專利名稱:一種家用盆栽自動滴灌裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種滴灌裝置，具體涉及一種家用盆栽自動滴灌裝置。
背景技術(shù)：
目前，在家用盆栽領(lǐng)域，灌溉一般都是人工灌溉，即采用手動灌溉方式，人們往往憑借自己的經(jīng)驗來對盆栽進行澆灌，使得家用盆栽灌溉缺乏科學性。作為灌溉方式一種的滴灌，因其節(jié)水、節(jié)能，以及便于調(diào)節(jié)等特點，開始應(yīng)用到家用盆栽領(lǐng)域。但是這還是通過人工進行控制，或是滴灌自流，使用具有一定的盲目性，對土壤的濕度，以及對盆栽生長所需的最佳濕度缺少科學的分析和判斷，這樣可能會造成灌溉量過多或不足而影響盆栽的正常生長。此外，由于人們外出無時間而無法對盆栽進行澆水，這也給人們帶來了極大的不便。
世界上灌溉技術(shù)發(fā)展最具代表性的國家首推以色列。該國擁有象耐特費姆、普拉斯托、美滋—雷鷗等多家世界著名的灌溉公司。而且已經(jīng)出現(xiàn)了在家中利用計算機對灌溉過程進行全部控制的用戶。以色列開發(fā)出了多個系列的高性能的灌溉配套設(shè)備，例如電動和水動遙控電磁閥，減壓閥，流量控制閥等等。
日本的綜合環(huán)境控制技術(shù)很高，被稱為“第四代高技術(shù)”的植物工廠已經(jīng)在日本廣泛普及。日本的智能計算機專家系統(tǒng)技術(shù)等在國際上處于領(lǐng)先地位。
家用盆栽的灌溉和灌溉領(lǐng)域的發(fā)展是密不可分的。灌溉技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用情況直接決定著盆栽領(lǐng)域的澆灌水平。相對而言，在盆栽領(lǐng)域的研究應(yīng)用要少一些，但是，隨著先進的灌溉技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的大幅度推廣應(yīng)用，這將使盆栽領(lǐng)域灌溉的自動化也變得相對容易實現(xiàn)。
國內(nèi)一些家用盆栽滴灌系統(tǒng)實現(xiàn)自動控制的基本思想都是將滴灌技術(shù)和現(xiàn)代控制方法有機結(jié)合起來，通過使用這些系統(tǒng)能夠為盆栽提供合適的水量，從而能夠有效地提高它們的生長質(zhì)量。如(1)有研究人員使用定時器，解決人們外出無時間澆花的問題。它主要由水管、定時器、壓力調(diào)節(jié)旋鈕、電機、澆花器組成。通過定時器設(shè)置定時時間，在規(guī)定的定時時間內(nèi)，該裝置將會對盆栽進行灌溉，這樣就實現(xiàn)了澆灌的半自動化，提高了灌溉的效率；(2)還有工程技術(shù)人員使用可編程序控制器(PLC)來實現(xiàn)灌溉控制功能。它采用可編程控制器，通過內(nèi)部可編程序存儲器，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計算等面向用戶的指令，并通過數(shù)字式或模擬式輸入、輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程，其最大的優(yōu)點是實現(xiàn)順序邏輯控制功能并且工作穩(wěn)定可靠性很高，但其可擴展性、通訊能力、運算能力、模擬量處理能力相對較差。(3)也有的研究人員通過把土壤的含水量多少和電路的通斷相聯(lián)系，由電路的通斷進而控制電磁閥的動作，完成對灌溉閥門的開取或關(guān)閉。通過這個方法來控制對盆栽進行灌水或停止?jié)补?，在做到既不浪費水資源的同時，也不讓盆栽缺水。這些家用盆栽灌溉設(shè)備的推廣應(yīng)用產(chǎn)生了巨大的社會經(jīng)濟效益，還為社會節(jié)約了大量的水資源。它們的應(yīng)用對促進我國盆栽系統(tǒng)的自動化灌溉起到了巨大的推動作用。
