園林景觀大樹移植智能灌水施肥系統的製作方法

2023-09-12 11:05:40

專利名稱：園林景觀大樹移植智能灌水施肥系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及智能監測系統，具體地說是一種園林景觀大樹移植智能灌水施肥系統。
背景技術：
在城市現代化進程中，園林景觀改造已經成為改善城市環境的重要手段，在園林景觀建造過程中，樹木移植可以快速綠化，起到美化園林的效果。然而，在大樹移植時，不可能大量移植大樹根際土壤，因此，會造成大樹根系損傷，從而延緩大樹移植後的復壯，甚至可能因為管理和管護不當，造成大樹根系損傷，降低大樹移植成活率。基於此種背景，對大樹移栽後的土壤水分狀況進行及時準確的信息獲取，並根據大樹根系土壤水分狀況，進行適時灌溉與施肥，提高移植成活率十分必要。新移植大樹，由於根系損傷，導致根系吸水功能減弱，因而根系對土壤水分需求量較少。在此階段，土壤含水量過大，會影響土壤的透氣性能，抑制根系的呼吸，對髮根復壯不利，嚴重的時候會導致爛根死亡；土壤含水量過小，土壤水分不能供給根系吸收利用，勢必造成大樹復壯過程延長，甚至造成大樹缺水死亡。因此，需要保持移植大樹土壤合適的含水量。在園林管護過程中，大樹移植後，待十天左右再開穴澆水，以後每隔十天至十五天澆一次，但灌水與管護過程需要根據天氣情況和土壤水分狀況確定。大樹移植初期，根系吸肥能力差，最合適的施肥方式是根外施肥，且施肥一般半個月左右進行一次，施肥種類是用尿素、硫酸銨、磷酸二氫鉀等速效性肥料配製成相應濃度的肥料溶液，選擇合適時期進行噴灑。而在根系萌發後，才能進行土壤施肥，施肥過程要求薄肥勤施，主要是慎防損傷樹木根系。近年來，綜合信息技術和智能化技術迅速發展，這些技術的實用為定位、定時、定量農業管理奠定了技術基礎。在此背景下，結合土壤水分傳感器與數據採集控制模塊、微型電磁閥、微型流量計和儲水袋的大樹移植智能灌水是非系統，能夠有效降低水資源和肥料使用率，並提高大樹移植成活率。

實用新型內容針對現有技術中的上述不足之處，本實用新型提供了一種節能、自動、省時、高效的大樹與珍稀樹木移植智能灌水施肥系統。本實用新型為實現上述目的所採用的技術方案是一種園林景觀大樹移植智能灌水施肥系統，其特徵在於，包括儲水袋，下行水管，環形滲透管、微型流量計、微型電磁閥、數據採集控制模塊和土壤墒情傳感器；其中儲水袋上端固定於樹幹，儲水袋下端連接下行水管；下行水管的另一端連接環形滲透管，環形滲透管鋪設於移植大樹根際土壤表層；下行水管中間安裝微型流量計和微型電磁閥；微型流量計的進水口和出水口連接下行水管的一個斷開處，電源線和數據線分別連接數據採集控制模塊的電源線和數據線；微型電磁閥的上下兩端連接下行水管的另一個斷開處，電源線和數據線連接數據採集控制模塊的電源線和數據線；數據採集控制模塊的電源線和數據線連接土壤墒情傳感器的電源線和數據線；土壤墒情傳感器埋設於移植大樹的根際。所述儲水袋為儲備灌溉水與水溶性肥料溶液的塑膠袋或橡膠袋，上端具有圓形孔並具備與袋體結合緊密的可開合圓蓋，下端連接帶螺旋的接口，連接下行水管接頭。
所述微型流量計為能夠計算通過下行水管的液體流量並進行數據傳輸的儀器。所述微型電磁閥為控制下行水管水流通斷並進行數據傳輸的開關閥。所述數據採集控制模塊為具有液晶操作屏，6路開關量或脈衝量輸入，6路開關量輸出，8路直流採樣，並可以接變送器的模塊。所述土壤墒情傳感器為能夠對表層和深層土壤進行墒情的定點監測和在線測量的傳感器。本實用新型具有以下優點I.本系統採用充電電池供電，可以在無人值守的情況下對移植初期樹木根區周邊環境進行長期實時監測，並通過預先輸入數據採集控制模塊的閾值，進行智能化灌水與施肥。2.本系統能夠通過不同連接方式，並通過監測結果對大樹採用統一的灌水管進行智能化灌溉，節約園林景觀的水分資源，降低環境汙染風險，減少人工勞動力資本。

圖I為本實用新型系統架構圖；圖2為本實用新型數據採集控制模塊連接結構圖。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型做進一步的詳細說明。如圖I為本實用新型的系統架構圖，以數據採集控制模塊為中心，數據採集控制模塊通過數據線與電源線連接微型電磁閥、微型流量計和土壤溼度傳感器，其內的蓄電池能夠為整個系統提供儲備電源。儲水袋被套索固定在移植大樹樹幹上，儲水袋內的水分或肥料溶液通過重力作用，通過下行水管和環形滲透管，能夠自由滲流到根際土壤中。微型電磁閥與土壤溼度傳感器通過連接於數據採集控制模塊的數據線，將下行的流量信息與土壤墒情信息傳遞給數據採集控制模塊內，數據採集控制模塊通過預先設定的閾值，發出電磁閥通斷指令，進而控制灌溉水流量與肥料溶液流量。儲水袋為系統提供水源與水溶性肥料溶液，上端通過環形套索固定於樹幹，下端與下行水管相連接。水管上端連接儲水袋，下端連接環形滲灌管，中間安裝微型電磁閥與微型流量計；環形滲灌管與下行水管相連接，鋪設於移植大樹根際土壤表層，將灌溉水和肥料溶液滲透到根際土壤中；微型流量計進水口與出水口均與下行水管相連，主要用於計算通過下行水管的流量，其電源線與數據線均與數據採集控制模塊相連接，方便系統進行灌溉與施肥量計算；微型電磁閥上下兩端與均與下行水管相連，主要通過其開關控制水管水流的通斷，其電源線與數據線均與數據採集控制模塊相連接，執行系統的自動灌溉與施肥指令；數據採集控制模塊通過數據線與電源線連接微型電磁閥、微型流量計和土壤墒情傳感器，可充電電池組為其提供電源；土壤墒情傳感器與數據採集模塊相連，埋設於大樹根際，主要作用是監測根際土壤墒情，便於數據採集控制模塊發出電磁閥通斷指令。本實用新型中所述儲水袋為塑料、橡膠等材質，容積可自行選擇，主要作用是儲備灌溉水與水溶性肥料溶液，儲水袋頂端具圓形孔，方便掛繩穿過；儲水袋上端具備結合緊密的可開合圓蓋，方便充水與投放溶解水溶性肥料，其下端連接帶螺旋的接口，連接下行水管接頭。本實用新型所述下行水管兩端能夠與儲水袋和環形滲漏管相連接，連接端均具接口，便於安裝於拆卸。下行水管和環形滲灌管均為一般材質水管，下行水管中間安裝微型電 磁閥與微型流量計；環形滲灌管能夠自由通過水分與肥料溶液，能夠與下行水管連接。本實用新型所述微型電磁閥與微型流量計接口能與下行水管連接安裝，微型電磁閥與微型流量計的數據線與電源線與數據採集控制器連接，微型流量計與微型電磁閥均能市面上購買，並方便安裝，具備電源線與數據線。其中微型電磁閥能夠接收數據採集控制模塊指令進行通斷動作，微型流量計能將通過下行水管的流量信息傳輸給數據採集控制模塊，便於數據採集控制模塊進行進一步處理。本實用新型所述土壤溼度傳感器，可以採用SWCP系列土壤墒情傳感器，土壤溼度傳感器與數據採集模塊相連，埋設於大樹根際土壤中，土壤墒情傳感器可對表層和深層土壤進行墒情的定點監測和在線測量，便於數據採集控制模塊發出電磁閥通斷指令。土壤墒情傳感器埋入土壤，土壤含水量的大小直接導致土壤的介電常數變化，從而影響兩個傳感器探針之間的電壓和通過電路中的電流。數據採集控制模塊將其實時信號記錄並通過其中心處理器進行解析，轉變為土壤含水量相關數據。該系列土壤墒情傳感器基本性能如下；量程:0-100% (m3/m3);精度:50%以內誤差為1_3%，標定後可達到1%以內；測量區域90%的影響在圍繞中央探針直徑為3cm、長為6cm圓柱體內。如圖2為本實用新型中涉及的數據採集控制模塊採用基於MODBUS規約的通用數據採集控制模塊，以數據採集控制模塊為中心，連接微型電磁閥、微型流量計和土壤溼度傳感器。該模塊具有觸摸液晶屏，能夠直接進行讀數，也能夠進行手動設置於操作，其6路開關量輸出，可以作為遙控、跳閘或者告警；6路開關量輸入，也可以作為脈衝量輸入；8路直流採樣，可以接各種變送器；具有標準的485通信口和RS485/232接口，支持MODBUS或其它規約；無外部總線，具有高可靠性和穩定性，並能夠根據程序執行系統的自動灌溉與施肥指令，整個系統的電源通過數據採集控制模塊的可充電電源供給。
權利要求1.一種園林景觀大樹移植智能灌水施肥系統，其特徵在於，包括儲水袋，下行水管，環形滲透管、微型流量計、微型電磁閥、數據採集控制模塊和土壤墒情傳感器；其中儲水袋上端固定於樹幹，儲水袋下端連接下行水管；下行水管的另一端連接環形滲透管，環形滲透管鋪設於移植大樹根際土壤表層；下行水管中間安裝微型流量計和微型電磁閥；微型流量計的進水口和出水口連接下行水管的一個斷開處，電源線和數據線分別連接數據採集控制模塊的電源線和數據線；微型電磁閥的上下兩端連接下行水管的另一個斷開處，電源線和數據線連接數據採集控制模塊的電源線和數據線；數據採集控制模塊的電源線和數據線連接土壤墒情傳感器的電源線和數據線；土壤墒情傳感器埋設於移植大樹的根際。
2.根據權利要求I所述的園林景觀大樹移植智能灌水施肥系統，其特徵在於，所述儲水袋為儲備灌溉水與水溶性肥料溶液的塑膠袋或橡膠袋，上端具有圓形孔並具備與袋體結合緊密的可開合圓蓋，下端連接帶螺旋的接口，連接下行水管接頭。
3.根據權利要求I所述的園林景觀大樹移植智能灌水施肥系統，其特徵在於，所述微型流量計為能夠計算通過下行水管的液體流量並進行數據傳輸的儀器。
4.根據權利要求I所述的園林景觀大樹移植智能灌水施肥系統，其特徵在於，所述微型電磁閥為控制下行水管水流通斷並進行數據傳輸的開關閥。
5.根據權利要求I所述的園林景觀大樹移植智能灌水施肥系統，其特徵在於，所述數據採集控制模塊為具有液晶操作屏，6路開關量或脈衝量輸入，6路開關量輸出，8路直流採樣，並可以接變送器的模塊。
6.根據權利要求I所述的園林景觀大樹移植智能灌水施肥系統，其特徵在於，所述土壤墒情傳感器為能夠對表層和深層土壤進行墒情的定點監測和在線測量的傳感器。
專利摘要本實用新型涉及智能監測系統，具體地說是一種園林景觀大樹移植智能灌水施肥系統。其中，儲水袋上端固定於樹幹，儲水袋下端連接下行水管上端，下行水管下端連接環形滲透管，下行水管中間設有微型流量計和微型電磁閥，微型流量計和微型電磁閥另一端連接數據採集控制模塊，數據採集控制模塊又與土壤墒情傳感器相連，蓄電池與數據採集控制模塊、微型流量計、微型電磁閥、墒情傳感器連接。本系統是可以根據移植後的土壤環境進行智能化灌溉與施肥，不僅可以節省水資源，還可以降低肥料損失率，減少環境汙染風險，節省勞動力資源，為大樹移植成活率提高奠定技術基礎。
文檔編號A01G29/00GK202773620SQ20122043390
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月28日 優先權日2012年8月28日
發明者苗永剛, 盧麟麟, 薛勁松, 鄒江寧, 趙晶, 董博, 李蜀嘉, 李冬燁, 王楊, 王敬聰, 楊鋒, 陳立華, 惠遠森 申請人:遼寧山水城市園林景觀有限公司