8包括:箱體801和傳感器802,所述箱體801用于放置和固定傳感器模塊；所述傳感器802包括:光照傳感器802-a、土壤溫濕度傳感器802_b、雨水感應(yīng)器802-c,所述傳感器802和第一主控模塊604連接并安裝在室外需要測(cè)定參數(shù)的非噴灌區(qū)域。
[0012]可選地，所述光照傳感器802-a和雨水感應(yīng)器802_c安裝在箱體801上表面，土壤溫濕度傳感器802-b和箱體801下表面連接并插入土壤中。
[0013]可選地，在上位機(jī)I中，所述PC機(jī)9為工控機(jī)。
[0014]基于上述灌溉系統(tǒng)，本發(fā)明還提供一種適用于不規(guī)則形狀灌溉區(qū)的灌溉方法，包括如下步驟:
[0015]步驟a，在上位機(jī)中錄入灌溉區(qū)輪廓曲線，并在輪廓曲線中標(biāo)注灌溉點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算噴頭301距離噴灌區(qū)域的最外圍輪廓線的長(zhǎng)度參數(shù)L，設(shè)定噴灌持續(xù)時(shí)間和間隔時(shí)間并啟動(dòng)系統(tǒng)；
[0016]步驟b，上位機(jī)I通過串口通訊線11將包含長(zhǎng)度參數(shù)L的指令發(fā)送給主控制器1003,主控制器1003通過zigbee協(xié)調(diào)器1002將指令發(fā)送至zigbee子節(jié)點(diǎn)603, zigbee子節(jié)點(diǎn)603接收到指令后下傳至第一主控模塊604 ；
[0017]步驟C，第一主控模塊604接收并分析指令，第一主控模塊604根據(jù)長(zhǎng)度參數(shù)L計(jì)算出增壓泵501需要的增壓功率P，通過控制增壓功率P間接控制支管道402內(nèi)水壓的大小，最終控制噴頭301的水流射程。
[0018]可選地，所述步驟c中，通過控制變頻器607的輸出頻率控制增壓泵501的增壓功率P。
[0019]可選地，本發(fā)明的灌溉方法還包括以下步驟:通過傳感系統(tǒng)8中的光照傳感器802-a、土壤溫濕度傳感器802-b、雨水感應(yīng)器802_c實(shí)時(shí)檢測(cè)噴灌區(qū)域內(nèi)的環(huán)境參數(shù)并上傳至第一主控模塊604,第一主控模塊604通過zigbee子節(jié)點(diǎn)603發(fā)送至zigbee協(xié)調(diào)器1002，zigbee協(xié)調(diào)器1002接收到數(shù)據(jù)后上傳至主控制器1003，主控制器1003通過串口通訊線11將數(shù)據(jù)上傳至PC機(jī)9，PC機(jī)9根據(jù)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行智能控制，同時(shí)PC機(jī)9還將該數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0020]本發(fā)明的有益效 果是:提出一種適合不規(guī)則形狀灌溉區(qū)域的灌溉系統(tǒng)及灌溉方法，解決了園林景觀中由于綠化帶形狀不規(guī)則而導(dǎo)致植物灌溉受限的問題，同時(shí)提高了園林景觀的灌溉效率，降低了灌溉成本，對(duì)于加快我國(guó)園林園藝灌溉技術(shù)的發(fā)展，提高我國(guó)園林灌溉的現(xiàn)代化、智能化水平具有重要的意義。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為本發(fā)明上位機(jī)和下位機(jī)的整體立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明上位機(jī)和下位機(jī)的整體俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明下位機(jī)中的噴頭機(jī)組主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4為本發(fā)明下位機(jī)中的噴頭機(jī)組立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5為本發(fā)明下位機(jī)中的噴頭機(jī)組右視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖6為本發(fā)明下位機(jī)中的管道系統(tǒng)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖7為本發(fā)明下 