[发明专利]庭院海绵物联网控制系统及其构建方法

权利要求书

1.庭院海绵物联网控制系统，其特征在于：该系统包括海绵庭院雨水收集构建模块、海绵庭院收集雨水净化与利用模块、剩余雨水错峰排水模块和物联网智能感知层、操作层与决策层模块；海绵庭院雨水收集构建模块实现清洁雨水利用源头与海绵功能，经海绵庭院雨水收集构建模块处理过的雨水进入蓄积雨水的净化与利用模块，蓄积雨水的净化与利用模块受绿地墒情信号控制，根据庭院绿地干旱程度启动或关闭雨水浇灌；剩余雨水的错峰排出模块接受物联网智能感知层、操作层与决策层模块的物联网信息，实施雨前排空水池，蓄积下次降雨水量，降低雨水管网排水峰值流量；物联网智能感知层、操作层与决策层模块是土壤墒情、天气预报信号接收与指令发送的控制平台，保证系统运行逻辑和海绵城市功能实现。

2.根据权利要求1所述的庭院海绵物联网控制系统，其特征在于：所述的海绵庭院雨水收集构建模块由庭院的具体措施构建而成，基于民居庭院的功能与结构设计，包括庭院绿地下渗、下凹绿地、植草沟、雨水蓄积池，以雨水径流总量控制率为目标，降落在屋面及庭院雨水，经海绵措施的下渗、截滤、滞留等之后，将清洁雨水引导至雨水蓄积池；雨水蓄积池已满时，则将后续雨水排至市政雨水管网，实现海绵庭院的雨水径流量、雨水外排量和和雨水蓄积的功能。

3.根据权利要求1所述的庭院海绵物联网控制系统，其特征在于：所述的海绵庭院收集雨水净化与利用模块，包括雨水快速净化、绿地浇灌系统、土壤湿度仪和多点控制单元，土壤湿度仪探测到墒情情况，MCU主控板将土壤湿度仪的数字信号进行汇接、分配和转化，并传输给物联网智能感知层、操作层与决策层模块，接受其决策指令，依次完成雨水快速净化和庭院绿地灌溉，土壤湿度仪感知含水率适宜时，传输信息至物联网模块，接受停止绿地浇灌指令。

4.根据权利要求1所述的庭院海绵物联网控制系统，其特征在于：所述的剩余雨水错峰排水模块包括蓄积雨水排空设施，当物联网智能感知层、操作层与决策层模块通过获取物联网信息，即将到来的降雨雨情和降雨时间，决策并向剩余雨水错峰排水模块发送指令，蓄积水池在雨前排放适宜水量。

5.根据权利要求1所述的庭院海绵物联网控制系统，其特征在于：所述的物联网智能感知层、操作层与决策层模块，包括信号传输设备、天气预报物联网信息、智能移动接收终端，感知层位于物联网控制的底层，获知的感知信息来自于庭院绿地墒情和网络天气预报信息；操作层是指令发送过程，即向雨水净化利用模块、剩余雨水排放模块发送指令信号；决策层接受土壤湿度仪、天气预报等信息，决策系统的启闭状态与工作方案。

6.权利要求1-5中任意一项所述的庭院海绵物联网控制系统的构建方法，其特征在于：

1)所述的海绵庭院雨水收集构建模块：海绵庭院构的雨水径流总量控制率适用于国家标准或当地主管部门规定的雨水径流总量控制率；

2)所述的庭院收集雨水净化与利用模块：蓄积雨水的净化与利用由MCU主控板作为主控，连接土壤湿度仪与蓄积雨水的净化利用设施的控制器；土壤湿度仪探测的土壤墒情，通过编写程序以数字信号传输至物联网终端，并对土壤湿度仪反馈信号进行汇接、滤波和分配处理，然后将指令信号发送至蓄积雨水净化与管理利用设施的控制版，启动或关闭设施；蓄积雨水的净化和利用步骤为：庭院绿地墒情信号设定庭院绿地植物生长所需的湿度条件，如将庭院绿地土壤干旱程度设定等级，当土壤湿度大于设定值时，触发控制机启动水质净化和绿地灌溉设施，实施庭院绿喷灌，当湿度降低设定值时，则自动关闭水质净化和绿地灌溉设施，停止灌溉；再两次降雨期间，循环启闭；

3)所述的剩余雨水错峰排水模块：物联网智能感知、决策与操作模块的智能手机接收终端系统分析物联网天气预报信息，根据预报的降水量大小和降水时间，自动或预留手动控制器开启雨水蓄积池的排水泵，即在下次降雨前的24h内，排空蓄水池内未利用的雨水，腾空蓄水池容积，以蓄积下次降水，并实现小区雨水管网系统的错峰/削峰排水模式；

4)所述的物联网智能感知、决策与操作模块的功能实现方式是：由具有网络收发功能的智能移动接收终端来实现；智能感知、决策和操作模式通过计算程序实现功能，智能手机终端界面显示发送指令；土壤湿度仪和MCU主控板将土壤墒情传输至模块，经信号汇接、分配和转化后，发送指令启动蓄积雨水的快速净化和绿地灌溉设施；当土壤湿度仪传输一定含水率的墒情信号时，模块发送指令自行关闭灌溉设施；当智能手机终端感知物联网的天气预报信息后，即设定预报降雨量和降雨时间的数字信号，控制在下次降雨前24h内开启蓄积雨水的排水泵，提前错峰排水。