本實用新型涉及一種滴灌系統，具體的說，涉及了一種太陽能光伏發電滴灌系統。

背景技術：

我國是世界上20個最缺水的國家之一，經濟用水已成為我國經濟發展的“瓶頸”問題。在此情況下，必須采用先進的科學技術來提高水資源利用率。滴灌技術能借助土壤毛細管力的作用，使水分在土壤中滲入和擴散，滴入作物根部附近的水使作物主要根區的土壤經常保持最優含水狀況，且透氣性強，利于植物生長。經測驗，滴灌比地面灌省水35％～55％，比噴灌省水15％～25％。

太陽能滴灌具有較高的節水、節肥、省工、節能以及對土壤和地形適應性強等特點，是生態建設與節水農業的重要發展方向。

技術實現要素：

本實用新型的目的是針對現有技術的不足，從而提供了一種能夠智能蓄水、智能滴灌的太陽能光伏發電滴灌系統，具有設計合理、布設方便、操作簡便且使用成本低、使用效果好的優點。

為了實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案是：一種太陽能光伏發電滴灌系統，它包括太陽能自動蓄水系統和與所述太陽能自動蓄水系統連接的滴灌系統，所述太陽能自動蓄水系統包括太陽能電池板、光伏發電自動跟蹤裝置、蓄電池、太陽能逆變器、蓄水池水位控制電路以及水泵；所述光伏發電自動跟蹤裝置連接所述太陽能電池板，以通過自動調節所述太陽能電池板的高度和方向來調整所述太陽能電池板上的光照強度；所述蓄電池連接所述太陽能電池板，以存儲所述太陽能電池板產生的電能并為所述太陽能自動蓄水系統提供電源；所述蓄水池水位控制電路連接所述水泵，根據蓄水池的水位高低控制所述水泵的開啟和關閉，所述水泵的供電端通過所述太陽能逆變器接至所述蓄電池和所述太陽能電池板；所述滴灌系統包括供水閥門、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的開啟和關閉，所述滴灌管道通過所述供水閥門連通所述蓄水池。

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設置在蓄水池的高水位處，所述水位探頭C設置在蓄水池的低水位處，所述水位探頭B設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端口通過所述電阻R4連接所述三極管T1的基極，所述三極管T1的發射極接地，所述三極管T1的集電極分別通過所述二極管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的線圈通過所述繼電器JC1的常開觸點連接有與所述蓄電池連接的所述太陽能逆變器，所述太陽能逆變器通過所述繼電器JC2的常開觸點與所述水泵連接。

基于上述，所述滴灌控制裝置包括設置與顯示模塊、傳感器、微控制器、閥門驅動電路和電源管理模塊；所述設置與顯示模塊用于輸入控制參數并顯示所述滴灌系統的工作狀態；所述傳感器包括土壤水分傳感器和環境溫度傳感器，用于檢測土壤中的水分和環境的溫度；所述微控制器控制連接所述設置與顯示模塊、所述傳感器和所述閥門驅動電路，根據輸入的控制參數信息以及檢測到水分信息和溫度信息控制所述閥門驅動電路開啟和關閉所述供水閥門；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能電池板、超級電容組、鋰電池、電源管理芯片和DC-DC電源轉換器，所述太陽能電池板連接所述超級電容組，所述電源管理芯片分別連接所述超級電容和所述鋰電池，所述超級電容組和所述鋰電池還分別連接所述DC-DC電源轉換器，所述DC-DC電源轉換器的輸出端為所述電源管理模塊的輸出端。

基于上述，所述閥門驅動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的陰極通過所述電阻R5與所述微控制器連接，所述光電耦合器Q的陽極接所述第二直流電源VCC2，所述光電耦合器Q的發射極接地，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的發射極通過所述繼電器JC3的線圈接地，所述繼電器JC3的常開觸點與所述供水閥門連接，所述繼電器JC3的線圈還并聯有所述二極管D2。

基于上述，所述滴灌系統還包括供肥閥門和混合過濾器，所述混合過濾器通過所述供水閥門連接蓄水池，所述混合過濾器通過所述供肥閥門連接儲肥池。

本實用新型相對現有技術具有實質性特點和進步，具體的說，本實用新型采用太陽能來給水泵供電，配合水位采集探頭實現了向蓄水池自動蓄水的功能；同時電源管理模塊能夠提供滴灌系統所需的多種直流電壓，在光照條件不好時還可以切換供電電源，極大的滿足滴灌系統的用電需求，具有結構簡單、設計科學、經濟實用以及節約勞動力的優點。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

圖2是本實用新型中所述蓄水池水位控制電路的電路圖。

圖3是本實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驅動電路的電路示意圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。

