农林节水灌溉系统技术方案

农林节水灌溉系统，包括水路管网、电磁阀A、电磁阀B、无线温湿度传感器、控制器及PC机；水路管网平铺埋设在土壤中，其包括总管和垂直连接在总管上的多条平行间隔布置的分管；电磁阀A设在每条分管与主管的连接处；电磁阀B设在每个出水口与分管的连接处；无线温湿度传感器埋设在每个喷头正下方的土壤中；PC机与控制器的信号输入端口通信连接。本实用新型专利技术可根据不同的作物品种和不同的土壤湿度精准计算灌溉量，有效避免了过量灌溉浪费水资源，还可根据当前土壤温度预测下次启动灌溉的时间，保证了灌溉系统的时效性，实现了农作物灌溉的科学调控和管理。控和管理。控和管理。

【技术实现步骤摘要】
农林节水灌溉系统


[0001]本技术涉及喷灌系统领域，特别是一种农林节水灌溉系统。

技术介绍

[0002]水资源可持续利用是我国经济社会发展的战略问题，核心是提高用水效率。我国虽是传统农业大国，但由于科技的约束以及经济的影响，智能农业灌溉系统的普及率并不高。
[0003]现在，经济型作物的种植越来越流行，但经济型作物对环境要求比较严格，需要非常精准的控制各个环境参数。数据显示，全国70%的经济型作物种植区仍是粗旷型的沟渠灌溉。一方面，这种灌溉方式的淡水资源利用率较低，另一方面，这种灌溉方式无法根据无法根据土壤的温湿度情况和作物品种的需求提供具有时效性和精准量的灌溉，这将导致某些珍贵植物和农作物由于得不到及时和适量的水分而减产。
[0004]因此，为实现农业现代化，提高灌溉系统的灵活性、准确性、时效性和便捷性是非常有必要的。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是克服现有技术的不足，而提供一种农林节水灌溉系统，它有助于实现农作物灌溉的科学调控和管理。
[0006]本技术的技术方案是：农林节水灌溉系统，包括水路管网、电磁阀A、电磁阀B、无线温湿度传感器、控制器及PC机；水路管网平铺埋设在土壤中，其包括总管和垂直连接在总管上的多条平行间隔布置的分管，总管的一端设有进水口，每条分管上间隔设有多个出水口，进水口与恒定水压的水源连通，出水口上安装有喷头；电磁阀A设在每条分管与主管的连接处，以控制每条分管内的液流通断；电磁阀B设在每个出水口与分管的连接处，以控制每个出水口内的液流通断；无线温湿度传感器埋设在每个喷头正下方的土壤中，以检测土壤的温湿度数据；控制器的信号输入端口与所有的无线温湿度传感器通信连接，控制器的信号输出端口与电磁阀A和电磁阀B通信连接；PC机与控制器的信号输入端口通信连接。
[0007]本技术进一步的技术方案是：水路管网上所有的出水口呈矩形阵列布置；任一分管上的出水口与相邻分管上距离最近的出水口的距离为m，与同一分管上距离最近的出水口的距离为n；m的取值范围为3～5m，n的取值范围为3～5m。
[0008]本技术再进一步的技术方案是：m的取值为4m，n的取值为4m。
[0009]本技术更进一步的技术方案是：控制器的信号输入端口通过Zigbee无线网络与所有的无线温湿度传感器通信连接。
[0010]本技术更进一步的技术方案是：其还包括太阳能供电装置；太阳能供电装置包括太阳能板、充放电管理模块和蓄电池；太阳能板与充放电管理模块电连接，充放电管理模块与蓄电池电连接，蓄电池分别与电磁阀、无线温湿度传感器及控制器电连接。
[0011]本技术与现有技术相比具有如下优点：
[0012]1、通过水路管网中的喷头将种植区划分为若干个小区域，针对每个小区域可单独测定土壤温湿度，并单独启动灌溉，为灌溉系统的灵活性管理提供了结构基础。
[0013]2、可根据不同的作物品种和不同的土壤湿度精准计算灌溉量，有效避免了过量灌溉浪费水资源，还可根据当前土壤温度预测下次启动灌溉的时间，保证了灌溉系统的时效性，实现了农作物灌溉的科学调控和管理。
[0014]以下结合图和实施例对本技术作进一步描述。
附图说明
[0015]图1为本技术中的各部件的通信连接关系示意图；
[0016]图2为本技术中的各部件的电连接关系示意图；
[0017]图3为俯视视角下的水路管网及其上安装部件的位置关系示意图；
[0018]图4为图3的A
‑
A剖视图。
具体实施方式
[0019]实施例1：
[0020]如图1
‑
