一種無線精確自動(dòng)灌溉設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉領(lǐng)域，具體說是一種無線精確自動(dòng)灌溉設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]我國水資源存在時(shí)空分布不均勻、浪費(fèi)嚴(yán)重的問題。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，提高灌溉用水的利用率，符合科學(xué)發(fā)展的要求。近年來，為了節(jié)省人力，各種節(jié)水灌溉裝置:噴灌、滴灌、微噴灌等，如雨后春筍般出現(xiàn)，加上自動(dòng)控制技術(shù)和設(shè)備日益成熟，很大程度上提高了農(nóng)業(yè)灌溉效率，節(jié)約灌溉用水，同時(shí)對(duì)改善土壤理化特性也起到了一定的作用。
[0003]但節(jié)水灌溉自動(dòng)控制系統(tǒng)在一些地區(qū)推廣還存在以下一些問題和不足:
[0004]1、山區(qū)地形復(fù)雜，在鋪設(shè)自動(dòng)灌溉系統(tǒng)時(shí)存在電纜布線困難，成本高等問題。
[0005]2、灌溉片區(qū)中，特別是地形復(fù)雜的山區(qū)，不同地塊的水肥狀況存在差異，而大多節(jié)水灌溉系統(tǒng)是遵循統(tǒng)一的指令，灌溉缺乏針對(duì)性，智能化水平較低。
[0006]3、田間電能緊缺，太陽能電池板轉(zhuǎn)化率低，灌溉管道中的水流動(dòng)能沒有得到很好地利用。
[0007]針對(duì)以上問題，一種采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分區(qū)檢測(cè)土壤狀況的區(qū)域灌溉裝置應(yīng)運(yùn)而生。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種無需布設(shè)電纜、灌溉精確的無線精確自動(dòng)灌溉設(shè)備。
[0009]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0010]—種無線精確自動(dòng)灌溉設(shè)備，包括灌溉管道、電控盒、太陽能電池板、蓄電池、空氣溫濕度傳感器和土壤溫濕度傳感器，所述灌溉管道上沿水流方向依次設(shè)置有電磁閥、水流發(fā)電機(jī)和噴頭，所述電控盒內(nèi)設(shè)置有控制電路板，所述控制電路板上設(shè)置有數(shù)據(jù)處理模塊、無線通信模塊和電源管理模塊，所述太陽能電池板設(shè)置在電控盒的頂面，所述蓄電池設(shè)置在電控盒內(nèi)，所述電磁閥、水流發(fā)電機(jī)、太陽能電池板、蓄電池、空氣溫濕度傳感器和土壤溫濕度傳感器分別與控制電路板電連接。
[0011]其中，還包括電控盒支架，所述電控盒通過角度調(diào)節(jié)螺絲可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在電控盒支架上。
[0012]其中，所述無線通信模塊為Zigbee無線通信模塊，所述Zigbee無線通信模塊的天線設(shè)置在電控盒的頂面。
[0013]其中，所述電控盒的底面開設(shè)有百葉窗，所述空氣溫濕度傳感器靠近百葉窗設(shè)置在電控盒內(nèi)。
[0014]其中，所述電控盒的外形呈四棱臺(tái)狀，四棱臺(tái)的下底面為電控盒的頂面。
[0015]其中，所述蓄電池為鋰離子電池。
[0016]其中，所述灌溉管道為微噴灌管道。
[0017]其中，所述控制電路板上還設(shè)置有用于監(jiān)測(cè)水流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電壓的電壓監(jiān)測(cè)模塊。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0019]1、利用太陽能與水流的動(dòng)能發(fā)電為設(shè)備供電，并采用無線通信模式對(duì)灌溉過程進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，從而免除了外部供電線纜和數(shù)據(jù)通訊線纜，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的自供電運(yùn)行和遠(yuǎn)程無線操控，解決了電纜布線困難、成本高的問題，方便在大面積的區(qū)域如山區(qū)、田間等靈活布置，而且充分利用水流動(dòng)能進(jìn)行發(fā)電，能源利用率高，相比傳統(tǒng)的單太陽能供電也更加可靠，成本更低。
[0020]2、利用空氣溫濕度傳感器和土壤溫濕度傳感器對(duì)灌溉區(qū)域內(nèi)的水肥狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而可根據(jù)不同地塊的水肥狀況進(jìn)行針對(duì)性的灌溉，實(shí)現(xiàn)智能差異化精確灌溉。
