生态园林水控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种生态园林水控制系统，属于生态环保灌溉领域，该系统包括太阳能光伏发电装置、智能控制装置、水分监控装置、调控装置和水源；水分监控装置包括土壤水分传感器、入土镂空管和数据发射装置，土壤水分传感器呈圆柱状，由内置电极和石膏圆柱体构成，内置电极包括螺旋形工作电极和对电极，对电极设置于螺旋形工作电极的中心位置，内置电极由镀锡铜丝制成。本发明专利技术在各个生态园区设置土壤水分传感器，在水源、生态沟渠处设置水位传感器，通过传感器与智能控制装置相结合，将水分(位)数据传输至计算机控制模块，管理者可以及时得知生态园林各个区域情况，通过个性化设置分别设置不同生态区的调控条件，提高了管理效率，节约成本。

Eco-garden Water Control System

The invention provides an ecological garden water control system, which belongs to the field of ecological environmental protection irrigation. The system includes solar photovoltaic power generation device, intelligent control device, water monitoring device, control device and water source. The water monitoring device includes soil moisture sensor, soil hollow pipe and data transmitting device. The soil moisture sensor is cylindrical and consists of built-in electrodes and gypsum cylinders. The built-in electrode consists of a helical working electrode and a pair of electrodes. The opposite electrode is located at the center of the helical working electrode. The built-in electrode is made of tin-plated copper wire. The invention sets soil moisture sensors in each ecological park, water level sensors at water sources and ecological ditches, transmits water (position) data to computer control module by combining sensors with intelligent control devices, and managers can know the situation of each area of ecological garden in time. The regulation conditions of different ecological zones are set by individualized setting, which improves the performance of the system. Management efficiency and cost savings.

【技术实现步骤摘要】
生态园林水控制系统
本专利技术属于生态环保灌溉领域，具体涉及一种生态园林水控制系统。
技术介绍
在农业生产活动中灌溉用水量占至80％的比例，但传统的灌溉模式中使得水的实际利用率仅为30～40％，大水漫灌不仅导致生产效率低下，而且造成了水资源的浪费。目前市面上的自动化浇水装置大都通过人为控制机器开关从而实现灌溉，在此条件下存在三个问题：(1)园林各植被类型的需水量不同，使用一个标准进行灌溉；(2)通过人为观察园林各区域是否缺水本身不够精确，更加无法判断深层土壤是否缺水，而现有的金属探针测量含水量时，当土壤含水量大于20％时会产生较大误差，无法精确测量土壤含水量，从而导致无法对不同土层调控所需的水量做到精准定量分析；(3)因为无法做到精确测量含水量，所以当在浇水灌溉时，大于植物所需量时，会产生电力和水资源的浪费情况，而供水太少则无法满足植物需求。