[实用新型]一种自动灌溉系统

说明书

技术领域：

本实用新型涉及农业灌溉领域，特别是太阳能节水灌溉系统，具体地是一种智能、节能以及能够适应灵活多变环境的自动灌溉系统。

背景技术：

随着降低功耗及利用太阳能理念的日益加深，农业灌溉将逐渐摆脱以往外接电源供电的方式，转而充分利用太阳能技术为灌溉系统供电。太阳能节水灌溉系统是涉及到太阳能采集与转换、电力电子、水泵和灌溉等多门学科专业综合配套的一种新兴节水灌溉系统，因其符合绿色新能源战略发展的需要而受到广泛关注和重视。

在20世纪80年代以前，世界上许多国家已经开始将太阳能引入农业节水灌溉之中，例如1977年墨西哥太阳能动力灌溉泵站系统开始运行，最高负荷达到18.5kW,提水深度达到34m，流量2.6m³/min。20世纪80年代初，中国太阳能提水灌溉系统也得到发展，其代表有深圳大明生产的DHB型和安徽日泉生产的NSP型等系列太阳能水泵用于提水灌溉。到了20世纪90年代，在用太阳能节水灌溉系统灌溉柑橘、茶园、蔬菜及草场修复等方面，经试验发现，太阳能节水灌溉也存在一些问题，如系统前期投入经费较大、太阳能供能系统转化效率低下、抽水扬程较低、大规模投入使用困难、系统稳定性差、灌水均匀性差等。20世纪90年代以后，随着科技的飞速发展，材料和设备费用的降低，使太阳能节能灌溉系统的平均投资成本大幅下降，系统使用寿命增加，使系统管理成本及劳动量减少。20世纪末，美国、日本和以色列等国已经成功使用太阳能节水灌溉系统10多年，而且系统性能良好，例如在试验地区安装的88个太阳能水泵系统，到现在依然有75个太阳能灌溉系统正常运转，大大减少了二氧化碳排放。

农业种植过程中，如果灌溉不及时或灌溉过度，都会造成作物减产，且过度灌溉还会造成水资源的浪费。应用滴灌技术和自动控制技术可以根据土壤湿度状况适时灌溉，滴灌技术是目前用来调节土壤湿度的一个有效手段，其可以节约用水、防止土壤板结、调高农作物的产量和品质和保障农业资源的持续利用。滴灌技术不仅适用于农田、草场、果木，还可以应用于园林、护坡。将滴灌技术应用于旱作节水农业，有利于调整农业产业结构，保证水资源安全，促进特色农业发展，推动农村经济协调稳定发展。将滴灌技术推广应用于我国缺水的地区，尤其是存在水资源供需矛盾的西部地区，意义重大。随着光伏产品生产技术提高，产品价格降低，在国内日照充足的地域，应用日益广泛，其利用方式有光热转换和光电转换两种。其中，光电转换方式，可以很方便地应用于电力辐射未到的地方，节省布线成本。通过滴灌技术、自动控制技术和太阳能电池薄膜技术的综合运用，可以高效地利用水资源和光能，满足了用户对系统环保、经济、节能的要求。

随着传感器技术、计算机技术和自动控制技术的不断发展，灌溉控制逐渐摆脱了传统的灌溉模式，即定期为大田灌溉逐步转向传感器采集和应用为主，减少人为主观因素，相应的集成技术在农业灌溉中运用，使太阳能节水灌溉系统向着自动化方向发展。采用控制器、控制阀、光伏电池、备份电池和传感器组成的太阳能节水灌溉系统能够预先确定灌溉时间、每周灌水量及灌水持续时间，当土壤含水量低于设定阀值时，进行自动灌溉，能够实时精准测量土壤湿度，实现自动化节水灌溉。

实用新型内容：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中晶体硅太阳能电池作为能源供应存在价格昂贵以及太阳能转换效率不高、使用受限制等缺点，提供一种自动灌溉系统。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种自动灌溉系统，其特征在于：包括供电单元、控制单元和灌溉执行单元，所述供电单元包括设置有多片柔性太阳能电池薄膜的太阳能电池板和太阳能追光模块，所述太阳能电池板对太阳能进行转换，太阳能追光模块能够调整太阳能电池板与太阳的角度；所述控制单元包括单片机、阻抗式土壤湿度传感器和显示模块，所述单片机包括P0口、P1.0～P1.3口、P2口、P3口和八路A/D转换器，阻抗式土壤湿度传感器将土壤电阻的大小转变为电压信号输出，单片机内的A/D转换器将土壤湿度传感器输出的电压信号变成数字信号后再进行处理，所述P0口是单片机和显示模块的数据接口，P1.0～P1.3口是土壤湿度传感器与单片机内部A/D转换器的接口，P3口是显示模块的控制及按键接口；所述灌溉执行单元包括水泵、储水装置和电磁阀，单片机通过继电器控制电路控制电磁阀的阀门开关从而实现自动灌溉控制。

优选地，所述太阳能电池薄膜为苯并噻二唑聚合物太阳能电池、有机小分子太阳能电池或染料敏化太阳能电池。

优选地，所述太阳能追光模块包括直流电机，直流电机的驱动电路包括光电隔离器和继电器。