[0021]3、灌溉水流流過水流發(fā)電機(jī)，不僅能夠?yàn)樵O(shè)備供電，而且通過對(duì)水流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，能夠獲取灌溉管道中水流的速度，間接獲知灌溉管路中的水壓狀況，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)管路故障如堵塞或其他的問題，保障設(shè)備的正常運(yùn)行。
【附圖說明】
[0022]圖1所示為本實(shí)用新型實(shí)施例的無線精確自動(dòng)灌溉設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]標(biāo)號(hào)說明:
[0024]1-灌溉管道;2-電控盒;3-太陽能電池板;4-土壤溫濕度傳感器;5-電磁閥；6-水流發(fā)電機(jī);7-噴頭;8-電控盒支架;9-角度調(diào)節(jié)螺絲;10-天線；11-百葉窗。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖予以說明。
[0026]本實(shí)用新型最關(guān)鍵的構(gòu)思在于:利用太陽能與水流的動(dòng)能發(fā)電實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自供電運(yùn)行，采用無線通信模式實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程無線操控，利用空氣溫濕度傳感器和土壤溫濕度傳感器實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能差異化精確灌溉。
[0027]具體的，請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，本實(shí)用新型提供的無線精確自動(dòng)灌溉設(shè)備，包括灌溉管道1、電控盒2、太陽能電池板3、蓄電池、空氣溫濕度傳感器和土壤溫濕度傳感器4，所述灌溉管道1上沿水流方向依次設(shè)置有電磁閥5、水流發(fā)電機(jī)6和噴頭7，所述電控盒2內(nèi)設(shè)置有控制電路板，所述控制電路板上設(shè)置有數(shù)據(jù)處理模塊、無線通信模塊和電源管理模塊，所述太陽能電池板3設(shè)置在電控盒2的頂面，所述蓄電池設(shè)置在電控盒2內(nèi)，所述電磁閥5、水流發(fā)電機(jī)
6、太陽能電池板3、蓄電池、空氣溫濕度傳感器和土壤溫濕度傳感器4分別與控制電路板電連接。
[0028]采用上述結(jié)構(gòu)的灌溉設(shè)備，為無線精確自動(dòng)灌溉系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備，通過多個(gè)該設(shè)備與一個(gè)主機(jī)聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)建成的精確自動(dòng)灌溉系統(tǒng)能夠?qū)喔绕瑓^(qū)中的作物進(jìn)行智能差異化灌溉。本實(shí)用新型的設(shè)備功能上主要包括自供電、信息(溫濕度信息)采集、數(shù)據(jù)發(fā)送、指令接收、精確灌溉等功能，各個(gè)功能的說明大致如下:
[0029](1)自供電系統(tǒng):太陽能電池板3和水流發(fā)電機(jī)6分別連接到位于電控盒2當(dāng)中的控制電路板，通過控制電路板上的電源管理模塊為內(nèi)置于電控盒2中的蓄電池(如鋰離子電池)充電，蓄電池通過電源管理模塊為設(shè)備整體進(jìn)行供電。通過太陽能和水流動(dòng)能兩種途徑獲得電能，并利用蓄電池儲(chǔ)藏電量，確保了整個(gè)設(shè)備能夠長期在無人職守的情況下運(yùn)作。
[0030](2)溫濕度測(cè)量:土壤溫濕度傳感器4埋入監(jiān)測(cè)的田地中，測(cè)量得到土壤的溫度和含水率，信號(hào)通過AD模數(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，傳輸給控制電路板上的數(shù)據(jù)處理模塊。同樣的，空氣溫濕度傳感器測(cè)得空氣的溫濕度數(shù)據(jù)，經(jīng)過轉(zhuǎn)換后也傳遞給控制電路板上的數(shù)據(jù)處理模塊。其中土壤溫濕度傳感器4的數(shù)量可根據(jù)監(jiān)測(cè)范圍的大小情況而定。
[0031](3)數(shù)據(jù)發(fā)送:控制電路板上的數(shù)據(jù)處理模塊將獲取的土壤和空氣參數(shù)格式化后，分別加上時(shí)間標(biāo)注，然后將數(shù)據(jù)送往無線通信模塊(如Zigbee無線通信模塊)，通過無線通信模塊最終發(fā)送到監(jiān)測(cè)區(qū)域中的主機(jī)。主機(jī)接收到該區(qū)域內(nèi)所有的子機(jī)(及本實(shí)用新型設(shè)備)數(shù)據(jù)后，做出是否灌溉以及灌溉量大小的判斷，并分別發(fā)送指令到不同子機(jī)。
[0032](4)精確灌溉:無線通信模塊接收到灌溉指令后，控制電路板控制電磁閥5通電開啟，灌溉水流通過電磁閥5和水流發(fā)電機(jī)6，最終通過灌溉管道1上的噴頭7對(duì)田地中作物進(jìn)行灌溉。