阅读说明：本技术 一种基于海绵城市的阳台智能灌溉方法及其系统 (Sponge city-based balcony intelligent irrigation method and system thereof ) 是由 袁智杰 杨娜 李桦 安明涛 韩洁 陈玲 李自强 高永林 熊高祥 章辉 于 2019-11-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于海绵城市的阳台智能灌溉方法,包括：获取影响植被生长的环境因素信息；根据植被参考需水肥信息,建立植被需水肥量模型；基于所述植被需水肥量模型和所述环境因素信息,预测出植被所需水肥溶液的需求量和浓度；根据水肥溶液需求量和浓度,通过收集的雨水和肥料调配出所需水肥溶液；对灌溉装置发出灌溉指令,所述灌溉装置对植被进行灌溉。该基于海绵城市的阳台智能灌溉方法解决了传统阳台灌溉利用人工喷灌,水、肥分离,浪费资源,花费大量人力物力,喷灌效果不佳的问题。本发明还公开了一种基于海绵城市的阳台智能灌溉系统,其有益效果与基于海绵城市的阳台智能灌溉方法的有益效果相同。(The invention discloses an intelligent balcony irrigation method based on a sponge city, which comprises the following steps: acquiring environmental factor information influencing vegetation growth; establishing a vegetation water and fertilizer demand model according to the vegetation reference water and fertilizer demand information; predicting the demand and the concentration of the water and fertilizer solution required by the vegetation based on the water and fertilizer demand model of the vegetation and the environmental factor information; according to the demand and the concentration of the water-fertilizer solution, the required water-fertilizer solution is prepared by the collected rainwater and the fertilizer; and sending an irrigation instruction to an irrigation device, and irrigating the vegetation by the irrigation device. This balcony intelligence irrigation method based on sponge city has solved traditional balcony and has irrigated and utilize manual irrigation, water, fertile separation, resource-wasting, cost a large amount of manpower and materials, the not good problem of sprinkling irrigation effect. The invention also discloses a sponge city-based balcony intelligent irrigation system, which has the same beneficial effect as the sponge city-based balcony intelligent irrigation method.)

一种基于海绵城市的阳台智能灌溉方法及其系统

技术领域

本发明涉及海绵城市技术领域，特别是涉及一种基于海绵城市的阳台智能灌溉方法。此外，本发明还涉及一种基于海绵城市的阳台智能灌溉系统。

背景技术

现有技术中，智能灌溉系统包括供能系统、供水系统以及智能控制系统，其中供能系统、供水供水系统分别与智能系统连接；供能系统为智能控制系统提供电能；供水系统用于响应所述智能控制系统的指令信息，向所述阳台园艺供水；智能控制系统，用于检测用户的登录操作，并根据检测结果向所述供水系统发出控制指令。但是，该系统未充分发挥建筑、道路等生态系统对雨水的吸纳作用，只是灌溉水，不能实现肥料的灌溉，实用性差，推广价值小。

综上所述，如何有效地解决建筑、道路等生态系统对雨水的有效利用较差，不能实现肥料的灌溉等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于海绵城市的阳台智能灌溉方法，该基于海绵城市的阳台智能灌溉方法解决了传统阳台灌溉利用人工喷灌，水、肥分离，浪费资源，花费大量人力物力，喷灌效果不佳的问题；本发明的另一目的是提供一种基于海绵城市的阳台智能灌溉系统，其有益效果与基于海绵城市的阳台智能灌溉方法的有益效果相同。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种基于海绵城市的阳台智能灌溉方法，包括：