現(xiàn)有技術(shù)的不足綜上所述，目前的這些家用盆栽自動灌溉系統(tǒng)往往存在著如下的一些不足(1)沒有對土壤的濕度，以及盆栽生長所需的最佳濕度進行科學的分析和判斷，科學性不強；(2)設(shè)備雖然簡單，但是精度低，適用范圍不廣，難以滿足現(xiàn)代社會人們對盆栽灌溉系統(tǒng)的需要；(3)結(jié)構(gòu)過于復雜，成本高，普通用戶無力購買；(4)維修成本高；(5)對用戶的要求高，需要專業(yè)人員才能使用，難于推廣使用。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種家用盆栽自動滴灌裝置，該裝置能夠完成盆栽的高效自動化灌溉，在確保盆栽不會因為缺水而影響其正常生長的同時，還能節(jié)約水資源，避免不必要的浪費。
本發(fā)明提供的一種家用盆栽自動滴灌裝置，其特征在于液位傳感器位于水箱內(nèi)，并通過液位檢測電路與控制器相連，以獲取水箱水位信號并提供給控制器；濕度傳感器通過濕度檢測電路與控制器相連，以檢測土壤的濕度信號并提供給控制器；報警裝置與控制器相連；電磁閥的一端通過繼電器與控制器相連，另一端分別通過水管與水箱，與插桿式灌水器插桿部分相連；控制器用于接收土壤濕度信號和水箱水位信號，控制電磁閥和報警裝置工作。
本發(fā)明裝置要求家用盆栽自動滴灌裝置根據(jù)盆栽需水量的情況，自動開啟或關(guān)閉電磁閥，使裝置自動運行，完成盆栽的高效自動化灌溉。具體而言，本發(fā)明具有以下特點1、智能。用戶只要選擇所種盆栽的種類，該裝置就能夠自動獲得這種盆栽在生長過程中所需要的水分含量，然后將實際的土壤濕度和存放在程序存貯器中的規(guī)定值相比較，進而達到對土壤的濕度控制。當達到土壤的濕度要求時，控制裝置自動斷電，處于掉電模式。既能使盆栽正常生長，又節(jié)水、節(jié)能。
2、經(jīng)濟。該系統(tǒng)設(shè)置有兩種灌溉模式以滿足用戶的需求。這兩種模式為連續(xù)式滴灌和脈沖式滴灌。用戶可以方便地進行選擇。當希望快速灌溉時，可以選用連續(xù)式灌溉，反之，為了更加節(jié)約水量，使盆栽充分地吸收水分，促進其更好地生長，用戶可以選用脈沖方式進行灌溉。
3、成本低。由于該裝置中的控制器采用的是以單片機組成的一個最小系統(tǒng)，外圍電路也非常簡單，成本不高，適合我國國內(nèi)廣大用戶的需求。
4、該實用新型的家用盆栽自動滴灌裝置的結(jié)構(gòu)簡單、體積小，便于操作，且適合放在室內(nèi)，易于推廣。
圖1為本發(fā)明的家用盆栽自動滴灌裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為控制系統(tǒng)的流程圖。
具體實施方式下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明的具體工作過程作進一步詳細的闡述如附圖1所示，本發(fā)明裝置包括控制器1、繼電器2、電磁閥3、水箱5、液位傳感器6、液位檢測電路4、報警裝置7、濕度傳感器9、濕度檢測電路8以及插桿式灌水器10。
液位傳感器6位于水箱5內(nèi)，并通過液位檢測電路4與控制器1相連。液位傳感器6檢測水箱5的水位信號，并傳送給液位檢測電路4，液位檢測電路4將該水位信號轉(zhuǎn)換成頻率信號，再將其傳送給控制器1，完成水箱5水位信號拾取工作，以檢測水箱5的水位。
濕度傳感器9插入在盆栽13的土壤中，并通過濕度檢測電路8與控制器1相連。濕度傳感器9檢測土壤的濕度信號，并傳送給濕度檢測電路8，濕度檢測電路8將濕度信號變換轉(zhuǎn)化為頻率信號輸入到控制器1中，完成灌溉過程所需要濕度信號的拾取工作，以檢測盆栽13土壤的濕度。
電磁閥3的一端通過繼電器2與控制器1相連，另一端分別通過水管11、12與水箱5及插桿式灌水器10插桿部分相連。插桿式灌水器10的滴頭部分插在盆栽13土壤中，實現(xiàn)家用盆栽的灌溉。插桿式灌水器10的結(jié)構(gòu)見華中科技大學的發(fā)明專利申請“一種插桿式灌水器”，其申請?zhí)枮?00310111268.4，
公開日為2004年10月20日。
