一種基於太陽能的智能蓄水灌溉系統的製作方法

2023-09-12 10:35:50 5

本實用新型屬於農業、園林蓄水灌溉系統技術領域，尤其是涉及一種基於太陽能的智能蓄水灌溉系統。

背景技術：

節能是我國可持續發展的一項長遠發展戰略，是我國的基本國策。我國大部分地區仍然停留在人工監測旱情，決定灌溉與否僅憑個人經驗，不僅耗費了人力，而且灌溉的水通常來源於自來水，由於缺少對多餘水資源的回收再利用措施，還造成了水資源的嚴重浪費。

利用太陽能電池板供電的蓄水灌溉系統在很多地區已經出現，但是大部份蓄水灌溉系統仍然不完善，太陽能電池板固定安裝，太陽能利用效率低，不能滿足蓄水灌溉系統龐大的耗電需求，而且系統結構複雜，成產成本高，降低了系統的市場推廣價值。

技術實現要素：

本實用新型旨在克服上述現有技術中存在的不足，提出了一種基於太陽能的智能蓄水灌溉系統，以提高太陽能的利用效率，節約水資源，便於在農業、園林蓄水灌溉中推廣使用。

本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是：一種基於太陽能的智能蓄水灌溉系統，包括：埋入地下的集水管、蓄水池和噴灌單元，所述集水管的周壁上開設有集水孔，所述集水管內設置有水位傳感器，所述集水管至所述蓄水池設有通水管路，所述通水管路上設置有水泵，所述蓄水池內設置有浮球閥，所述噴灌單元通過管路與所述蓄水池的出水口連接；土壤溼度傳感器，所述土壤溼度傳感器設置於土壤中；中央控制器，所述水位傳感器、所述浮球閥、所述水泵以及所述土壤溼度傳感器與所述中央控制器電連接，所述中央控制器由太陽能電池板供電；所述太陽能電池板鉸接於支架，所述太陽能電池板至少設置有四個上下左右布置的光電傳感器，所述支架固定連接於由電機驅動的轉動座，所述轉動座活動設置於環形軌道，所述轉動座上固定安裝電動推桿，所述電動推桿與所述太陽能電池板鉸接；所述光電傳感器、所述電動推桿和所述電機與所述中央控制器電連接。

作為一種改進，所述土壤溼度傳感器包括檢測電路，所述檢測電路包括第一探頭、第二探頭、三極體、發光二極體和光敏三極體，所述第一探頭外接電源，第二探頭通過可變電阻接地，所述三極體的基極與所述第二探頭連接，所述三極體的集電極外接電源，所述三極體的發射極與所述發光二極體的陽極連接，所述發光二極體的陰極接地，所述光敏三極體的集電極外接電源，所述光敏三極體的發射極通過分流電阻接地，所述分流電阻並聯繼電器。

採用了上述技術方案後，本實用新型的有益效果是：

1)設置於太陽能電池板的光電傳感器將採集的信號傳送至中央控制器，根據信號差異調整太陽能電池板位置，保證太陽光始終直射於太陽能電池板，提高了太陽能的利用效率，為各個用電裝置供電，節能環保，而且調整太陽能電池板位置的結構簡單易操控。

2)將多餘水資源進行回收再利用，避免了水資源的嚴重浪費；利用土壤溼度檢測代替了人工監測旱情，節省了人力，提高了準確度，在土壤溼度檢測電路中，採用了常規的元器件，降低了電路的生產成本，從而提高了系統的市場競爭力；

附圖說明

圖1是本實用新型基於太陽能的智能蓄水灌溉系統實施例的結構原理圖；

圖2是圖1所示基於太陽能的智能蓄水灌溉系統實施例的控制原理圖；

圖3是圖1所示基於太陽能的智能蓄水灌溉系統實施例中土壤溼度傳感器的電路原理圖；

圖中：101-集水管，102-蓄水池，103-噴灌單元，104-集水孔，105-水位傳感器，106-通水管路，107-水泵，108-浮球閥，109電磁閥，110-噴頭，111-土壤溼度傳感器，201-太陽能電池板，202-光電傳感器，203-支架，204-轉動座，205-電機，206-環形軌道，207-電動推桿，RP-可變電阻，R-分流電阻，VT1-三極體，LED-發光二極體，VT2-光敏三極體，K-繼電器，D-二極體。

具體實施方式

現在結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。

如圖1和圖2所示，一種基於太陽能的智能蓄水灌溉系統，集水管101埋入地下，集水管101底端設計為半球型，集水管101的周壁上開設有集水孔104，集水孔104上設有過濾網，集水管101內設置有水位傳感器105，集水管101至蓄水池102設有通水管路106，通水管路106上設置有水泵107，蓄水池102內設置有浮球閥108，噴灌單元103通過管路與蓄水池102的出水口連接。

