一种风光互补的智能型农业滴灌装置

本发明涉及滴灌装置，特别涉及一种风光互补的智能型农业滴灌装置。

背景技术：

1、滴灌是将具有一定压力的水，过滤后经管网和出水管道，或滴头以水滴的形式缓慢而均匀地滴入植物根部附近土壤的一种灌水方法。滴灌与其他灌水技术相比较，具有许多不同的特点，其系统组成和其他灌水方法也不同。滴灌系统由水源工程、首部枢纽(包括水泵、动力机、过滤器、肥液注入装置、测量控制仪表等)、各级输配水管道和滴头等四部分组成。

2、滴灌较喷灌具有更高的节水增产效果，同时可以结合施肥并提高肥效，可适用于果树、蔬菜、经济作物以及温室大棚灌溉，而在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。现有滴灌装置在使用过程中容易出现滴头结垢和堵塞的问题，降低滴灌效率，同时滴灌工作持续时间长，经常处于无人值守状态，对电力系统稳定性要求严格。

3、因此，提出一种风光互补的智能型农业滴灌装置来解决上述问题很有必要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种风光互补的智能型农业滴灌装置，以解决上述背景技术中提出的现有滴灌装置在使用过程中容易出现滴头结垢和堵塞的问题，降低滴灌效率，同时滴灌工作持续时间长，经常处于无人值守状态，对电力系统稳定性要求严格问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种风光互补的智能型农业滴灌装置，包括抽水泵、风能组件、光能组件和主控制器，所述主控制器包括：

4、采集模块，用以采集滴灌区域内的实时土壤湿度和管线内的实时水压值；

5、第一pid模块，用以根据预设土壤湿度和所述实时土壤湿度的差值经过pid控制得到第一供水量；

6、第二pid模块，用以根据预设水压值与所述实时水压值的差值经过pid控制得到第二供水量；

7、均值模块，用以根据第一供水量数值和第二供水量数值进行均值计算得到供水量，将该数值作为控制信号，控制抽水泵(1)的转速。

8、优选的，所述第一pid模块的传递函数为：

9、u1(n)＝k1p*δe1(n)+k1i*δe1(n)+k1d*[δe1(n)-δe1(n-1)]；

10、其中，为预设土壤湿度，x1为实时土壤湿度；

11、所述第一pid模块的传递函数为：

12、u2(n)＝k2p*δe2(n)+k2i*δe2(n)+k2d*[δe2(n)-δe2(n-1)]

13、其中，为预设水压值，x2为实时水压值。

14、优选的，所述抽水泵的进水端上连通有进水管，所述进水管的内部固定连接有过滤板，所述过滤板背向抽水泵的一侧设置有支条，所述支条固定连接在进水管的内壁上，所述支条的内部转动连接有转杆，所述转杆靠近过滤板的一端转动连接在过滤板上，所述转杆远离过滤板的一端固定连接有第一扇叶，所述第一扇叶设置为三个，三个第一扇叶围绕转杆呈圆周阵列分布，所述转杆靠近过滤板的一端固定连接有推刮盒，所述推刮盒的侧壁上开设有长口，所述推刮盒的外壁上固定连接有刮条，所述刮条位于推刮盒靠近长口的一侧，所述刮条滑动贴合在过滤板上，所述推刮盒远离长口的一面开设有若干个第一圆口，所述进水管的内部设置有发电组件。

15、优选的，所述滴灌装置包括蓄电池，风能组件和光能组件的电能输出端连接所述蓄电池，所述蓄电池安装在地面上。

16、优选的，所述抽水泵的出水端上连通有第一出水管，所述第一出水管远离抽水泵的一端连通有第二出水管，所述第二出水管与第一出水管呈t型分布，所述第二出水管上连通有滴管，所述滴管设置为多个。

17、优选的，所述光能组件包括底座，所述底座的顶部转动连接有转柱，所述转柱的顶部固定连接有横板，所述横板的外部设置有第一框架，所述第一框架固定连接在横板上，所述第一框架的上方设置有第二框架，所述第一框架上表面的四角处均开设有滑槽，所述第二框架下表面的四角处均固定连接有滑块，所述滑块与滑槽对应分布，所述滑块滑动连接在滑槽的内部，所述滑槽与滑块均呈t型结构，所述第二框架上表面的一端固定连接有第一支柱，所述第一支柱设置为两个，两个第一支柱呈对称分布，所述第二框架上表面的另一端固定连接有第二支柱，所述第二支柱设置为两个，两个第二支柱呈对称分布，所述第二支柱的高度大于第一支柱的高度，所述第二框架的上方设置有支板，所述第一支柱的顶部固定连接在支板上，所述第二支柱的顶部固定连接在支板上，所述支板的上表面固定安装有太阳能光伏板。

