灌溉智能控制和监测系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种灌溉智能控制和监测系统，是由信号线缆将温湿度计、远传水表和电磁阀分别与远程智能监测设备连接，远传水表和电磁阀串联在灌溉管路中，温湿度计布置在灌溉区域，温湿度计用于采集环境实时温湿度的第一数据，远传水表用于采集实时流量的第二数据，远程智能监测设备包含STM32单片机和无线通信模块，单片机用于输入第一数据和第二数据，输出电磁阀控制信号。本实用新型专利技术可以及时反馈灌溉状态，针对墒情进行精准的灌溉控制，保证植物成活率，为植物生长环境的自动监测与智能控制提供科学依据。

Irrigation Intelligent Control and Monitoring System

The utility model provides an intelligent irrigation control and monitoring system, which is connected with remote intelligent monitoring equipment by signal cable, temperature and humidity meter, remote water meter and solenoid valve respectively, remote water meter and solenoid valve are connected in series in irrigation pipeline, temperature and humidity meter are arranged in irrigation area, temperature and humidity meter is used to collect the first data of real-time temperature and humidity of environment, and remote water meter is used to collect real-time flow. Secondly, the remote intelligent monitoring equipment includes STM32 MCU and wireless communication module. The MCU is used to input the first data and the second data, and output the solenoid valve control signal. The utility model can timely feedback the irrigation state, precise irrigation control according to the moisture content, ensure the survival rate of plants, and provide scientific basis for automatic monitoring and intelligent control of plant growth environment.