获取影响植被生长的环境因素信息；

根据植被参考需水肥信息，建立植被需水肥量模型；

基于所述植被需水肥量模型和所述环境因素信息，预测出植被所需水肥溶液的需求量和浓度；

根据水肥溶液需求量和浓度，通过收集的雨水和肥料调配出所需水肥溶液；

对灌溉装置发出灌溉指令，所述灌溉装置对植被进行灌溉。

优选地，所述雨水为：通过将屋面、路面及绿地的雨水收集起来并对雨水进行净化处理得到的。

优选地，所述将屋面、路面及绿地的雨水收集起来并对雨水进行净化处理包括：

将雨水汇集至多个雨水取水井；

通过分流将多个所述雨水取水井的雨水收集至雨水收集井；

对所述雨水收集井的雨水进行雨水弃流过滤处理，并排入雨水储水池；

对所述雨水储水池的雨水自然沉淀设定时间后，进行物理过滤和消毒处理。

优选地，所述环境因素信息包括土壤墒情信息、空气温度信息、湿度信息、光照强度信息、雨量信息和灌溉管道流量信息中的至少一种。

本发明还提供一种基于海绵城市的阳台智能灌溉系统，包括：

获取装置，所述获取装置用于获取影响植被生长的环境因素信息；

建立模型装置，所述建立模型装置用于根据植被参考需水肥信息，建立植被需水肥量模型；

预测装置，所述预测装置用于基于所述植被需水肥量模型和所述环境因素信息，预测出植被所需水肥溶液的需求量和浓度；

调配装置，所述调配装置用于根据水肥溶液需求量和浓度，通过收集的雨水和肥料调配出所需水肥溶液；

灌溉装置，所述灌溉装置用于对植被进行灌溉；

控制装置，所述控制装置与所述获取装置、建立模型装置、预测装置、调配装置和灌溉装置均连接。

优选地，还包括：

雨水收集处理装置，用于通过将屋面、路面及绿地的雨水收集起来并对雨水进行净化处理。

优选地，所述雨水收集处理装置具体包括：

用于将雨水汇集起来的多个雨水取水井；

通过分流与多个所述雨水取水井均连通的雨水收集井；

设置于所述雨水收集井中的雨水弃流过滤装置；

与所述雨水收集井连接的雨水储水池。

优选地，所述环境因素信息包括土壤墒情信息、空气温度信息、湿度信息、光照强度信息、雨量信息和灌溉管道流量信息中的至少一种。

优选地，所述环境因素信息通过传感器采集，所述传感器与所述控制器之间通过无线传输方式传输。

优选地，所述灌溉装置上设置有电磁阀，所述电磁阀与所述控制器电连接。

本发明提供了一种基于海绵城市的阳台智能灌溉方法，包括：获取影响植被生长的环境因素信息；根据植被参考需水肥信息，建立植被需水肥量模型；基于所述植被需水肥量模型和所述环境因素信息，预测出植被所需水肥溶液的需求量和浓度；根据水肥溶液需求量和浓度，通过收集的雨水和肥料调配出所需水肥溶液；对灌溉装置发出灌溉指令，所述灌溉装置对植被进行灌溉。

应用本发明所提供的实施例的技术方案，充分发挥建筑、道路等生态系统对雨水的吸纳作用，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用，结合植被的环境因素信息，建立植被需水肥量模型，不仅可以灌溉水，还能实现肥料的灌溉，实现一体化智能化自动化灌溉水肥，在保证植被健康生长的同时，节省资源，省时省力，喷灌效果较好，实用性较好，推广价值大。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的基于海绵城市的阳台智能灌溉方法的实施流程图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种基于海绵城市的阳台智能灌溉方法，该基于海绵城市的阳台智能灌溉方法解决了传统阳台灌溉利用人工喷灌，水、肥分离，浪费资源，花费大量人力物力，喷灌效果不佳的问题；本发明的另一核心是提供一种基于海绵城市的阳台智能灌溉系统，其有益效果与基于海绵城市的阳台智能灌溉方法的有益效果相同。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1所示，为本发明实施例所提供的基于海绵城市的阳台智能灌溉方法的实施流程图，该方法可以包括以下步骤：

S110：获取影响植被生长的环境因素信息。

在实际应用中，植被可以是在阳台上，也可以是在小院里或者养植房等养殖地方。影响植被生长的环境因素有很多，比如植被生长需要空气、水、温度、光和养分五个基本因素，缺一不可。

需要采集影响植被生长的环境因素信息，监测植被信息，将采集到的影响植被生长的环境因素信息传输至控制器，从而得到影响植被生长的环境因素信息，以备后续分析使用。

需要说明的是，采集影响植被生长的环境因素信息可以通过相应类型的传感器采集，也可以通过其他所有的方式，如红外线检测仪、等检测设备采集。

将采集到的影响植被生长的环境因素信息传输至控制器可以通过无线传输方式传输，如Wi-Fi；也可以通过其他所有的方式，比如蓝牙。

S120：根据植被参考需水肥信息，建立植被需水肥量模型。

在实际应用中，某特定品种的植被的需水肥信息是已知的，可能单株植被的需水肥信息具有微小差异，但就特定品种的植被的需水肥信息差异不大，在差异范围之内。种植的植被种类确定之后，植被参考需水肥信息就确定了，就可以根据植被参考需水肥信息，建立植被需水肥量模型。

