本發(fā)明專利技術(shù)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(wèn)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)明專利技術(shù)解決了現(xiàn)代園林景觀中植物灌溉受限的問(wèn)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。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術(shù)公開了，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(wèn)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。本專利技術(shù)解決了現(xiàn)代園林景觀中植物灌溉受限的問(wèn)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】
本專利技術(shù)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。
技術(shù)介紹
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(wèn)題。為了解決該問(wèn)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(guò)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(wèn)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(guò)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。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。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)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(wèn)題。本專利技術(shù)的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的: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 ;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 ；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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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。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。可選地，在上位機(jī)I中，所述PC機(jī)9為工控機(jī)。基于上述灌溉系統(tǒng)，本專利技術(shù)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: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)；步驟b，上位機(jī)I通過(guò)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(guò)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(guò)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。可選地，所述步驟c中，通過(guò)控制變頻器607的輸出頻率控制增壓泵501的增壓功率P。可選地，本專利技術(shù)的灌溉方法還包括以下步驟:通過(guò)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(guò)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(guò)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)。本專利技術(shù)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(wèn)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】為了更清楚地說(shuō)明本專利技術(shù)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(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)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。圖1為本專利技術(shù)上位機(jī)和下位機(jī)的整體立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本專利技術(shù)上位機(jī)和下位機(jī)的整體俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本專利技術(shù)下位機(jī)中的噴頭機(jī)組主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本專利技術(shù)下位機(jī)中的噴頭機(jī)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
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)(8)；所述上位機(jī)(1)包括：PC機(jī)(9)、主控制柜(10)、串口通訊線(11)；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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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。...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：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)(專利權(quán))人：青島農(nóng)業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：山東;37
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