18、优选的，所述滑块的一侧固定连接有第一气囊，所述第一气囊位于滑槽的内部，所述滑块的另一侧固定连接有第二气囊，所述第二气囊位于滑槽的内部，所述滑块的内部开设有第二圆口，所述第一气囊靠近滑块的一面开设有第三圆口，所述第二气囊靠近滑块的一面开设有第四圆口，所述第二圆口、第三圆口和第四圆口连通。

19、优选的，所述转柱的外部固定连接有第一齿轮，所述底座的上表面固定连接有电机，所述电机的驱动轴上固定连接有第二齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合连接。

20、优选的，所述太阳能光伏板的上表面固定连接有太阳光追踪器。

21、优选的，所述第一框架的外壁上固定连接有太阳能转化器，所述太阳能转化器上连接有第二导线，所述第二导线远离太阳能转化器的一端连接在蓄电池上。

22、优选的，所述风能组件包括支杆，所述支杆的顶部固定连接有风力发电装置，所述风力发电装置的转轴上固定连接有第二扇叶，所述第二扇叶设置为三个，三个第二扇叶围绕风力发电装置的转轴呈圆周阵列分布。

23、优选的，所述风力发电装置上连接有第一导线，所述第一导线远离风力发电装置的一端连接在蓄电池上。

24、本发明的技术效果和优点：

25、1、本发明的通过主控制器对风能组件和光能组件进行控制，控制光能组件的角度，最大限度的吸收光能，将光能转换成电能后存储在蓄电池中。为了达到更好的滴灌效果，采用抽水泵控制模块调节抽水泵的转速，土壤湿度和水管中的水压采用双pid的控制方式得到供水量数值，不仅能够实现滴灌管理，还能达到节水的效果。

26、2、抽水泵通过进水管对深水井内部的水进行抽吸，再由第一出水管输送至第二出水管内部，水源在进水管内部流动的过程中，过滤板会对水中的杂质进行过滤处理，同时水源在进水管内部高速流动时会通过第一扇叶带动转杆发生转动，转杆转动带动推刮盒和刮条转动，刮条将过滤板上的杂质由长口推刮进推刮盒内部，实现对过滤板的清理，避免杂质进入抽水泵内部，或者流到滴管内部造成滴头结垢和堵塞的问题；

27、3、由于太阳能光伏板设置在户外，会受到外部风力的影响而发生晃动。为提高太阳能光伏板使用的稳定性，在滑块的一侧固定连接有第一气囊，滑块的另一侧固定连接有第二气囊，且第一气囊与第二气囊均位于滑槽的内部，同时通过第二圆口、第三圆口和第四圆口实现连通。在太阳能光伏板受到风力吹动时，滑块在滑槽的内部滑动，且第一气囊与第二气囊内部的气体相互流通，使得滑块始终被第一气囊与第二气囊包裹在滑槽的内部，即使发生滑动，也能保持稳定性，进而对太阳能光伏板的晃动进行卸力缓冲，提高太阳能光伏板使用的稳定性；

28、4、当太阳光追踪器检测到太阳光射角发生变化之后将此信息传递给控制器，控制器控制电机启动，电机转动带动第二齿轮转动，由于第一齿轮与第二齿轮啮合连接，第二齿轮转动带动第一齿轮转动，而第一齿轮转动会带动转柱发生转动，转柱转动会通过支板带动太阳能光伏板转动，调整太阳能光伏板的角度，提高太阳能光的利用效率；

29、5、风力吹动第二扇叶，第二扇叶转动带动风力发电装置的转轴发生转动。风力发电装置为现有技术中常见的发电设备，通常设置有风电转子，传动链等，用于将风的动能转换为电能，电能通过第一导线输送到蓄电池中存储，采用风力和光伏互补发电和蓄能技术满足系统的用电需求。