報警裝置7與控制器1相連。當接收到來自控制器1的報警信號時，報警裝置7通過發(fā)出聲音信號或光信號提示用戶給水箱加水。
控制器1是整個裝置的核心，其功能主要有1)接收來自濕度傳感器9的土壤濕度信號，與設(shè)定的信號進行比較，并將處理后的信號輸出，控制繼電器2的導通或斷開，從而控制電磁閥3開關(guān)；2)接收來自液位傳感器6的水箱5水位信號，與設(shè)定的信號進行比較，并將處理后的信號輸出，控制報警裝置7工作；3) 判斷控制器1輸入輸出端口的狀態(tài)來確定所選擇的盆栽的種類，通過旋鈕使相應(yīng)的開關(guān)閉合，這樣與所選中盆栽的相聯(lián)系的輸入口就會變?yōu)榈碗娖?，當控制?一旦檢測到輸入輸出口的狀態(tài)為低電平時即可以判斷出該盆栽的種類；4)判斷控制器1的輸入輸出端口的狀態(tài)來確定所選擇的灌溉方式，通過按鈕使對應(yīng)的開關(guān)閉合，這樣與所選擇的灌溉方式相聯(lián)系的輸入口就會變?yōu)榈碗娖剑斂刂破?一旦檢測到輸入輸出口的狀態(tài)為低電平時即可以判斷出灌溉方式。
下面結(jié)合圖2，進一步闡述本發(fā)明裝置的工作過程裝置上電后，選擇盆栽的種類，控制器1獲得盆栽最佳需水量信號，同時選擇灌溉方式(連續(xù)式灌溉/脈沖式灌溉)，控制器1開始工作。首先液位傳感器6檢測水箱5的水位，當?shù)陀谠O(shè)定的最低值時，報警裝置7開始報警，提醒用戶加水；在判斷水箱5液位正常后，濕度傳感器9檢測盆栽土壤濕度，并與盆栽最佳需水量進行對比，若低于盆栽最佳需水量，控制器1控制電磁閥3開啟，插桿式灌水器10向盆栽供水。當達到盆栽最佳需水量時，控制器1控制電磁閥3關(guān)閉。為了使裝置工作正常，控制器1每隔一定時間都會對水箱5的液位和盆栽土壤的濕度進行檢測，確保水箱5的水位在允許的范圍，以及盆栽土壤濕度滿足盆栽正常生長的要求。一旦檢測到盆栽土壤的濕度達到要求，控制器1控制電磁閥3關(guān)閉，并讓控制系統(tǒng)進入掉電模式，整個灌溉過程結(jié)束。這樣就實現(xiàn)了根據(jù)盆栽的需水量情況，自動開啟或關(guān)閉電磁閥3，使裝置自動運行，完成盆栽的高效自動化灌溉。
權(quán)利要求
1.一種家用盆栽自動滴灌裝置，其特征在于液位傳感器(6)位于水箱(5)內(nèi)，并通過液位檢測電路(4)與控制器(1)相連，以獲取水箱水位信號并提供給控制器(1)；濕度傳感器(9)通過濕度檢測電路8與控制器1相連， 以檢測土壤的濕度信號并提供給控制器(1)；報警裝置(7)與控制器(1)相連；電磁閥(3)的一端通過繼電器(2)與控制器1相連，另一端分別通過水管與水箱(5)及插桿式灌水器(10)插桿部分相連；控制器(1)用于接收土壤濕度信號和水箱水位信號，控制電磁閥(3)和報警裝置(7)工作。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種家用盆栽自動滴灌裝置。其液位傳感器位于水箱內(nèi)，并通過液位檢測電路與控制器相連，以獲取水箱水位信號并提供給控制器；濕度傳感器通過濕度檢測電路與控制器相連，以檢測土壤的濕度信號并提供給控制器；報警裝置與控制器相連；電磁閥的一端通過繼電器與控制器相連，另一端分別通過水管與水箱及插桿式灌水器插桿部分相連；控制器用于接收土壤濕度信號和水箱水位信號，控制電磁閥和報警裝置工作。該裝置根據(jù)盆栽的需水量的情況，自動開啟或關(guān)閉電磁閥，使裝置自動運行，完成盆栽的高效自動化灌溉。該裝置具有智能、經(jīng)濟、結(jié)構(gòu)簡單和體積小的特點，并且便于操作，適合放在室內(nèi)。
文檔編號A01G25/16GK1994057SQ200610125233
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月1日
發(fā)明者史玉升, 魏青松, 黃樹槐, 蘆剛, 任麗花 申請人:華中科技大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan