本實(shí)用新型涉及一種滴灌系統(tǒng)，具體的說(shuō)，涉及了一種太陽(yáng)能光伏發(fā)電滴灌系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國(guó)是世界上20個(gè)最缺水的國(guó)家之一，經(jīng)濟(jì)用水已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“瓶頸”問(wèn)題。在此情況下，必須采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)來(lái)提高水資源利用率。滴灌技術(shù)能借助土壤毛細(xì)管力的作用，使水分在土壤中滲入和擴(kuò)散，滴入作物根部附近的水使作物主要根區(qū)的土壤經(jīng)常保持最優(yōu)含水狀況，且透氣性強(qiáng)，利于植物生長(zhǎng)。經(jīng)測(cè)驗(yàn)，滴灌比地面灌省水35％～55％，比噴灌省水15％～25％。

太陽(yáng)能滴灌具有較高的節(jié)水、節(jié)肥、省工、節(jié)能以及對(duì)土壤和地形適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，是生態(tài)建設(shè)與節(jié)水農(nóng)業(yè)的重要發(fā)展方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供了一種能夠智能蓄水、智能滴灌的太陽(yáng)能光伏發(fā)電滴灌系統(tǒng)，具有設(shè)計(jì)合理、布設(shè)方便、操作簡(jiǎn)便且使用成本低、使用效果好的優(yōu)點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：一種太陽(yáng)能光伏發(fā)電滴灌系統(tǒng)，它包括太陽(yáng)能自動(dòng)蓄水系統(tǒng)和與所述太陽(yáng)能自動(dòng)蓄水系統(tǒng)連接的滴灌系統(tǒng)，所述太陽(yáng)能自動(dòng)蓄水系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池板、光伏發(fā)電自動(dòng)跟蹤裝置、蓄電池、太陽(yáng)能逆變器、蓄水池水位控制電路以及水泵；所述光伏發(fā)電自動(dòng)跟蹤裝置連接所述太陽(yáng)能電池板，以通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)所述太陽(yáng)能電池板的高度和方向來(lái)調(diào)整所述太陽(yáng)能電池板上的光照強(qiáng)度；所述蓄電池連接所述太陽(yáng)能電池板，以存儲(chǔ)所述太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的電能并為所述太陽(yáng)能自動(dòng)蓄水系統(tǒng)提供電源；所述蓄水池水位控制電路連接所述水泵，根據(jù)蓄水池的水位高低控制所述水泵的開(kāi)啟和關(guān)閉，所述水泵的供電端通過(guò)所述太陽(yáng)能逆變器接至所述蓄電池和所述太陽(yáng)能電池板；所述滴灌系統(tǒng)包括供水閥門(mén)、滴灌管道和滴灌控制裝置，所述滴灌控制裝置控制所述供水閥門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉，所述滴灌管道通過(guò)所述供水閥門(mén)連通所述蓄水池。

基于上述，所述蓄水池水位控制電路包括水位探頭A、水位探頭B、水位探頭C、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電容C1、集成芯片NE555、三極管T1、二極管D1、繼電器JC1、繼電器JC2以及第一直流電源VCC1，所述水位探頭A設(shè)置在蓄水池的高水位處，所述水位探頭C設(shè)置在蓄水池的低水位處，所述水位探頭B設(shè)置在蓄水池的高水位和低水位中間，所述水位探頭A連接所述電阻R1的一端，所述電阻R1的另一端分別連接所述水位探頭B和所述電阻R2的一端，所述電阻R2的另一端連接所述電阻R3的一端和所述集成芯片NE555的2端口，所述電阻R3的另一端接地，所述集成芯片NE555的6端口連接所述集成芯片NE555的2端口后通過(guò)所述電容C1接地，所述集成芯片NE555的4端口和8端口連接后分別連接所述水位探頭C和所述第一直流電源VCC1，所述集成芯片NE555的3端口通過(guò)所述電阻R4連接所述三極管T1的基極，所述三極管T1的發(fā)射極接地，所述三極管T1的集電極分別通過(guò)所述二極管D1和所述繼電器JC1的線圈連接所述第一直流電源VCC1，所述第一直流電源VCC1連接到所述蓄電池；所述繼電器JC2的線圈通過(guò)所述繼電器JC1的常開(kāi)觸點(diǎn)連接有與所述蓄電池連接的所述太陽(yáng)能逆變器，所述太陽(yáng)能逆變器通過(guò)所述繼電器JC2的常開(kāi)觸點(diǎn)與所述水泵連接。

基于上述，所述滴灌控制裝置包括設(shè)置與顯示模塊、傳感器、微控制器、閥門(mén)驅(qū)動(dòng)電路和電源管理模塊；所述設(shè)置與顯示模塊用于輸入控制參數(shù)并顯示所述滴灌系統(tǒng)的工作狀態(tài)；所述傳感器包括土壤水分傳感器和環(huán)境溫度傳感器，用于檢測(cè)土壤中的水分和環(huán)境的溫度；所述微控制器控制連接所述設(shè)置與顯示模塊、所述傳感器和所述閥門(mén)驅(qū)動(dòng)電路，根據(jù)輸入的控制參數(shù)信息以及檢測(cè)到水分信息和溫度信息控制所述閥門(mén)驅(qū)動(dòng)電路開(kāi)啟和關(guān)閉所述供水閥門(mén)；所述電源管理模塊連接所述微控制器，用于向所述微控制器提供工作電源。

基于上述，所述電源管理模塊包括太陽(yáng)能電池板、超級(jí)電容組、鋰電池、電源管理芯片和DC-DC電源轉(zhuǎn)換器，所述太陽(yáng)能電池板連接所述超級(jí)電容組，所述電源管理芯片分別連接所述超級(jí)電容和所述鋰電池，所述超級(jí)電容組和所述鋰電池還分別連接所述DC-DC電源轉(zhuǎn)換器，所述DC-DC電源轉(zhuǎn)換器的輸出端為所述電源管理模塊的輸出端。

基于上述，所述閥門(mén)驅(qū)動(dòng)電路包括光電耦合器Q、電阻R5、二極管D2、三極管T2、繼電器JC3和接至所述電源管理模塊的第二直流電源VCC2，所述光電耦合器Q的陰極通過(guò)所述電阻R5與所述微控制器連接，所述光電耦合器Q的陽(yáng)極接所述第二直流電源VCC2，所述光電耦合器Q的發(fā)射極接地，所述光電耦合器Q的集電極與所述三極管T2的基極連接，所述三極管T2的集電極連接所述第二直流電源VCC2，所述三極管T2的發(fā)射極通過(guò)所述繼電器JC3的線圈接地，所述繼電器JC3的常開(kāi)觸點(diǎn)與所述供水閥門(mén)連接，所述繼電器JC3的線圈還并聯(lián)有所述二極管D2。

基于上述，所述滴灌系統(tǒng)還包括供肥閥門(mén)和混合過(guò)濾器，所述混合過(guò)濾器通過(guò)所述供水閥門(mén)連接蓄水池，所述混合過(guò)濾器通過(guò)所述供肥閥門(mén)連接儲(chǔ)肥池。

本實(shí)用新型相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步，具體的說(shuō)，本實(shí)用新型采用太陽(yáng)能來(lái)給水泵供電，配合水位采集探頭實(shí)現(xiàn)了向蓄水池自動(dòng)蓄水的功能；同時(shí)電源管理模塊能夠提供滴灌系統(tǒng)所需的多種直流電壓，在光照條件不好時(shí)還可以切換供電電源，極大的滿足滴灌系統(tǒng)的用電需求，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)科學(xué)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用以及節(jié)約勞動(dòng)力的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型中所述蓄水池水位控制電路的電路圖。

圖3是本實(shí)用新型中所述滴灌控制裝置的原理框圖。

圖4是圖3所述的滴灌控制裝置中所述電源管理模塊的原理框圖。

圖5是圖3所述的滴灌控制裝置中所述閥門(mén)驅(qū)動(dòng)電路的電路示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施方式，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

如圖1所示，一種太陽(yáng)能光伏發(fā)電滴灌系統(tǒng)，它包括太陽(yáng)能自動(dòng)蓄水系統(tǒng)和與所述太陽(yáng)能自動(dòng)蓄水系統(tǒng)連接的滴灌系統(tǒng)。