4所示，农林节水灌溉系统，包括水路管网、电磁阀A21、电磁阀B22、无线温湿度传感器3、控制器4及PC机5。
[0021]水路管网平铺埋设在土壤中，其包括总管11和垂直连接在总管11上的多条平行间隔布置的分管12，总管11的一端设有进水口111，每条分管12上间隔设有多个出水口，进水口111与恒定水压的水源(例如自来水)连通，出水口上安装有喷头121。
[0022]电磁阀A21设在每条分管12与主管11的连接处，以控制每条分管12内的液流通断。电磁阀B22设在每个出水口与分管12的连接处，以控制每个出水口内的液流通断。
[0023]无线温湿度传感器3埋设在每个喷头121正下方的土壤中，以检测土壤的温湿度数据。
[0024]控制器4的信号输入端口与所有的无线温湿度传感器3通信连接，控制器4的信号输出端口与电磁阀A21和电磁阀B22通信连接。
[0025]PC机5与控制器4的信号输入端口通信连接。
[0026]优选，农林节水灌溉系统还包括有太阳能供电装置。太阳能供电装置包括太阳能板61、充放电管理模块62和蓄电池63。太阳能板61与充放电管理模块62电连接，充放电管理模块62与蓄电池63电连接，蓄电池63分别与电磁阀2、无线温湿度传感器3及控制器4电连接。
[0027]优选，控制器4的信号输入端口通过Zigbee无线网络与所有的无线温湿度传感器3通信连接，Zigbee无线网络包括外围Zigbee模块和中心Zigbee模块，外围Zigbee模块分别与每个无线温湿度传感器3一一对应，中心Zigbee模块设在外围Zigbee模块与控制器4之间，其用于汇总所有外围Zigbee模块传输来的土壤温湿度数据，并将土壤温湿度数据传输给控制器4。Zigbee技术专注于低数率传输数据，具有低功耗、低成本、组网简单的优势。
[0028]优选，喷头121在土壤中的埋设深度与土壤中的农作物根系所在深度一致。
[0029]优选，无线温湿度传感器3在土壤中的埋设深度与土壤中的农作物根系所在深度一致。
[0030]优选，水路管网上所有的出水口呈矩形阵列布置。任一分管12上的出水口与相邻分管12上距离最近的出水口的距离为m，与同一分管12上距离最近的出水口的距离为n。m的取值为4m，n的取值为4m。
[0031]优选，控制器4选用stm32单片机，控制器4在农林节水灌溉系统中起到了至关重要的作用，一方面，控制器4用于控制电磁阀A21和电磁阀B22的开闭，进而控制喷灌的开启和关闭；另一方面，控制器4是无线温湿度传感器3与PC机5之间联结的重要枢纽。
[0032]简述本技术的工作原理：水路管网的铺设区域划分为若干个呈矩形的小区域，每个小区域内设有一个喷头121和一个无线温湿度传感器3，所述的喷头121和无线温湿度传感器3均设在所在小区域的中心位置。为便于管理，每个小区域内种植同一种作物(各个小区域种植的作物可以不同)。PC机5内存储有每块小区域种植的作物品种、各种作物对应的最佳土壤湿度值、不同的土壤温度对应的土壤水分蒸发速度。
[0033]系统启动后，无线温湿度传感器3定时检测(6h检测一次)各自所在的小区域的土壤湿度和土壤温度，并将检测数据传递给控制器4，控制器4将同一时刻的数据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.农林节水灌溉系统，其特征是：包括水路管网、电磁阀A、电磁阀B、无线温湿度传感器、控制器及PC机；水路管网平铺埋设在土壤中，其包括总管和垂直连接在总管上的多条平行间隔布置的分管，总管的一端设有进水口，每条分管上间隔设有多个出水口，进水口与恒定水压的水源连通，出水口上安装有喷头；电磁阀A设在每条分管与主管的连接处，以控制每条分管内的液流通断；电磁阀B设在每个出水口与分管的连接处，以控制每个出水口内的液流通断；无线温湿度传感器埋设在每个喷头正下方的土壤中，以检测土壤的温湿度数据；控制器的信号输入端口与所有的无线温湿度传感器通信连接，控制器的信号输出端口与电磁阀A和电磁阀B通信连接；PC机与控制器的信号输入端口通信连接。2.如权利要求1所述的农林节水灌溉系...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明华，胡海洋，蔡涵，赵德龙，唐女智，曾倩，彭志浪，
申请(专利权)人：南华大学，
类型：新型
国别省市：