位機(jī)中的增壓泵的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖8為本發(fā)明下位機(jī)中的增壓泵的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖9為本發(fā)明下位機(jī)中的電磁閥的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖10為本發(fā)明下位機(jī)中的電磁閥的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖11為本發(fā)明下位機(jī)中的第一控制柜的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖12為本發(fā)明下位機(jī)中的第一控制柜的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖13為本發(fā)明下位機(jī)中的水泵的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖14為本發(fā)明下位機(jī)中的水泵的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖15為本發(fā)明下位機(jī)中的傳感系統(tǒng)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖16為本發(fā)明下位機(jī)中的傳感系統(tǒng)的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖17為本發(fā)明上位機(jī)中的主控制柜的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖18為本發(fā)明上位機(jī)中的主控制柜的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0041]由于園林植物分布形狀復(fù)雜性和環(huán)境的非結(jié)構(gòu)化等特點(diǎn)，目前市場(chǎng)上尚未出現(xiàn)適合不規(guī)則形狀灌溉區(qū)的智能灌溉裝置或灌溉方法。本發(fā)明提出一種適用于不規(guī)則形狀灌溉區(qū)的灌溉系統(tǒng)，通過改變支管道內(nèi)水流壓力進(jìn)而改變噴灌射程，通過步進(jìn)電機(jī)控制噴頭轉(zhuǎn)動(dòng)速度，通過PC機(jī)設(shè)定灌溉曲線，對(duì)不規(guī)則形狀灌溉區(qū)具有通用性。
[0042]本發(fā)明提出了一種適用于不規(guī)則形狀灌溉區(qū)域的灌溉系統(tǒng)，如圖1和圖2所示，包括上位機(jī)I和下位機(jī)2。所述下位機(jī)2包括:噴頭機(jī)組3、管道系統(tǒng)4、執(zhí)行機(jī)構(gòu)5、第一控制柜6、水泵7、傳感系統(tǒng)8。
[0043]如圖3、圖4和圖5所示，在下位機(jī)2中，所述噴頭機(jī)組3包括:噴頭301、擺動(dòng)機(jī)構(gòu)302、主體支架303、地插304和進(jìn)水口 305。所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)302包括步進(jìn)電機(jī)302_a、齒輪嚙合機(jī)構(gòu)302-b、步進(jìn)電機(jī)支架302-c和步進(jìn)電機(jī)接口電路302-d。所述步進(jìn)電機(jī)302_a通過步進(jìn)電機(jī)支架302-c固定在主體支架303上，步進(jìn)電機(jī)302-a通過齒輪嚙合機(jī)構(gòu)302_b與噴頭301連接，步進(jìn)電機(jī)302-a的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)通過齒輪嚙合機(jī)構(gòu)302_b帶動(dòng)噴頭301轉(zhuǎn)動(dòng)。主體支架303通過螺栓和地插304連接，進(jìn)水口 305和管道系統(tǒng)4中的支管道402連接。工作時(shí)，地插304安裝在需要噴灌的區(qū)域內(nèi)適合的地方。
