一种天桥绿化实时监测与远程灌溉操控系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术涉及一种环境绿化管理系统，尤指一种天桥绿化实时监测与远程灌溉操控系统及其工作方法，操控系统主要包括：灌溉设备、远程监控系统和种植装置；所述种植装置包括种植箱、种植支撑架、土壤湿度传感器和土壤pH值分析计；灌溉设备包括滴灌装置、供水装置、供料装置、智能调节装置和污水蓄水箱；远程监控系统主要包括无线通信连接的线路供电装置与控制终端；本发明专利技术通过土壤数据监测的反馈，能够在指定阈值进行指定时间灌溉，在常规天气运作节省人力、下雨天气运作节省用水，通过对植物根部土壤进行直接监测，克服灌溉误判问题，并且通过网络云平台配置，根据天桥绿化植物特定的土壤限制阈值设定灌溉策略，灵活灌溉。

A Real-time Monitoring and Remote Irrigation Control System for Overpass Greening and Its Working Method

【技术实现步骤摘要】
一种天桥绿化实时监测与远程灌溉操控系统及其工作方法
本专利技术涉及一种环境绿化管理系统，尤指一种天桥绿化实时监测与远程灌溉操控系统及其工作方法。
技术介绍
随着城市道路建设，天桥建设也随之快速发展，为美化整体城市环境与净化空气，天桥绿化带也相应增多，从中也需要我们投入精力以维护、管理天桥绿化；城市绿化的发展现状，主要的养植管理是需要依靠专业人员专门巡查、部署、浇灌等，并且还需要及时、迅速、专业地应对绿化植物的生长情况。当前，国内外均有相应的灌溉措施应用在绿化灌溉上，例如一些球阀开水浇灌设备，采用定时器定时浇水设备，甚至洒水车人工喷淋；但是，会存在着以下问题：需要人工多次巡查以时刻关注叶片生长状态，甚至需要工作人员夜间作业；定时器浇灌会在雨天情况下也仍然工作，提高用水量；尽管某些绿化灌溉设备也具备根据雨量传感指标来进行灌溉的功能，但是由于天桥绿化植物的生长情况，以及天桥绿化植物容器种植特点，植物茎叶密度大，将覆盖整个容器，会导致根据雨量传感指标来进行灌溉与植物对水分需求水量不相符、根部跟枝叶部位水量不相符等，从而导致灌溉效果不好，过多水或缺水，影响绿化效果。目前，球阀开水浇灌设备需要工作人员夜间作业，定时器定时浇水设备存在着定时器浇灌会在雨天情况下仍然工作，需提高用水量的等问题，均是亟待解决的问题。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术旨在公开一种环境绿化管理系统，尤指一种天桥绿化实时监测与远程灌溉操控系统及其工作方法，通过根部土壤数据反馈式操作供水，使用策略式、定时式工作的方式并且配合数据信息实时监测的方式来工作，从而解决上述天桥绿化灌溉问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种天桥绿化实时监测与远程灌溉操控系统，其特征在于，所述操控系统主要包括灌溉设备、远程监控系统和种植装置，所述种植装置主要包括种植箱、种植支撑架、土壤湿度传感器和土壤pH值分析计，其中种植支撑架成型为内部支撑种植箱的立体框架结构，沿天桥侧边或天桥扶梯延伸安装，所述的种植箱可成型为一体式种植箱体或分段式独立种植箱体，镶嵌安装在种植支撑架以内；种植箱内部还包括蓄水层、疏水层、过滤层和土壤层；土壤湿度传感器、土壤pH值分析计分别设置在土壤层表面；所述的灌溉设备主要包括滴灌装置、供水装置、供料装置、智能调节装置和污水蓄水箱，其中所述供水装置主要包括供水箱、输水管、第一输水支管、第二输水支管、缓冲罐和过滤储水器，输水管始端连接至供水箱处，输水管靠近始端处安装有水泵以输送水源，输水管末端通过连接三通管以分别衔接第一输水支管、第二输水支管，输水管管段上依次安装一号手动阀与过滤储水器，其中缓冲罐通过细管与一号手动阀并联安装；第一输水支管比第二输水支管的长度长，且第一输水支管延伸至天桥处，并在第一输水支管末端的管段上开设通孔连接滴灌装置，第二输水支管连接至供料装置处；所述供料装置主要包括液肥储蓄罐、施肥泵、吸肥管、接水管和输料管，液肥储蓄罐安装在天桥侧边处并通过种植支撑架支撑安装，施肥泵通过吸肥管连接至液肥储蓄罐内，通过接水管连通第二输水支管，以将液肥与水输送至施肥泵中进行混合搅拌并通过输料管输出，同时输料管末端的管段上开设通孔连接滴灌装置；所述智能调节装置包括逆止阀、压力表、分流阀、流量表、逆排气阀和灌溉电磁阀，依次安装在输水管或第一输水支管上，灌溉电磁阀还连接有电磁器；所述滴灌装置主要包括3-5个滴头、柔性支管和主管道，主管道分别安装在第一输水支管、输料管开设的通孔处，柔性支管一终端连接在主管道末端，另一端设置为分支管路结构，且分支管路数量与滴头数量匹配以在终端处安装滴头。