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种操作简单、高精度、节能环保、灌溉效率高的生态园林水控制系统。本专利技术提供的这种生态园林水控制系统，包括太阳能光伏发电装置、智能控制装置、水分监控装置、调控装置和水源；所述太阳能光伏发电装置用于对整个控制系统进行供电，智能控制装置上设置系统运行的水分条件，水分监控装置监控生态园区各个区域、各个土层的水量，水分监控装置将监测的水量数据传输到智能控制装置，达到调控条件时，智能控制装置将控制信号发送给调控装置，通过调控装置将水输送至生态园区各区域，以保持生态园林水分平衡；所述水分监控装置包括土壤水分传感器、入土镂空管和数据发射装置，土壤水分传感器呈圆柱状，由内置电极和石膏圆柱体构成，内置电极包括螺旋形工作电极和对电极，对电极设置于螺旋形工作电极的中心位置，内置电极由镀锡铜丝制成，土壤水分传感器安装于入土镂空管的镂空处，土壤水分传感器与数据发射装置连接，数据发射装置安装于入土镂空管的顶端，用于将监测到的水量数据传输到智能控制装置。在一个具体实施方式中，所述生态园林水控制系统还包括补充水源、生态沟渠、水位监测装置；所述补充水源与水源连接，补充水源与水源之间设有水泵，用于将补充水源处的水输送至水源处；所述生态沟渠与水源连接，生态沟渠与水源之间设有电动水闸，用于将水源处的水引流至生态沟渠，维持生态沟渠中的水量；所述水位监测装置由水位监测传感器、数据发射装置组成，水位监测传感器设置于水源和生态沟渠深度1/3和2/3处，用于监测水源和生态沟渠的水位。当水源的水位下降到1/3处时，数据发射装置将水位数据传输到智能控制装置的数据接收装置上，通过计算机控制模块控制水泵从补充水源取水补充，当水位达到2/3时，则停止；当生态沟渠中水位低于1/3时，通过打开电动水闸将水源处的水引流至沟渠中，维持生态沟渠中的水量。在一个具体实施方式中，所述智能控制装置由计算机控制模块、数据接收装置组成，计算机控制模块分不同植被区域、不同的土层分别设置不同的水分调控条件，通过计算机控制模块读取的数据有日期信息，时间信息和天气状况信息用以确定未来8小时内是否会形成降雨以及降雨量大小，并通过数据接收装置接收水分监测装置传递的实时水量数据，智能控制调控装置运行时间。在一个具体实施方式中，所述太阳能光伏发电装置由电池板支架、太阳能电池板、蓄电池组成，用于对控制系统进行供电，将太阳能转换为电能存储在蓄电池中，以保证系统在阴天或光照不足的情况下正常工作。在一个具体实施方式中，所述调控装置由水泵、过滤器、水管、喷头和滴灌带组成，水泵安装于水源处，由太阳能光伏发电装置供能，水泵与水源接口处设有过滤器，用于过滤水中的杂物，防止水管堵塞，过滤后的水通过水管输送至喷头和滴灌带，以对生态园林水分进行调控。在一个具体实施方式中，所述入土镂空管的长度为20cm，在5cm与15cm处放置土壤水分传感器，用来监控0～10cm水量和10～20cm水量数据，并实时将数据传输至数据发射装置并反馈到计算机控制模块。当0～10cm水量或10～20cm水量达到调控设定值，与水分传感器连接的数据发射器将实时水分数据传输到计算机控制模块，由计算机控制模块控制水泵，将水输送至喷头和滴灌带进行灌溉；当0～10cm土层含水量或10～20cm土层含水量达到停止调控设定值时，由智能控制装置控制调控装置停止运行，执行监测功能。在一个具体实施方式中，所述石膏圆柱体的直径为6～10cm；石膏圆柱体的高度为5～10cm，螺旋形工作电极直径为3～5cm；对电极长度为5～10cm。在一个具体实施方式中，土壤水分传感器的制备过程为：(1)将石膏与水混合，石膏与水的质量比为7：5，充分混匀后迅速倒入装有螺旋形同心电极的模子中，赶尽气泡，将试件表面刮平；(2)待30～60min后取出试块，自然风干，制作完成后需浸渍在蒸馏水中，测量其饱和电阻值，除去电阻值与平均值相差较大的块件，得到所述土壤水分传感器。与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果为：(1)本专利技术在各个生态园区(如林地、灌丛、草地等)设置土壤水分传感器，且添加了水体部分，并在水体部分(水源、生态沟渠)处设置水位传感器，通过水分(位)传感器与智能控制装置相结合，将水分(位)数据传输至计算机控制模块，管理者可以及时得知生态园林各个区域情况，通过个性化设置分别设置不同生态区的调控条件，大大提高了管理效率。同时，水体部分还能收集并储存大气降水进行灌溉，充分利用水资源。