[0044]如圖6所示,所述管道系統(tǒng)4包括:主管道401、支管道402、三通分水接頭403。主管道401中為系統(tǒng)水源的來(lái)源,支管道402通過三通分水接頭403和主管道401連接,支管道402末尾和噴頭機(jī)組3的進(jìn)水口 305連接。
[0045]如圖7和圖8所示，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)5包括:增壓泵501、電磁閥502。其中增壓泵501包括:進(jìn)水口 501-a，泵體501-b，出水口 501_c和增壓泵接口電路501_d。增壓泵501用于支管道402內(nèi)部水壓的控制，增壓泵501安裝在噴頭機(jī)組3和電磁閥502的中間位置的支管道402上，增壓泵501的進(jìn)水口 501-a通過支管道402和電磁閥502的出水口 502_d連接，增壓泵501的出水口 501-c通過支管道402和噴頭機(jī)組3的進(jìn)水口 305連接，增壓泵接口電路501-d和第一控制柜6內(nèi)的變頻器607連接。[0046]如圖9和圖10所示，電磁閥502包括:閥體502_a、進(jìn)水口 502_b、本體502_c、出水口 502-d和電磁閥接口電路502-e組成。電磁閥502用于控制支管道402內(nèi)水流的通斷，電磁閥502安裝在增壓泵501和三通分水接頭403的中間位置的支管道402上，其中電磁閥502的進(jìn)水口 502-b通過支管道402和主管道401連通，電磁閥502的出水口 502_d通過支管道402和增壓泵501的進(jìn)水口 501-a連接，電磁閥接口電路502_e和第一控制柜6內(nèi)的繼電器模塊608連接。
[0047]如圖11和12所示，所述第一控制柜6包括:柜體6-a、控制電路，以及內(nèi)部垂直方向上設(shè)置的兩個(gè)隔板。隔板6-b與隔板6-c用于控制電路之間的電氣隔離和絕緣。第一控制柜6內(nèi)的控制電路包括:太陽(yáng)能電池板601、支架602、zigbee子節(jié)點(diǎn)603、第一主控模塊604、太陽(yáng)能控制器605、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器606、變頻器607、繼電器模塊608、鋰電池組609。所述太陽(yáng)能電池板601用于室外系統(tǒng)的供電,通過支架602和第一控制柜6的柜體6_a連接，太陽(yáng)能電池板601的電路接口和太陽(yáng)能控制器605的接口電路連接，太陽(yáng)能控制器605和鋰電池組609連接。所述太陽(yáng)能控制器605用于控制太陽(yáng)能電池板601對(duì)鋰電池組609的充電。所述第一主控模塊604與zigbee子節(jié)點(diǎn)603、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器606、變頻器607和繼電器模塊608連接，此外，還與鋰電池組609連接，第一主控模塊604和zigbee子節(jié)點(diǎn)603連接，可以將自身的工作參數(shù)、傳感系統(tǒng)的數(shù)據(jù)參數(shù)通過zigbee子節(jié)點(diǎn)603發(fā)射至上位機(jī)I的zigbee協(xié)調(diào)器1002 ;第一主控模塊604和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器606連接，用于控制噴頭機(jī)組3上步進(jìn)電機(jī)302-a的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而控制噴頭301的旋轉(zhuǎn)；第一主控模塊604和繼電器模塊608連接，用于控制繼電器模塊608的通斷電，進(jìn)而控制電磁閥502的通斷；第一主控模塊604和變頻器607連接，用于控制變頻器607參數(shù)，進(jìn)而控制增壓泵501的轉(zhuǎn)速，從而控制支管道402內(nèi)的水壓大小，因此噴頭機(jī)組3上的噴頭301的噴水射程進(jìn)而改變。鋰電池組609和還與zigbee子節(jié)點(diǎn)603、第一主控模塊604、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器606、繼電器模塊608和變頻器607連接，用于為這些模塊的供電。