如圖1所示，一種太陽能光伏發電滴灌系統，它包括太陽能自動蓄水系統和與所述太陽能自動蓄水系統連接的滴灌系統。

其中，所述太陽能自動蓄水系統包括太陽能電池板、光伏發電自動跟蹤裝置、蓄電池、太陽能逆變器、蓄水池水位控制電路以及水泵；所述光伏發電自動跟蹤裝置連接所述太陽能電池板，用于自動調節所述太陽能電池板的高度和方向來調整所述太陽能電池板上的光照強度；所述蓄電池連接所述太陽能電池板，以存儲所述太陽能電池板產生的電能并為所述太陽能自動蓄水系統提供電源；所述蓄水池水位控制電路連接所述水泵，根據蓄水池的水位高低控制所述水泵的開啟和關閉，所述水泵的供電端通過所述太陽能逆變器接至所述蓄電池和所述太陽能電池板；所述滴灌系統包括供水閥門、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的開啟和關閉，所述滴灌管道通過所述供水閥門連通所述蓄水池。

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端口通過所述電阻R4連接所述三極管T1的基極，所述三極管T1的發射極接地，所述三極管T1的集電極分別通過所述二極管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的線圈通過所述繼電器JC1的常開觸點連接至所述太陽能逆變器，所述太陽能逆變器通過所述繼電器JC2的常開觸點與所述水泵連接。

將所述水位探頭A設置在蓄水池的高水位處，所述水位探頭C設置在蓄水池的低水位處，所述水位探頭B設置在蓄水池的高水位和低水位中間，當水位上升到所述水位探頭A點時，在水的作用下，所述3個水位探頭被短路，相當于所述直流電源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。當所述直流電源VCC1直接接在所述電阻R2上時，由于電阻R2和電阻R3的分壓作用，此時，所述集成芯片NE555的2端口和6端口處的電壓為4/5*VCC1，其遠遠大于所述集成芯片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，導致所述繼電器JC1線圈斷電，所述繼電器JC1觸點斷開，使水泵停止工作，蓄水池停止加水；反之，當水位下降到所述水位探頭水位B點以下時，所述集成芯片NE555的2端口和6端口處的電壓等于0V,其遠遠大于所述集成芯片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導通，導致所述繼電器JC1線圈通電，所述繼電器JC1觸點閉合，所述繼電器JC2觸點也閉合，使水泵工作，自動給蓄水池加水。

如圖3所示，所述滴灌控制裝置包括設置與顯示模塊、傳感器、微控制器、閥門驅動電路和電源管理模塊，所述設置與顯示模塊用于輸入控制參數并顯示所述滴灌系統的工作狀態，所述傳感器包括土壤水分傳感器和環境溫度傳感器，用于檢測土壤中的水分和環境的溫度；所述微控制器控制連接所述設置與顯示模塊、所述傳感器和所述閥門驅動電路，根據輸入的控制參數信息以及檢測到水分信息和溫度信息控制所述閥門驅動電路開啟和關閉所述供水閥門；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能電池板、超級電容組、鋰電池、電源管理芯片和DC-DC電源轉換器，所述太陽能電池板連接所述超級電容組，所述電源管理芯片分別連接所述超級電容和所述鋰電池，所述超級電容組和所述鋰電池還分別連接所述DC-DC電源轉換器，所述DC-DC電源轉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，所述閥門驅動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的陰極通過所述電阻R5與所述微控制器連接，所述光電耦合器Q的陽極接所述第二直流電源VCC2，所述光電耦合器Q的發射極接地，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的發射極通過所述繼電器JC3的線圈接地，所述繼電器JC3的常開觸點與所述供水閥門連接，所述繼電器JC3的線圈還并聯有所述二極管D2。

該太陽能光伏發電滴灌系統的工作原理如下：

所述太陽能電池板與所述光伏發電自動跟蹤裝置連接，當照射在所述太陽能電池板上的光照強度變化時，所述光伏發電自動跟蹤裝置也會控制所述太陽能電池板的傾角和方向，確保所述太陽能電池板實時獲取最大的輸出功率；所述蓄電池儲存所述太陽能電池板產生的電能，當陰天或夜晚時所述蓄電池也會作為供電電源；所述太陽能逆變器將所述太陽能電池板或所述蓄電池輸出的電壓轉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啟和關閉，當檢測到蓄水池水位低于水位探頭C時，所述蓄水池控制電路控制所述水泵開啟向蓄水池蓄水，當檢測到蓄水池水位高于水位探頭A時，所述蓄水池控制電路控制所述水泵關閉，停止向蓄水池蓄水。

通過所述設置與顯示模塊向所述微控制器輸入控制參數，所述土壤水分傳感器，實時檢測土壤中的水分；所述環境溫度傳感器，實時檢測環境的溫度；所述微控制器根據輸入的控制參數信息以及檢測到水分信息和溫度信息控制所述閥門驅動電路開啟和關閉供水閥門。

為了進一步提高農作物的產量，所述滴灌系統還包括供肥閥門和混合過濾器，所述混合過濾器通過所述供水閥門連接蓄水池，所述混合過濾器通過所述供肥閥門連接儲肥池。需要施肥時手動打開或通過滴灌控制裝置電動打開供肥閥門即可向農作物供肥。

最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本實用新型的具體實施方式進行修改或者對部分技術特征進行等同替換；而不脫離本實用新型技術方案的精神，其均應涵蓋在本實用新型請求保護的技術方案范圍當中。