其中，所述太陽(yáng)能自動(dòng)蓄水系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池板、光伏發(fā)電自動(dòng)跟蹤裝置、蓄電池、太陽(yáng)能逆變器、蓄水池水位控制電路以及水泵；所述光伏發(fā)電自動(dòng)跟蹤裝置連接所述太陽(yáng)能電池板，用于自動(dòng)調(diào)節(jié)所述太陽(yáng)能電池板的高度和方向來(lái)調(diào)整所述太陽(yáng)能電池板上的光照強(qiáng)度；所述蓄電池連接所述太陽(yáng)能電池板，以存儲(chǔ)所述太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的電能并為所述太陽(yáng)能自動(dòng)蓄水系統(tǒng)提供電源；所述蓄水池水位控制電路連接所述水泵，根據(jù)蓄水池的水位高低控制所述水泵的開(kāi)啟和關(guān)閉，所述水泵的供電端通過(guò)所述太陽(yáng)能逆變器接至所述蓄電池和所述太陽(yáng)能電池板；所述滴灌系統(tǒng)包括供水閥門(mén)、滴灌管道和滴灌控制裝置，所述滴灌控制裝置控制所述供水閥門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉，所述滴灌管道通過(guò)所述供水閥門(mén)連通所述蓄水池。

具體的，如圖2所示，所述蓄水池水位控制電路包括水位探頭A、水位探頭B、水位探頭C、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電容C1、集成芯片NE555、三極管T1、二極管D1、繼電器JC1、繼電器JC2以及第一直流電源VCC1，所述水位探頭A連接所述電阻R1的一端，所述電阻R1的另一端分別連接所述水位探頭B和所述電阻R2的一端，所述電阻R2的另一端連接所述電阻R3的一端和所述集成芯片NE555的2端口，所述電阻R3的另一端接地，所述集成芯片NE555的6端口連接所述集成芯片NE555的2端口后通過(guò)所述電容C1接地，所述集成芯片NE555的4端口和8端口連接后分別連接所述水位探頭C和所述第一直流電源VCC1，所述集成芯片NE555的3端口通過(guò)所述電阻R4連接所述三極管T1的基極，所述三極管T1的發(fā)射極接地，所述三極管T1的集電極分別通過(guò)所述二極管D1和所述繼電器JC1的線圈連接所述第一直流電源VCC1，所述第一直流電源VCC1連接到所述蓄電池；所述繼電器JC2的線圈通過(guò)所述繼電器JC1的常開(kāi)觸點(diǎn)連接至所述太陽(yáng)能逆變器，所述太陽(yáng)能逆變器通過(guò)所述繼電器JC2的常開(kāi)觸點(diǎn)與所述水泵連接。

將所述水位探頭A設(shè)置在蓄水池的高水位處，所述水位探頭C設(shè)置在蓄水池的低水位處，所述水位探頭B設(shè)置在蓄水池的高水位和低水位中間，當(dāng)水位上升到所述水位探頭A點(diǎn)時(shí)，在水的作用下，所述3個(gè)水位探頭被短路，相當(dāng)于所述直流電源VCC1直接接在所述電阻R2上。如圖2所示，所述電阻R1電阻值為75K歐姆，所述電阻R2電阻值為25K歐姆，所述電阻R3電阻值為100K歐姆。當(dāng)所述直流電源VCC1直接接在所述電阻R2上時(shí)，由于電阻R2和電阻R3的分壓作用，此時(shí)，所述集成芯片NE555的2端口和6端口處的電壓為4/5*VCC1，其遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所述集成芯片NE555的高參考電平2/3*VCC1，使得其輸出端3腳輸出低電平，所述三極管T1停止工作，導(dǎo)致所述繼電器JC1線圈斷電，所述繼電器JC1觸點(diǎn)斷開(kāi)，使水泵停止工作，蓄水池停止加水；反之，當(dāng)水位下降到所述水位探頭水位B點(diǎn)以下時(shí)，所述集成芯片NE555的2端口和6端口處的電壓等于0V,其遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所述集成芯片NE555的低參考電平1/3*VCC1，使得其輸出端3腳輸出高電平，所述三極管T1導(dǎo)通，導(dǎo)致所述繼電器JC1線圈通電，所述繼電器JC1觸點(diǎn)閉合，所述繼電器JC2觸點(diǎn)也閉合，使水泵工作，自動(dòng)給蓄水池加水。