[0048]如圖13和圖14所示，所述水泵7包括進(jìn)水口 701、出水口 702、泵體703、電機(jī)704、機(jī)座705和水泵接口電路706。水泵7通過機(jī)座705固定安裝在水源處，水泵7的進(jìn)水口701和水源連接，水泵7的出水口 702和主管道401連接用于為灌溉系統(tǒng)的供水，水泵7的水泵接口電路706和220V交流電連接為電機(jī)704提供電能。
[0049]如圖15和圖16所示，所述傳感系統(tǒng)8包括:箱體801和傳感器802，所述箱體801用于放置和固定傳感器模塊。所述傳感器802包括:光照傳感器802-a、土壤溫濕度傳感器802-b、雨水感應(yīng)器802-c，上述傳感器802和第一主控模塊604連接并安裝在室外需要測(cè)定參數(shù)的非噴灌區(qū)域，其中，光照傳感器802-a和雨水感應(yīng)器802-c安裝在箱體801上表面，土壤溫濕度傳感器802-b和箱體801下表面連接并插入土壤中。所述光照傳感器802-a用于測(cè)量室外光照值，如果光照強(qiáng)度很弱的夜晚或者光照強(qiáng)度較強(qiáng)的中午，光照傳感器802-a將測(cè)量參數(shù)通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上傳至上位機(jī)1，從而不進(jìn)行噴灌作業(yè)。所述土壤溫濕度傳感器802-b用于檢測(cè)噴灌區(qū)域內(nèi)土壤的溫濕度值，上位機(jī)I通過參數(shù)變化進(jìn)而更加智能化的判斷和控制。所述雨水感應(yīng)器802-c用于檢測(cè)天空是否下雨，進(jìn)而通過上位機(jī)I控制是否進(jìn)行噴灌作業(yè)。
[0050]優(yōu)選地，所述上位機(jī)I包括:PC機(jī)9、主控制柜10、串口通訊線11。
[0051 ] 優(yōu)選地，在上位機(jī)I中，所述PC機(jī)9為工控機(jī)。
[0052]如圖17和圖18所示，所 述主控制柜10包括:柜體1001、電路模塊、斷層10_a和插頭1005,其中柜體1001內(nèi)部垂直方向上設(shè)置一個(gè)斷層ΙΟ-a用于電路模塊之間的電氣隔離和絕緣，主控制柜10內(nèi)部的電路模塊包括=Zigbee協(xié)調(diào)器1002、主控制器1003和開關(guān)電源1004。由于主控制柜10安裝在室內(nèi)，因此可以使用交流電，所述開關(guān)電源1004通過插頭1005和插座連接，所述開關(guān)電源1004和zigbee協(xié)調(diào)器1002、主控制器1003連接并為其提供電能。所述主控制器1003和zigbee協(xié)調(diào)器1002連接用于接收來(lái)自下位機(jī)2中zigbee子節(jié)點(diǎn)603發(fā)送的數(shù)據(jù)信息和控制指令。
[0053]所述串口通訊線11用于PC機(jī)9和主控制器1003之間的通訊載體。
[0054]基于上述灌溉系統(tǒng)，本發(fā)明還提供一種適用于不規(guī)則形狀灌溉區(qū)的灌溉方法，包括如下步驟:
[0055]步驟(a)，在上位機(jī)中錄入灌溉區(qū)輪廓曲線，并在輪廓曲線中標(biāo)注灌溉點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算噴頭距離噴灌區(qū)域的最外圍輪廓線的長(zhǎng)度參數(shù)L，設(shè)定噴灌持續(xù)時(shí)間和間隔時(shí)間并啟動(dòng)系統(tǒng)；
[0056]步驟(b)，上位機(jī)通過串口通訊線將包含長(zhǎng)度參數(shù)L的指令發(fā)送給主控制器，主控制器通過zigbee協(xié)調(diào)器將指令發(fā)送至zigbee子節(jié)點(diǎn)，zigbee子節(jié)點(diǎn)接收到指令后下傳至第一主控模塊；
[0057]步驟(C)，第一主控模塊接收并分析指令，第一主控模塊根據(jù)長(zhǎng)度參數(shù)L計(jì)算出增壓泵需要的增壓功率P，通過控制增壓功率P間接控制支管道內(nèi)水壓的大小，最終控制噴頭的水流射程。
[0058]優(yōu)選地，所述步驟(C)中，通過控制變頻器的輸出頻率控制增壓泵的增壓功率P。