优选地，所述的种植箱随种植支撑架沿天桥侧边长度方向延伸安装，种植箱底部开设有排水孔，排水孔处通过排水管与手阀以控制污水传输到污水蓄水箱。优选地，所述种植箱中，蓄水层、疏水层、过滤层和土壤层依次由下至上分层设置的，过滤层为土工布过滤薄层，疏水层为粗砂石或卵石疏水层，土壤层表面连接土壤湿度传感器、土壤pH值分析计与滴头，分别为竖直插入连接至土壤中。优选地，所述的远程监控系统主要包括无线通信连接的线路供电装置与控制终端；线路供电装置包括控制器、支架和太阳能电池板，支架成型为设有保护箱的竖直立杆支撑支架，控制器安装在保护箱内，太阳能电池板安装在支架顶部以供电至控制器中，土壤湿度传感器、土壤pH值分析计通过电缆线与控制器电性连接。优选地，所述的控制器由网络传输电路、土壤数据监测电路和灌溉控制电路组成，网络传输电路为GPRS通信传输电路，通过GPRS通信传输电路使控制终端与控制器远程通讯连接以进行实时监测与调控；土壤数据监测电路通过采集土壤湿度传感器、土壤pH值分析计实时读取的数据以获取土壤的温度、湿度、EC值与PH值并通过网络传输电路发送至控制终端；灌溉控制电路包括双向脉冲信号发生电路，灌溉控制电路通过与智能调节装置电连接以控制灌溉调节条件。优选地，所述的网络传输电路还包括逻辑核心模块、网络通信模块，其中网络通信模块通过通信接口与GPRS信号天线相连接以接收信号并形成GPRS传输电路，逻辑核心模块为执行命令的发送与接收处理端。优选地，所述的控制器设有电源输入接口，通过电源输入接口与电源相连接，并通过TPS54331芯片进行稳压3.3V供给网络传输电路、通过TPS62170芯片进行稳压5V提供给土壤数据监测电路。优选地，所述的土壤数据监测电路通过土壤实时监测接口连接土壤湿度传感器、土壤pH值分析计。优选地，所述的灌溉控制电路通过电磁阀控制接口与智能调节装置的灌溉电磁阀连接以实现对灌溉电磁阀的控制。一种天桥绿化实时监测与远程灌溉操控系统工作方法，其特征在于，所述工作方法包括以下步骤：1)当电源从电源输入接口接入时，控制器分别提供3.3V电源、5V电源至网络传输电路与土壤数据监测电路中；2)网络传输电路接收电源信息后，通过逻辑核心模块开启网络通信模块的电源，从而开启联网通讯，3)逻辑核心模块通过土壤数据监测电路、土壤实时监测接口采用RS3485逻辑采集土壤传感信息，主要包括土壤水分、土壤温度、土壤EC值、土壤PH值的参数采集；4)通过控制终端对控制器的网络传输电路下发命令，在逻辑核心模块中设定控制策略，以控制灌溉控制电路、电磁阀控制接口，从而控制灌溉电磁阀的启停。本专利技术的有益效果体现在：本专利技术在监控系统与灌溉设备的配合设定下，根据天桥绿化的土壤指标，达到阈值后一段时间或马上自动进行供水，在此基础上实现限定自动供水及自动停止，其灌溉策略可以由用户通过网络云服务自行设置；本专利技术通过土壤数据监测的反馈，能够在指定阈值进行指定时间的间断或非间断灌溉，在常规天气运作节省人力、下雨天气运作节省用水，同时通过对天桥绿化植物的根部土壤进行直接监测，克服枝叶遮挡而根部缺水、植物水量误判等问题，并且通过网络云平台配置，根据天桥绿化植物特定的土壤限制阈值设定灌溉策略，灵活灌溉。本专利技术通过灌溉装置实现浇水、施肥工作，并可选择不同的浇灌通路，实现水肥浇灌或水源浇灌独立工作，在不同天气条件或植物品种需求下选择不同的浇灌方式，从而提高水分与化肥的利用率，亦实现更高效的浇灌施肥工作，既保护防止养分的淋湿，亦保护土壤避免施肥过量而导致质量降低；在本专利技术中，所采用的远程灌溉操控，不仅对于土壤与植物而言能够提高资源本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天桥绿化实时监测与远程灌溉操控系统，其特征在于，所述操控系统主要包括灌溉设备、远程监控系统和种植装置，所述种植装置主要包括种植箱、种植支撑架、土壤湿度传感器和土壤pH值分析计，其中种植支撑架成型为内部支撑种植箱的立体框架结构，沿天桥侧边或天桥扶梯延伸安装，所述的种植箱可成型为一体式种植箱体或分段式独立种植箱体，镶嵌安装在种植支撑架