一种基于作物生长水分需求的喷灌装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于作物生长水分需求的喷灌装置，包括在喷灌场地上分布设置的多个节点控制器，所述节点控制器上设置有温度传感器和湿度传感器；在喷灌场地之外设置有加药池，其内存储有喷灌用水或药液，所述加药池与调速水泵一端连接，所述调速水泵的另一端分别连接多个喷灌电磁阀，每个喷灌电磁阀与一个设置在喷灌场地内的喷头连接；所述喷灌场地顶部设置有幕帘，侧面设置有风扇和通风孔。本实用新型专利技术提供的基于作物生长水分需求的喷灌装置，利用zigbee自组网功能，可以实现区域内不同作物差异化喷灌。

Sprinkler irrigation device based on crop growth water demand

The utility model discloses a sprinkling device based on crop water demand, including a plurality of nodes arranged in the sprinkler controller on the ground, the node controller is provided with a temperature sensor and a humidity sensor; in the sprinkler site is arranged outside the stored dosing pool, irrigation water or liquid, the dosing tank one end is connected with the speed of the pump, the other end of the speed of the pump are respectively connected with a plurality of sprinkler irrigation solenoid valve, each sprinkler solenoid valve with a setting in the sprinkler site connection; setting the irrigation site at the top of the curtain, the side is provided with a fan and a ventilation hole. The sprinkler irrigation device based on crop growth and water demand provided by the utility model can realize differential irrigation of different crops in a region by utilizing the function of ZigBee self networking.