【技术实现步骤摘要】
灌溉智能控制和监测系统
本技术涉及一种用于监测和控制园林景观绿化、园艺及农业灌溉设备的系统，具体涉及一种灌溉智能控制和监测系统。
技术介绍
对于园林景观、园艺、绿墙等人工绿化体系，由于位置分散、数量庞大，几乎完全依赖人工灌溉系统，目前普遍采用在管网上安装电子定时装置和电磁阀进行定时灌溉，由于管养单位的巡检养护频度有限，当定时灌溉系统遭遇停水停电、管道堵塞、水压不足等突发情况，无法及时给人工绿化植物补水，易导致绿化植物缺水，发生萎蔫性失水等不可逆的损伤，最终只能更换绿化植物，损失较大。针对已建成人工绿化体系，灌溉系统的管线已很难变更，更换为自动灌溉系统的成本极高，施工安装难度也很大。如果能够直接加装模块来代替人工巡检，直接对灌溉情况进行远程智能监测，第一时间发现缺水或漏水等情况并预警，通知管养单位及时修复灌溉设备，就能够避免绿化植物的不可逆损伤。为此，申请人在专利技术专利文献中CN108199954A提出一种灌溉智能监测系统，在此基础上，结合现场安装施工条件，经过试用验证及不断改进，创设出更具应用价值的本技术。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本技术提供一种灌溉智能控制和监测系统。技术方案：为解决上述技术问题，本技术提供的灌溉智能监测系统，包括温湿度计和远程智能监测设备，以及安装在灌溉管路上的远传水表和电磁阀，所述灌溉管路具有进水端和出水端，所述远传水表靠近进水端，所述电磁阀靠近出水端，所述温湿度计用于采集环境实时温湿度的第一数据，所述远传水表用于采集实时流量的第二数据，所述远程智能监测设备包含单片机和无线通信模块，所述单片机具有第一数据和第二数据输入端，以及电磁阀控制信号输出端。具体地，所述单片机是STM32单片机，所述无线通信模块是GPRS模块，GPRS模块与单片机及服务器信号连接，实现远程智能监测设备与服务器的通信。具体地，所述远传水表前端的灌溉管路上安装组合式排气阀，用于将管道中的大量空气、系统运行中的少量气体，高速排到外界空气中。由汽水分离盘实现只排气、不排水的功能，只要系统有压力，组合（复合）式排气阀就会连续不断地排气。从而提高灌溉的效率和系统稳定性。具体地，所述远传水表与电磁阀之间的灌溉管路上串联有过滤器，用于滤除水中颗粒杂质，避免喷头堵塞。具体地，所述电磁阀后端的灌溉管路上安装破真空阀和直动式压力调节阀。破真空阀，用于防护水锤，在管道或容器因系统运行或停止而产生负压或真空逐步升高时，该阀能自动开启，破坏真空效应，使管道及其它设备不至产生瘪、凹裂等现象，以保护设备的安全。直动式压力调节阀（直动式减压阀）由控制腔控制阀门的动作，控制腔通过小孔和阀后压力相通，当阀后压力产生波动时，控制腔推动阀瓣动作，保持压力稳定。在组合式排气阀前端的灌溉管路上设有手动控制球阀，也称检修阀，方便手动控制，以及在设备安装维护时切断供水。所述过滤器后端具有灌溉支路，所述电磁阀、破真空阀和直动式压力调节阀安装在灌溉支路上，可以有效保障管网内压力稳定。可以在过滤器后端布置三组及以上的灌溉支路，每组灌溉支路具有独立的电磁阀、破真空阀和直动式压力调节阀，在远程智能监测设备上具有相应的相互独立的电磁阀控制信号输出端。其中，远程智能监测设备的电源，可以选用交流电、蓄电池和/或太阳能电池组。可以在出水端布置浇灌管网，所述浇灌管网内布置压力补偿灌水器，在浇灌管网的最高处设置排气阀，在浇灌管网的最低处设置自动冲洗泄水阀，用于保护管网的日常运行安全，防止灌水器堵塞和冬季管道结冰冻裂。本申请中的“前”与“后”是沿灌溉管路中水流的方向所做的定义。有益效果：本技术由信号线缆将温湿度计、远传水表和电磁阀分别与远程智能监测设备连接，使用温湿度计采集环境实时温湿度的第一数据，远传水于采集实时流量的第二数据，远程智能监测设备的STM32单片机用于输入第一数据和第二数据，通过电磁阀控制灌溉的用水量，无线通信模块用于交互服务器与单片机的数据，设备简单，易于安装，且方便将已有的定时灌溉系统升级为灌溉智能监测系统。远程智能监测设备的单片机与通信采用技术成熟的模块，成本较低易于实现，进与服务器可以平台化处理数据，整合既有灌溉系统的信息资源，及时反馈灌溉状态，针对墒情，进行精准的灌溉控制，保证植物成活率，为植物生长环境的自动监测与智能控制提供科学依据。进一步在灌溉管路上布置破真空阀、直动式压力调节阀、过滤器、组合式排气阀等，保障了灌溉管路控制的稳定性和可靠性。附图说明图1是本技术实施例1的系统架构图；图2是图1中远程智能监测设备所采用的STM32单片机的电路图；图3是与STM32单片机连接的M26电源控制芯片电路图；图4是本技术实施例2的系统架构图；图5是本技术实施例3的系统架构图；图中：远程智能监测设备1，温湿度计2，电磁阀3，破真空阀4，直动式压力调节阀5，过滤器6，远传水表7，组合式排气阀8，球阀9，电源10，压力补偿灌水器11，排气阀12，自动冲洗泄水阀13。具体实施方式实施例1：本实施例的灌溉智能监测系统如图1所示，远程智能监测设备1由电源10供电，其内部的MCU（微控制单元）采用如图2所示的STM32F100单片机，利用如图3所示的M26电源控制芯片为其供电。其控制流程已在专利文献CN108681352A中做了详细说明。本实施例主要是对其现场安装应用的结构改进，将温湿度计2、远传水表7、电磁阀3分别采用信号线缆与远程智能监测设备1连接，令远程智能监测设备1收集实时的环境温湿度数据，采集实时灌溉流量，并控制灌溉的启动与截止。在灌溉供水管路上，从进水口到出水口还布置有球阀9，用于手动开闭。以及组合式排气阀8，用于将管道中的大量空气、系统运行中的少量气体，高速排到外界空气中。由汽水分离盘实现只排气、不排水，只要系统有压力，组合（复合）式排气阀就会连续不断地排气。过滤器6，用于滤除水种颗粒杂质，避免灌水器堵塞。破真空阀4，用于防护水锤，在管道或容器因系统运行或停止而产生负压或真空逐步升高时，该阀能自动开启，破坏真空效应，使管道及其它设备不至产生瘪、凹裂等现象，以保护设备的安全。直动式压力调节阀5（直动式减压阀），由控制腔控制阀门的动作，控制腔通过小孔和阀后压力相通，当阀后压力产生波动时，控制腔推动阀瓣动作，保持压力稳定。实施例2：本实施例是在实施例1基础上的改进，如图4所示，在电磁阀前端的灌溉管路与实施例1相同，采用依次连接的球阀9、组合式排气阀8、远传水表7和过滤器6。其改进之处在于，远程智能监测设备1具有相互独立的三组及以上电磁阀控制信号输出端，分别连接三路及以上电磁阀，在每路电磁阀后端分别配置破真空阀和直动式压力调节阀。对三条及以上灌溉支路做独立控制。实施例3：本实施例是对每组灌溉支路应用的灌溉管网的结构说明，如图5所示，在电磁阀3、破真空阀4和直动式压力调节阀5的后端，布置浇灌管网，在浇灌管网内布置压力补偿灌水器11，在浇灌管网的最高处设置排气阀12，最低处设置自动冲洗泄水阀13，用于保护管网的日常运行安全，防止灌水器堵塞和冬季管道结冰冻裂。其中压力补偿灌水器11、排气阀12和自动冲洗泄水阀13均可从市场直接采购耐特菲姆制造的产品。使用时，远传水表安装在灌溉管路靠近进水的一端，电磁阀安装在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种灌溉智能控制和监测系统，其特征在于：包括温湿度计和远程智能监测设备，以及安装在灌溉管路上的远传水表和电磁阀，所述灌溉管路具有进水端和出水端，所述远传水表靠近进水端，所述电磁阀靠近出水端，所述温湿度计用于采集环境实时温湿度的第一数据，所述远传水表用于采集实时流量的第二数据，所述远程智能监测设备包含单片机和无线通信模块，所述单片机具有第一数据和第二数据输入端，以及电磁阀控制信号输出端。

【技术特征摘要】
1.一种灌溉智能控制和监测系统，其特征在于：包括温湿度计和远程智能监测设备，以及安装在灌溉管路上的远传水表和电磁阀，所述灌溉管路具有进水端和出水端，所述远传水表靠近进水端，所述电磁阀靠近出水端，所述温湿度计用于采集环境实时温湿度的第一数据，所述远传水表用于采集实时流量的第二数据，所述远程智能监测设备包含单片机和无线通信模块，所述单片机具有第一数据和第二数据输入端，以及电磁阀控制信号输出端。2.根据权利要求1所述的灌溉智能控制和监测系统，其特征在于：所述单片机是STM32单片机，所述无线通信模块是GPRS模块，所述GPRS模块与单片机及服务器信号连接。3.根据权利要求2所述的灌溉智能控制和监测系统，其特征在于：所述远传水表前端的灌溉管路上安装组合式排气阀。4.根据权利要求3所述的灌溉智能控制和监测系统，其特征在于：所述远传水表与电磁阀之间的灌溉管路上串联有过滤器。5.根据权利要求4所述的灌溉智能控制和监测系统，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴锦华，
申请(专利权)人：南京万荣立体绿化工程有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32