水位傳感器105、浮球閥108、水泵107以及土壤溼度傳感器111與所述中央控制器電連接，所述中央控制器由太陽能電池板201供電。

太陽能電池板201鉸接於支架203，太陽能電池板201設置有四個上下左右布置的光電傳感器202(當然也可以是多個，但至少是四個)，支架203固定連接於由電機205驅動的轉動座204，轉動座204活動設置於環形軌道206，轉動座204上固定安裝電動推桿207，電動推桿207與太陽能電池板201鉸接。

光電傳感器202、電動推桿207和電機205也與中央控制器電連接。

如圖3所示，土壤溼度傳感器111設置於土壤中，土壤溼度傳感器111包括檢測電路，所述檢測電路包括第一探頭、第二探頭、三極體VT1、發光二極體LED和光敏三極體VT2，所述第一探頭外接電源，第二探頭通過可變電阻RP接地，所述三極體VT1的基極與所述第二探頭連接，所述三極體VT1的集電極外接電源，所述三極體VT1的發射極與所述發光二極體LED的陽極連接，所述發光二極體LED的陰極接地，所述光敏三極體VT2的集電極外接電源，所述光敏三極體VT2的發射極通過分流電阻R接地，所述分流電阻R並聯繼電器K。所述繼電器K並聯二極體D，所述二極體D的陽極接地。

上述實施例的工作過程如下：

該基於太陽能的智能蓄水灌溉系統中，埋入地下的集水管101，對地下過多的水資源進行回收，地下的水經過帶有過濾網的集水孔104進入到的集水管101內部，集水管101內部水位上升，當水位傳感器105檢測到水位到達警戒線時，水位傳感器105將檢測信號傳送至中央控制器，中央控制器發出命令，水泵107開始工作，水泵107控制通水管路106對集水管101的內部的水進行採集，此時浮球閥108是開通的，通水管路106將採集的水儲存到蓄水池102中，當蓄水池102存滿水時，浮球閥108閉合，浮球閥108將閉合的信號傳送至中央控制器，中央控制器發出命令，水泵107停止工作，完成蓄水過程。

基於太陽能的智能蓄水灌溉系統中，埋在作物根部的土壤溼度傳感器111實時檢測作物根部土壤的水分，溼度低於設定值時，中央控制器發出命令，電磁閥109打開，蓄水池102的水經噴灌單元103上的噴頭110噴出，完成灌溉過程。在土壤溼度傳感器111的檢測電路中，第一探頭，第二探頭插入地下，土壤溼度高於設定值時，由第一探頭、第二探頭和可變電阻連接的支路導通，三極體VT1的基極有電流通過，三極體VT1被導通，發光二極體LED導通發光，光敏三極體VT2基極接收到發光二極體LED輸出的信號，光敏三極體VT2被導通，控制繼電器K閉合；當土土壤溼度低於設定值時，由第一探頭、第二探頭和可變電阻連接的支路斷開，控制繼電器K斷開，中央控制器根據繼電器K閉合或斷開信號來決定控制狀態，實現了對土壤溼度的檢測，該檢測電路替代了人工監測，減小人力消耗，而且採用了常規的元器件，降低了電路的生產成本，從而提高了系統的市場競爭力。

該基於太陽能的智能蓄水灌溉系統中，設置於太陽能電池板201的四個光電傳感器202將採集的信號傳送至中央控制器，

1)中央控制器接收到至少一個光電傳感器202傳送的信號時，電機205開使工作，驅動轉動座204在環形軌道206上運行，當中央控制器同時接收到四個光電傳感器202傳送的信號時，此時太陽能電池板201正面向太陽，電機205停止工作，然後電動推桿207伸縮帶動太陽能電池板201轉動，當四個光電傳感器202傳送的信號完全一致時，電動推桿207停止工作，此時太陽正直射於太陽能電池板201，隨著太陽方位的不斷變化，隨時調整太陽能電池板201的位置，始終保證太陽直射於太陽能電池板201，提高了太陽能的利用效率，而且調整太陽能電池板位置的結構簡單易操控；

2)中央控制器沒有接收到任何一個光電傳感器202傳送的信號時，此時沒有太陽，電機205和電動推桿207保持不工作狀態，避免了太陽能電池板201在沒有太陽的情況下仍然持續轉動尋找光源，延長了電動推桿、電機和轉動座的使用時壽命。