[发明专利]太阳能光伏驱动及GPRS无线通讯监控的大规模节水灌溉网

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能光伏电池应用、电动提水装置，尤其涉及一种由GPRS无线通讯的方式进行智能化测控的节水灌溉网。

背景技术

现有的大多数农业灌溉方式是用电力或柴油动力把水从水源泵出，通过灌溉水渠网系对农林作物生长的土壤进行全覆盖浸润式灌溉。这种传统灌溉方式，使大部分的水分经土壤表面直接蒸发或渗入地下，只有小部分被农林作物吸收，造成了水资源的巨大浪费。对于缺水地区、丘陵山地和沙性土壤，这种传统灌溉方式由于可用资源和经济性的制约而根本无法实施。另外，传统的修建水渠的灌溉方式占用一定数量的耕地，从而造成土地资源浪费。

太阳光能照射在一些特殊的半导体器件上，光子能量会驱动器件中电子的迁移，形成电势差，这种现象被人们称之为光伏效应。太阳能电池的发电原理，就是依据光伏效应将太阳光能直接转化为电能。太阳能电池的一大特点是可以分散发电并在发电地点应用。

鉴于此，为解决无电、缺水地区的农林作物灌溉，有必要设计一种新型的灌溉网。该网络利用太阳能光伏电力替代电网电力或柴油动力，使用太阳能电池分散供电的各级控制器、水泵和阀门驱动浇灌水，经管路流到农林作物根系旁的滴灌器实施灌溉；该设计由GPRS无线通讯的方式对这种节水灌溉网的各个地块进行遥测、遥控，从而进一步实行大面积智能化管理。这种技术可以在缺水地区、丘陵山地和沙性土壤进行大规模推广。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用太阳能光伏驱动及由GPRS无线通讯监控的节水灌溉系统，以求减少水资源损耗；为节省人力成本和减少失误，该灌溉系统由计算机智能管理中心进行全天候、全自动化智能管理。

本发明采用如下技术方案：一种太阳能光伏驱动及GPRS无线通讯监控的大规模节水灌溉网，该系统包括前级提水系统、与前级提水系统连通的浇灌单元以及计算机智能管理中心(19)，所述前级提水系统包括用于产生电能的太阳能电池板(1)、与太阳能电池板电气连接并与计算机智能管理中心无线联网的前级测控模块(2)、与前级测控模块电气连接的主提水泵(3)、与主提水泵管路连通并与前级测控模块电气连接的主分流阀(6)、与主分流阀通过若干配送管路(7)分别连通的若干浇灌单元；所述主提水泵(3)与主分流阀(6)连通的管道中设有流量计(5)；该流量计测量水流输出讯号至前级测控模块(2)；

所述前级提水系统利用太阳能电池板(1)所产生的电能经无线联网的前级控制器(2)所操控的主提水泵(3)将水从水源(4)中泵出，经主分流阀(6)通过配送管路(7)配送到各个浇灌单元的局部储水容器(8)中；

所述计算机智能管理中心(19)采用GPRS无线通讯的方式通过无线联网的前级测控模块(2)对流量计(5)的流量进行监测，并对主提水泵(3)实行操控。

作为本发明的优选方案之一，所述浇灌单元包括局部储水容器(8)、浇灌单元的太阳能电池板(10)、无线联网的单元测控模块(11)、受单元测控模块(11)操控的单元水泵(12)、与单元水泵管路连通的分流阀(15)、与分流阀通过若干输水管(16)分别连通的若干滴灌或喷灌头(17)；

所述单元水泵(12)与分流阀(15)连通的管道中设有流量计(13)，该流量计(13)与单元测控模块(11)相连；

所述浇灌单元太阳能电池板(10)产生的电能经单元测控模块(11)，驱动单元水泵(12)从局部储水容器(8)中提水，以获得压力水流，压力水流经由单元分流阀(15)，和输水管(16)连接到滴灌头或喷淋头(17)实行对作物的滴灌或喷灌；

所述计算机智能管理中心(19)采用GPRS无线通讯的方式通过单元测控模块(11)对流量计(13)的流量进行监测。

作为本发明的优选方案之一，所述局部储水容器(8)上设有水位计(9)，该水位计的测量输出与单元测控模块(11)相连，所述计算机智能管理中心(19)采用无线通讯的方式通过单元测控模块(11)对储水器(8)的储水量通过水位计(9)进行监测，并对单元水泵(12)执行操控。

作为本发明的优选方案之一，所述单元水泵(12)与分流阀(15)连通的管道中设有施肥-施药钵(14)，在浇灌过程中可以结合施肥或施药。

作为本发明的优选方案之一，该系统进一步包括设置与土壤中的土壤湿度传感器(18)，该传感器测量信号输入单元测控模块(11)，所述计算机智能管理中心(19)采用无线通讯的方式通过单元测控模块(11)和土壤湿度传感器(18)对土壤湿度进行监测，以决定是否启动相关水泵和分流阀对测点地块实施浇灌。