以内；种植箱内部还包括蓄水层、疏水层、过滤层和土壤层；土壤湿度传感器、土壤pH值分析计分别设置在土壤层表面；所述的灌溉设备主要包括滴灌装置、供水装置、供料装置、智能调节装置和污水蓄水箱，其中所述供水装置主要包括供水箱、输水管、第一输水支管、第二输水支管、缓冲罐和过滤储水器，输水管始端连接至供水箱处，输水管靠近始端处安装有水泵以输送水源，输水管末端通过连接三通管以分别衔接第一输水支管、第二输水支管，输水管管段上依次安装一号手动阀与过滤储水器，其中缓冲罐通过细管与一号手动阀并联安装；第一输水支管比第二输水支管的长度长，且第一输水支管延伸至天桥处，并在第一输水支管末端的管段上开设通孔连接滴灌装置，第二输水支管连接至供料装置处；所述供料装置主要包括液肥储蓄罐、施肥泵、吸肥管、接水管和输料管，液肥储蓄罐安装在天桥侧边处并通过种植支撑架支撑安装，施肥泵通过吸肥管连接至液肥储蓄罐内，通过接水管连通第二输水支管，以将液肥与水输送至施肥泵中进行混合搅拌并通过输料管输出，同时输料管末端的管段上开设通孔连接滴灌装置；所述智能调节装置包括逆止阀、压力表、分流阀、流量表、逆排气阀和灌溉电磁阀，依次安装在输水管或第一输水支管上，灌溉电磁阀还连接有电磁器；所述滴灌装置主要包括3‑5个滴头、柔性支管和主管道，主管道分别安装在第一输水支管、输料管开设的通孔处，柔性支管一终端连接在主管道末端，另一端设置为分支管路结构，且分支管路数量与滴头数量匹配以在终端处安装滴头。...

【技术特征摘要】
1.一种天桥绿化实时监测与远程灌溉操控系统，其特征在于，所述操控系统主要包括灌溉设备、远程监控系统和种植装置，所述种植装置主要包括种植箱、种植支撑架、土壤湿度传感器和土壤pH值分析计，其中种植支撑架成型为内部支撑种植箱的立体框架结构，沿天桥侧边或天桥扶梯延伸安装，所述的种植箱可成型为一体式种植箱体或分段式独立种植箱体，镶嵌安装在种植支撑架以内；种植箱内部还包括蓄水层、疏水层、过滤层和土壤层；土壤湿度传感器、土壤pH值分析计分别设置在土壤层表面；所述的灌溉设备主要包括滴灌装置、供水装置、供料装置、智能调节装置和污水蓄水箱，其中所述供水装置主要包括供水箱、输水管、第一输水支管、第二输水支管、缓冲罐和过滤储水器，输水管始端连接至供水箱处，输水管靠近始端处安装有水泵以输送水源，输水管末端通过连接三通管以分别衔接第一输水支管、第二输水支管，输水管管段上依次安装一号手动阀与过滤储水器，其中缓冲罐通过细管与一号手动阀并联安装；第一输水支管比第二输水支管的长度长，且第一输水支管延伸至天桥处，并在第一输水支管末端的管段上开设通孔连接滴灌装置，第二输水支管连接至供料装置处；所述供料装置主要包括液肥储蓄罐、施肥泵、吸肥管、接水管和输料管，液肥储蓄罐安装在天桥侧边处并通过种植支撑架支撑安装，施肥泵通过吸肥管连接至液肥储蓄罐内，通过接水管连通第二输水支管，以将液肥与水输送至施肥泵中进行混合搅拌并通过输料管输出，同时输料管末端的管段上开设通孔连接滴灌装置；所述智能调节装置包括逆止阀、压力表、分流阀、流量表、逆排气阀和灌溉电磁阀，依次安装在输水管或第一输水支管上，灌溉电磁阀还连接有电磁器；所述滴灌装置主要包括3-5个滴头、柔性支管和主管道，主管道分别安装在第一输水支管、输料管开设的通孔处，柔性支管一终端连接在主管道末端，另一端设置为分支管路结构，且分支管路数量与滴头数量匹配以在终端处安装滴头。2.根据权利要求1所述的一种天桥绿化实时监测与远程灌溉操控系统，其特征在于，所述的种植箱随种植支撑架沿天桥侧边长度方向延伸安装，种植箱底部开设有排水孔，排水孔处通过排水管与手阀以控制污水传输到污水蓄水箱。3.根据权利要求2所述的一种天桥绿化实时监测与远程灌溉操控系统，其特征在于，所述种植箱中，蓄水层、疏水层、过滤层和土壤层依次由下至上分层设置的，过滤层为土工布过滤薄层，疏水层为粗砂石或卵石疏水层，土壤层表面连接土壤湿度传感器、土壤pH值分析计与滴头，分别为竖直插入连接至土壤中。4.根据权利要求1所述的一种天桥绿化实时监测与远程灌溉操控系统，其特征在于，所述的远程监控...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘悦明，阮琳，刘兴跃，余铭杰，邱毅敏，吴俭峰，郭沛楷，乐龙胜，叶云，姜晟，
申请(专利权)人：广州市林业和园林科学研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44