如圖3所示，所述滴灌控制裝置包括設(shè)置與顯示模塊、傳感器、微控制器、閥門(mén)驅(qū)動(dòng)電路和電源管理模塊，所述設(shè)置與顯示模塊用于輸入控制參數(shù)并顯示所述滴灌系統(tǒng)的工作狀態(tài)，所述傳感器包括土壤水分傳感器和環(huán)境溫度傳感器，用于檢測(cè)土壤中的水分和環(huán)境的溫度；所述微控制器控制連接所述設(shè)置與顯示模塊、所述傳感器和所述閥門(mén)驅(qū)動(dòng)電路，根據(jù)輸入的控制參數(shù)信息以及檢測(cè)到水分信息和溫度信息控制所述閥門(mén)驅(qū)動(dòng)電路開(kāi)啟和關(guān)閉所述供水閥門(mén)；所述電源管理模塊連接所述微控制器，用于向所述微控制器提供工作電源。

如圖4所示，所述電源管理模塊包括太陽(yáng)能電池板、超級(jí)電容組、鋰電池、電源管理芯片和DC-DC電源轉(zhuǎn)換器，所述太陽(yáng)能電池板連接所述超級(jí)電容組，所述電源管理芯片分別連接所述超級(jí)電容和所述鋰電池，所述超級(jí)電容組和所述鋰電池還分別連接所述DC-DC電源轉(zhuǎn)換器，所述DC-DC電源轉(zhuǎn)換器的輸出端為所述電源管理模塊的輸出端。

具體的，如圖5所示，所述閥門(mén)驅(qū)動(dòng)電路包括光電耦合器Q、電阻R5、二極管D2、三極管T2、繼電器JC3和接至所述電源管理模塊的第二直流電源VCC2，所述光電耦合器Q的陰極通過(guò)所述電阻R5與所述微控制器連接，所述光電耦合器Q的陽(yáng)極接所述第二直流電源VCC2，所述光電耦合器Q的發(fā)射極接地，所述光電耦合器Q的集電極與所述三極管T2的基極連接，所述三極管T2的集電極連接所述第二直流電源VCC2，所述三極管T2的發(fā)射極通過(guò)所述繼電器JC3的線圈接地，所述繼電器JC3的常開(kāi)觸點(diǎn)與所述供水閥門(mén)連接，所述繼電器JC3的線圈還并聯(lián)有所述二極管D2。

該太陽(yáng)能光伏發(fā)電滴灌系統(tǒng)的工作原理如下：

所述太陽(yáng)能電池板與所述光伏發(fā)電自動(dòng)跟蹤裝置連接，當(dāng)照射在所述太陽(yáng)能電池板上的光照強(qiáng)度變化時(shí)，所述光伏發(fā)電自動(dòng)跟蹤裝置也會(huì)控制所述太陽(yáng)能電池板的傾角和方向，確保所述太陽(yáng)能電池板實(shí)時(shí)獲取最大的輸出功率；所述蓄電池儲(chǔ)存所述太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的電能，當(dāng)陰天或夜晚時(shí)所述蓄電池也會(huì)作為供電電源；所述太陽(yáng)能逆變器將所述太陽(yáng)能電池板或所述蓄電池輸出的電壓轉(zhuǎn)化為交流電后向所述水泵供電，所述蓄水池控制電路控制所述水泵的開(kāi)啟和關(guān)閉，當(dāng)檢測(cè)到蓄水池水位低于水位探頭C時(shí)，所述蓄水池控制電路控制所述水泵開(kāi)啟向蓄水池蓄水，當(dāng)檢測(cè)到蓄水池水位高于水位探頭A時(shí)，所述蓄水池控制電路控制所述水泵關(guān)閉，停止向蓄水池蓄水。

通過(guò)所述設(shè)置與顯示模塊向所述微控制器輸入控制參數(shù)，所述土壤水分傳感器，實(shí)時(shí)檢測(cè)土壤中的水分；所述環(huán)境溫度傳感器，實(shí)時(shí)檢測(cè)環(huán)境的溫度；所述微控制器根據(jù)輸入的控制參數(shù)信息以及檢測(cè)到水分信息和溫度信息控制所述閥門(mén)驅(qū)動(dòng)電路開(kāi)啟和關(guān)閉供水閥門(mén)。

為了進(jìn)一步提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，所述滴灌系統(tǒng)還包括供肥閥門(mén)和混合過(guò)濾器，所述混合過(guò)濾器通過(guò)所述供水閥門(mén)連接蓄水池，所述混合過(guò)濾器通過(guò)所述供肥閥門(mén)連接儲(chǔ)肥池。需要施肥時(shí)手動(dòng)打開(kāi)或通過(guò)滴灌控制裝置電動(dòng)打開(kāi)供肥閥門(mén)即可向農(nóng)作物供肥。

最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。