【技术实现步骤摘要】
一种基于作物生长水分需求的喷灌装置
本技术涉及智能喷灌系统，特别涉及一种基于作物生长水分需求的喷灌装置。
技术介绍
中国是13个淡水资源比较贫乏的国家之一，水资源分布不平衡，人均占有量为2200立方米，远远低于世界平均水平。在我国所有用水方面，农业用水一直占有大部分比例，超过60％，而农业用水中的90％是用来进行灌溉。如果能提高灌溉技术，将我国农业灌溉用水的利用率提高到60％-70％,不仅在满足灌溉需求的前提下减少了农业用水量，可以大大缓解我国水资源短缺的情况。《国家农业节水纲要(2012-2020年)》提出明确目标：全国旱作节水农业技术推广面积达到5亿亩以上，高效用水技术覆盖率达到50％以上。传统的喷灌有人工喷灌、定时喷灌和实时智能喷灌几种方式，人工喷灌效率低下，无法实现精确喷灌；定时喷灌实现了水量和覆盖面的控制，但是实际中可能会出现土壤湿度很高仍然在喷灌；普通智能喷灌根据土壤湿度进行喷灌，没有考虑不同作物在生长期间对水分需求的差异、而作物对水分的需求同作物产量息息相关，这就导致作物产量不能达到最佳。专利号CN205491998U公开了一种基于土壤湿度调节的智能高效喷灌系统，提到了根据作物生长规律和环境实时调节灌溉水量，但并没有给出具体如何实施和作物生长数据来源。此外，天气因素也是一个重要方面，例如，明天要下雨，今天还按照干旱模式进行喷灌，那么势必会浪费水资源，甚至使作物灌溉过度。
技术实现思路
本技术设计开发了一种基于作物生长水分需求的喷灌装置，对不同区域安需求进行喷灌。本技术提供的技术方案为：一种基于作物生长水分需求的喷灌装置，包括在喷灌场地上分布设置的多个节点控制器，所述节点控制器上设置有温度传感器和湿度传感器；在喷灌场地之外设置有加药池，其内存储有喷灌用水或药液，所述加药池与调速水泵一端连接，所述调速水泵的另一端分别连接多个喷灌电磁阀，每个喷灌电磁阀与一个设置在喷灌场地内的喷头连接；所述喷灌场地顶部设置有幕帘，侧面设置有风扇和通风孔。优选的是，所述风扇和通风孔分别安装在喷灌场地两相对侧面上。优选的是，还包括太阳能电池板，以为喷灌装置供电。优选的是，所述节点控制器采用zigbee节点控制器。优选的是，所述所述温度传感器采用DS18B20单总线温度传感器。优选的是，所述湿度传感器采用了RB-02S047湿度传感器。优选的是，所述节点控制器上还设置有天线、充电管理模块、锂电池以及电磁阀驱动输出端口。优选的是，所述加药池还与加药电磁阀连接，以为加药池添加水或药液。优选的是，所述节点控制器能够通过天线与上位机或手机进行无线通信。优选的是，每个喷灌电磁阀、幕帘和风扇分别与一个单独的节点控制器连接，以实现独立控制。本技术的有益效果是：本技术提供的基于作物生长水分需求的喷灌装置，利用zigbee自组网功能，可以实现区域内不同作物差异化喷灌，本技术所述的一种新型的智能喷灌系统，利用zigbee自组网功能，可以实现区域内不同作物差异化喷灌；作物生长需求的数据来源于农科院、专业书籍和安装喷灌系统的作物产量反馈信息，数据来源可靠，且能够因地制宜，根据当地地域环境优化生长水分需求数据，实现产量最大值；通过手机APP接入天气API接口，引入天气信息，终端控制器通过对土壤湿度数据、作物生长水分需求数据和天气信息进行综合，然后发出指令给喷灌装置。所述喷灌系统考虑了内在、外在因素，所以发出的指令也是相对比较科学合理的，既节约了水资源，又实现了喷灌效益最大化。附图说明图1为本技术所述的基于作物生长水分需求的喷灌装置总体结构示意图。图2为本技术所述的节点控制器结构示意图。图3为本技术所述的zigbee节点控制器组网流程图。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。如图1所示，本技术提供基于作物生长水分需求的喷灌装置，以对喷灌场地上的作物按照生长水分需求进行灌溉。所述喷灌场地1为四周和顶部密闭的空间。在喷灌场地顶部设置有幕帘2，所述幕帘2为电驱动，其能够对喷灌场地1顶部遮挡，对于一些对光照非常敏感的植物进行保护。在喷灌场地1的两侧分别设置有风扇3和通风孔4，以实现抽风换气目的。在喷灌场地1内分布有多个节点控制器5，每个节点控制器5上设置有温度传感器和湿度传感器，用于测量该节点控制器5处的温度和湿度。在喷灌场地1之外设置有加药池6，其内存储有喷灌用水或药液。所述加药池6与调速水泵7一端连接，所述调速水泵7上设置有调速器8，以调节调速水泵7的转速，进而控制水或药液喷出的流量。所述加药池6还与加药电磁阀9连接，通过将加药电磁阀9开启为加药池6添加水或药液。在调速水泵7与加药池6之间设置有开关电磁阀10，当开关电磁阀10关闭时，即使调速水泵7工作也不会将药液喷出。所述调速水泵7的另一端分别与多个喷灌电磁阀11连接，所述喷灌电磁阀11的前端与一个设置在喷灌场地内的喷头连接，通过将喷灌电磁阀11开启，从而使药液从相应的喷头喷出。每个喷头分布在不同的区域，从而实现分区按需喷灌。所述喷灌场地1外设置有太阳能电池板12，以为整个喷灌装置进行供电。一并参阅图2，所述节点控制器5采用zigbee节点控制器，其包括zigbee核心模块501、天线502、控制芯片503、充电管理模块504、锂电池505、湿度传感器506、温度传感器507以及电磁阀驱动输出端口508。本技术利用zigbee自组网功能，上位机端接有一个协调器，各个zigbee节点控制器连接到协调器组成一个网络，从而实现每个节点单独控制。zigbee节点控制器与协调器进行通信组网，对于协调器节点，有两个大的功能：将网络中各节点的数据进行汇总后通过串口传送给PC机；通过对各节点阀门的开关状态判断，控制水泵房的水泵运行状态。设计中的温度传感器采用DS18B20单总线温度传感器，其具有占用IO资源少，测量精度高，范围大等特点。湿度传感器采用了RB-02S047，此传感器悬空是输出端电压为0V，置于水中时，输出电压为3.3V，其湿度与输出电压成线性关系。充电管理用于管理光伏板对锂电池充电，同时也起到保护作用。电磁阀驱动输出端口同阀门相连，阀门开启与关闭的信号由这里输出。节点控制器5上安装有可充电的锂电池505，充电电池连接到太阳能光伏板进行充电。由于设置了多个节点控制器5，使多个湿度传感器506和温度传感器507较为分散，用传统有线供电方式增加了线路成本，因此本技术为把每一个节点控制器5配备一块小型太阳能光伏板，既摆脱了有线供电束缚，又体现了节能环保理念。太阳能光伏板在光照充足时候对电池进行充电，同时设有保护电路防止电池过充和电路过流，当锂电池端电压高于阈值或者电路电流超过限值，则停止充电。每个喷灌电磁阀11、幕帘2、风扇3分别由一个单独的zigbee节点控制器进行控制。节点控制器5通过TCP/IP协议与上位机和手机实现通信，通过上位机或手机发送的控制指令。例如当控制其中一个喷灌电磁阀11的节点控制器5接收到开启的命令时，会控制相应的喷灌电磁阀11开启，同时将水泵7和开关电磁阀10开启。当需要开启风扇时，通过相应的节点控制器5控制风扇工作。同样的，需要进行遮阳时，通过相应的节点控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于作物生长水分需求的喷灌装置，其特征在于，包括在喷灌场地上分布设置的多个节点控制器，所述节点控制器上设置有温度传感器和湿度传感器；在喷灌场地之外设置有加药池，其内存储有喷灌用水或药液，所述加药池与调速水泵一端连接，所述调速水泵的另一端分别连接多个喷灌电磁阀，每个喷灌电磁阀与一个设置在喷灌场地内的喷头连接；所述喷灌场地顶部设置有幕帘，侧面设置有风扇和通风孔。

【技术特征摘要】
1.一种基于作物生长水分需求的喷灌装置，其特征在于，包括在喷灌场地上分布设置的多个节点控制器，所述节点控制器上设置有温度传感器和湿度传感器；在喷灌场地之外设置有加药池，其内存储有喷灌用水或药液，所述加药池与调速水泵一端连接，所述调速水泵的另一端分别连接多个喷灌电磁阀，每个喷灌电磁阀与一个设置在喷灌场地内的喷头连接；所述喷灌场地顶部设置有幕帘，侧面设置有风扇和通风孔。2.根据权利要求1所述的基于作物生长水分需求的喷灌装置，其特征在于，所述风扇和通风孔分别安装在喷灌场地两相对侧面上。3.根据权利要求2所述的基于作物生长水分需求的喷灌装置，其特征在于，还包括太阳能电池板，以为喷灌装置供电。4.根据权利要求3所述的基于作物生长水分需求的喷灌装置，其特征在于，所述节点控制器采用zigbee节点控制器。5.根据权利要求1所述的基于作物...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨新华，王志强，张士科，李祎，吴丽珍，谢兴峰，王鹏霄，赵文洲，朱黎阳，韩兴泉，李瑞，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：新型
国别省市：甘肃,62