(2)本专利技术在不同深度的土层设置土壤水分传感器，土壤水分传感器由螺旋形镀锡铜丝电极和石膏构成，其精度高，可以精确测量土壤含水量大于20％，以实时监测不同土层的水分数据，避免不同土层水分需求不足或过量的问题。(3)本专利技术适用范围广泛，除了应用于城市绿化，还可在农业灌溉、林木、果树、药用和观赏等植物栽培等领域使用。附图说明图1为本专利技术实施例中生态园林水控制系统示意图。图2为水分监控装置结构示意图。图3为土壤水分传感器结构示意图。图4为本专利技术生态园林水控制系统的技术路线图。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合具体实施例和附图对本专利技术进行进一步说明：结合图1、图2、图3可以看出，本实施例公开了一种生态园林水控制系统，包括太阳能光伏发电装置、智能控制装置、水分监控装置、调控装置、水源、补充水源、生态沟渠和水位监测装置。太阳能光伏发电装置用于对整个控制系统进行供电，智能控制装置上设置系统运行的水分条件，水分监控装置监控生态园区各个区域、各个土层的水量，水分监控装置将监测的水量数据传输到智能控制装置，达到调控条件时，智能控制装置将控制信号发送给调控装置，通过调控装置将水输送至生态园区各区域，以保持生态园林水分平衡。太阳能光伏发电装置由电池板支架、太阳能电池板、蓄电池组成，用于对控制系统进行供电，将太阳能转换为电能存储在蓄电池中，以保证系统在阴天或光照不足的情况下正常工作。智能控制装置由计算机控制模块、数据接收装置组成，计算机控制模块分不同植被区域、不同的土层分别设置不同的水分调控条件，通过计算机控制模块读取的数据有日期信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生态园林水控制系统，其特征在于：包括太阳能光伏发电装置、智能控制装置、水分监控装置、调控装置和水源；所述太阳能光伏发电装置用于对整个控制系统进行供电，智能控制装置上设置系统运行的水分条件，水分监控装置监控生态园区各个区域、各个土层的水量，水分监控装置将监测的水量数据传输到智能控制装置，达到调控条件时，智能控制装置将控制信号发送给调控装置，通过调控装置将水输送至生态园区各区域，以保持生态园林水分平衡；所述水分监控装置包括土壤水分传感器、入土镂空管和数据发射装置，土壤水分传感器呈圆柱状，由内置电极和石膏圆柱体构成，内置电极包括螺旋形工作电极和对电极，对电极设置于螺旋形工作电极的中心位置，内置电极由镀锡铜丝制成，土壤水分传感器安装于入土镂空管的镂空处，土壤水分传感器与数据发射装置连接，数据发射装置安装于入土镂空管的顶端，用于将监测到的水量数据传输到智能控制装置。

【技术特征摘要】
1.一种生态园林水控制系统，其特征在于：包括太阳能光伏发电装置、智能控制装置、水分监控装置、调控装置和水源；所述太阳能光伏发电装置用于对整个控制系统进行供电，智能控制装置上设置系统运行的水分条件，水分监控装置监控生态园区各个区域、各个土层的水量，水分监控装置将监测的水量数据传输到智能控制装置，达到调控条件时，智能控制装置将控制信号发送给调控装置，通过调控装置将水输送至生态园区各区域，以保持生态园林水分平衡；所述水分监控装置包括土壤水分传感器、入土镂空管和数据发射装置，土壤水分传感器呈圆柱状，由内置电极和石膏圆柱体构成，内置电极包括螺旋形工作电极和对电极，对电极设置于螺旋形工作电极的中心位置，内置电极由镀锡铜丝制成，土壤水分传感器安装于入土镂空管的镂空处，土壤水分传感器与数据发射装置连接，数据发射装置安装于入土镂空管的顶端，用于将监测到的水量数据传输到智能控制装置。2.根据权利要求1所述的生态园林水控制系统，其特征在于：所述生态园林水控制系统还包括补充水源、生态沟渠、水位监测装置；所述补充水源与水源连接，补充水源与水源之间设有水泵，用于将补充水源处的水输送至水源处；所述生态沟渠与水源连接，生态沟渠与水源之间设有电动水闸，用于将水源处的水引流至生态沟渠，维持生态沟渠中的水量；所述水位监测装置由水位监测传感器、数据发射装置组成，水位监测传感器设置于水源和生态沟渠深度1/3和2/3处，用于监测水源和生态沟渠的水位。3.根据权利要求1或2所述的生态园林水控制系统，其特征在于：所述智能控制装置由计算机控制模块、数据接收装置组成，计算机控制模块分不同植被区域、不同的土层分别设置不同的水分...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏卫生，刘瑞，梁羽石，童星星，方泽波，敬彦君，
申请(专利权)人：湖南师范大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43