[0059]由于增壓泵的功率P和變頻器的頻率f具有對(duì)應(yīng)關(guān)系，第一主控模塊通過控制輸出頻率間接控制了增壓泵的功率P，而增壓泵的功率P和支管道內(nèi)水壓的大小具有一定關(guān)系，支管道內(nèi)的水壓大小又與噴頭的水流射程具有對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此通過上位機(jī)測(cè)繪距離的控制，間接的控制了噴頭的水流射程，通過這種方式，可以實(shí)時(shí)改變噴頭的水流射程，進(jìn)而噴灌處不同形狀的灌溉區(qū)域，達(dá)到對(duì)園林植物種植區(qū)域嚴(yán)密覆蓋、不多噴、不少噴的效果和作用。
[0060]優(yōu)選地，本發(fā)明的灌溉方法還包括以下步驟:通過傳感系統(tǒng)中的光照傳感器、土壤溫濕度傳感器、雨水感應(yīng)器實(shí)時(shí)檢測(cè)噴灌區(qū)域內(nèi)的環(huán)境參數(shù)并上傳至第一主控模塊，第一主控模塊通過zigbee子節(jié)點(diǎn)發(fā)送至zigbee協(xié)調(diào)器,zigbee協(xié)調(diào)器接收到數(shù)據(jù)后上傳至主控制器，主控制器通過串口通訊線將數(shù)據(jù)上傳至PC機(jī)，PC機(jī)根據(jù)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行智能控制，同時(shí)PC機(jī)還將該數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0061]當(dāng)然，工作人員還可以通過上位機(jī)中控制每個(gè)支管道的電磁閥是否打開進(jìn)而控制相應(yīng)的噴頭是否進(jìn)行噴灌作業(yè)。
[0062]本發(fā)明提出一種適合不規(guī)則形狀灌溉區(qū)域的灌溉系統(tǒng)及灌溉方法，解決了園林景觀中由于綠化帶形狀不規(guī)則而導(dǎo)致植物灌溉受限的問題，同時(shí)提高了園林景觀的灌溉效率，降低了灌溉成本，對(duì)于加快我國(guó)園林園藝灌溉技術(shù)的發(fā)展，提高我國(guó)園林灌溉的現(xiàn)代化、智能化水平具有重要的意義。 [0063]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于不規(guī)則形狀灌溉區(qū)的灌溉系統(tǒng)，其特征在于，包括下位機(jī)(2)和上位機(jī)(1);所述下位機(jī)(2)包括:噴頭機(jī)組(3)、管道系統(tǒng)(4)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)(5)、第一控制柜(6)、水泵(7)、傳感系統(tǒng)⑶；所述上位機(jī)⑴包括:PC機(jī)(9)、主控制柜(10)、串口通訊線(11)； 在下位機(jī)⑵中，所述噴頭機(jī)組(3)包括:噴頭(301)、擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(302)、主體支架(303)、地插(304)和進(jìn)水口(305);所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(302)包括:步進(jìn)電機(jī)(302_a)、齒輪嚙合機(jī)構(gòu)(302-b)、步進(jìn)電機(jī)支架(302-c)和步進(jìn)電機(jī)接口電路(302-d);所述步進(jìn)電機(jī)(302-a)通過步進(jìn)電機(jī)支架(302-c)固定在主體支架(303)上，步進(jìn)電機(jī)(302_a)通過齒輪嚙合機(jī)構(gòu)(302-b)和噴頭(301)連接，步進(jìn)電機(jī)(302-a)通過齒輪嚙合機(jī)構(gòu)(302_b)帶動(dòng)噴頭(301)轉(zhuǎn)動(dòng)；主體支架(303)通過螺栓和地插(304)連接，進(jìn)水口(305)和管道系統(tǒng)(4)中的支管道(402)連接； 所述管道系統(tǒng)(4)包括:主管道(401)、支管道(402)、三通分水接頭(403);主管道(401)中為系統(tǒng)水源的來(lái)源，支管道(402)通過三通分水接頭(403)和主管道(401)連接，支管道(402)末 