[发明专利]庭院海绵物联网控制系统及其构建方法

说明书

本发明公开了庭院海绵物联网控制系统，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；本发明还公开了其构建方法。本发明针对现有海绵庭院模式雨水蓄积与利用的技术需求，将物联网与土壤墒情数字信号传输系统相耦合，通过系统智能化判断，做到准确的雨水收集、水质快速净化和利用灌溉模式，并实现小区雨水管网系统的错峰/削峰排水模式。本发明综合集成植草沟、多孔集水排管、雨水蓄水池、雨水砂滤快速净化工艺和墒情信号控制精准利用、物联网天气信息控制排空补水系统。

技术领域

本发明属于给水排水技术领域，具体涉及庭院海绵物联网控制系统及其构建方法。

背景技术

海绵城市建设是绿水青山的重要组成部分，是促进生态文明建设的必然要求，提升城市排水系统时优先考虑把有限的雨水留下来，更多利用自然力量排水，建设自然存积、自然渗透、自然净化和有效利用的海绵城市，强化适用环境变化和应对自然灾害的能力。然而，快速城镇化的同时，城市发展也面临巨大的环境与资源压力，外延增长式的城市发展模式已难以为继。

居民庭院和城市社区由点到面，有机组成了现代城市建设。以居民庭院和城市小区为起点着手构建海绵城市，科学布局建设雨水调蓄与利用系统，消纳自身雨水，符合海绵城市“慢排缓释”和“源头控制”的建设理念，既能避免洪涝，又能收集利用雨水，发挥出海绵作用，从而改善城市的生态环境，提高民众的生活质量。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术存在的问题，本发明提供庭院海绵物联网控制系统，将物联网信息和数字控制技术应用于海绵庭院构建系统；本发明还提供了其构建方法，不仅构建花费小、成效高、适用性强的庭院雨水利用模式，实现了民众参与雨水工程和海绵城市的构建系统。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

本发明公开的庭院海绵物联网控制系统，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、天气预报等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。

进一步的，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。

进一步的，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(MCU主控板)，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。

进一步的，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。