尾和噴頭機(jī)組(3)的進(jìn)水口(305)連接； 所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)(5)包括:增壓泵(501)、電磁閥(502);增壓泵(501)用于支管道(402)內(nèi)部水壓的控制，電磁閥(502)用于支管道(402)內(nèi)水流的通斷； 所述傳感系統(tǒng)(8)包括:箱體(801)和傳感器(802)，所述箱體(801)用于放置和固定傳感器模塊；所述傳感器(802)包括:光照傳感器(802-a)、土壤溫濕度傳感器(802_b)、雨水感應(yīng)器(802-c)，所述傳感器(802)和第一主控模塊(604)連接并安裝在室外需要測(cè)定參數(shù)的非噴灌區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的一種適用于不規(guī)則形狀灌溉區(qū)的灌溉系統(tǒng)，其特征在于，所述光照傳感器(802-a)和雨水感應(yīng)器(802-c)安裝在箱體(801)上表面，土壤溫濕度傳感器(802-b)和箱體(801)下表面連接并插入土壤中。
3.如權(quán)利要求1所述的一種適用于不規(guī)則形狀灌溉區(qū)的灌溉系統(tǒng)，其特征在于，在上位機(jī)⑴中，所述PC機(jī)(9)為工控機(jī)。
4.一種適用于不規(guī)則形狀灌溉區(qū)的灌溉方法，基于權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述灌溉系統(tǒng)，其特征在于，包括如下步驟: 步驟(a)，在上位機(jī)(I)中錄入灌溉區(qū)輪廓曲線，并在輪廓曲線中標(biāo)注灌溉點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算噴頭(301)距離噴灌區(qū)域的最外圍輪廓線的長(zhǎng)度參數(shù)L，設(shè)定噴灌持續(xù)時(shí)間和間隔時(shí)間并啟動(dòng)系統(tǒng)； 步驟(b)，上位機(jī)(I)通過串口通訊線(11)將包含長(zhǎng)度參數(shù)L的指令發(fā)送給主控制器(1003)，主控制器(1003)通過zigbee協(xié)調(diào)器(1002)將指令發(fā)送至zigbee子節(jié)點(diǎn)(603)，zigbee子節(jié)點(diǎn)(603)接收到指令后下傳至第一主控模塊(604)； 步驟(C)，第一主控模塊(604)接收并分析指令，第一主控模塊(604)根據(jù)長(zhǎng)度參數(shù)L計(jì)算出增壓泵(501)需要的增壓功率P，通過控制增壓功率P間接控制支管道(402)內(nèi)水壓的大小，最終控制噴頭(301)的水流射程。
5.如權(quán)利要求4所述的灌溉方法，其特征在于，所述步驟(c)中，通過控制變頻器(607)的輸出頻率控制增壓泵(501)的增壓功率P。
6.如權(quán)利要求4所述的灌溉方法，其特征在于，還包括以下步驟:通過傳感系統(tǒng)(8)中的光照傳感器(802-a)、土壤溫濕度傳感器(802-b)、雨水感應(yīng)器(802_c)實(shí)時(shí)檢測(cè)噴灌區(qū)域內(nèi)的環(huán)境參數(shù)并上傳至第一主控模塊出04)，第一主控模塊(604)通過zigbee子節(jié)點(diǎn)(603)發(fā)送至zigbee協(xié)調(diào)器(1002)，zigbee協(xié)調(diào)器(1002)接收到數(shù)據(jù)后上傳至主控制器(1003)，主控制器(1003)通過串口通訊線(11)將數(shù)據(jù)上傳至PC機(jī)(9)，PC機(jī)(9)根據(jù)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行智能控制，同時(shí)PC機(jī)(9)還將該數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫(kù)。
【文檔編號(hào)】A01G25/16GK103947511SQ201410163573
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】李娟 , 郭亭亭, 張鵬, 佟春明, 閆法兵, 程世田, 王至秋, 岳丹松, 楊麗麗 申請(qǐng)人:青島農(nóng)業(yè)大學(xué)