S130：基于植被需水肥量模型和环境因素信息，预测出植被所需水肥溶液的需求量和浓度。

在实际应用中，由于市面上有很多肥料，不同肥料的元素成分及比例不尽相同，结合当前植被的土壤墒情信息、空气的温度、湿度信息、光照强度信息、雨量信息和灌溉管道流量信息。

结合影响植被生长的环境因素信息和植被需水肥量模型，对植被多维环境参量进行计算分析，最终预测出植被的水肥需求量，即预测出植被所需水肥溶液的需求量和浓度。

S140：根据水肥溶液需求量和浓度，通过收集的雨水和肥料调配出所需水肥溶液。

在实际应用中，植被所需水肥溶液的需求量和浓度确定之后，就需要调配处该体积和浓度的水肥溶液，也就是用设定量的水和肥料调配。本申请中，使用事先收集和处理的雨水和肥料调配，充分利用回收的雨水，合理搭配元素成分及比例、满足作物需求，补充土壤中缺少的成分。

S150：对灌溉装置发出灌溉指令，灌溉装置对植被进行灌溉。

在实际应用中，根据预测出植被的水肥需求量，控制器将灌溉指令、灌水肥量及灌溉持续时间发送至灌溉装置，利用灌溉装置对植被进行灌溉，完成对植被的水肥灌溉。

应用本发明所提供的实施例的技术方案，充分发挥建筑、道路等生态系统对雨水的吸纳作用，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用，结合植被的环境因素信息，建立植被需水肥量模型，不仅可以灌溉水，还能实现肥料的灌溉，实现一体化智能化自动化灌溉水肥，在保证植被健康生长的同时，节省资源，省时省力，喷灌效果较好，实用性较好，推广价值大。

在本发明的一个实施例中，雨水为：通过将屋面、路面及绿地的雨水收集起来并对雨水进行净化处理得到的。

在实际应用中，在通过收集的雨水和肥料调配出所需水肥溶液之前，需要将屋面、路面及绿地的雨水收集起来并对雨水进行净化处理，得到灌溉达标的水，做绿化使用。

在本发明的一个实施例中，该方法还可以包括以下步骤：

将屋面、路面及绿地的雨水收集起来并对雨水进行净化处理包括：

步骤一：将雨水汇集至多个雨水取水井。

步骤二：通过分流将多个雨水取水井的雨水收集至雨水收集井。

步骤三：对雨水收集井的雨水进行雨水弃流过滤处理，并排入雨水储水池。

步骤四：对雨水储水池的雨水自然沉淀设定时间后，进行物理过滤和消毒处理。

为了便于描述，将上述四个步骤结合起来进行说明。

在实际应用中，建立海绵城市雨水汇集系统，将屋面、路面及绿地雨水汇集至多个雨水取水井后，通过多个雨水取水井的分流将雨水收集至雨水收集井中，实现雨水的收集。所收集的雨水经过初期雨水弃流过滤处理后进入雨水储水池，在雨水储水池里自然沉淀设定时间后，进一步经过物理过滤和消毒后，以便做绿化使用。

需要说明的是，雨水取水井的上部具有溢流口，具有溢流排放作用。

在本发明的一个实施例中，该方法还可以为：

环境因素信息包括土壤墒情信息、空气温度信息、湿度信息、光照强度信息、雨量信息和灌溉管道流量信息中的至少一种。

在实际应用中，环境因素信息的种类很多，包括土壤墒情信息、空气温度信息、湿度信息、光照强度信息、雨量信息和灌溉管道流量信息中的至少一种，具体种植的植被需要获取几种环境因素信息、哪些环境因素信息需要根据具体情况确定。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种基于海绵城市的阳台智能灌溉系统，下文描述的一种基于海绵城市的阳台智能灌溉系统与上文描述的一种基于海绵城市的阳台智能灌溉方法可相互对应参照。

本发明所提供的基于海绵城市的阳台智能灌溉系统，包括：

获取装置，获取装置用于获取影响植被生长的环境因素信息；

建立模型装置，建立模型装置用于根据植被参考需水肥信息，建立植被需水肥量模型；

预测装置，预测装置用于基于植被需水肥量模型和环境因素信息，预测出植被所需水肥溶液的需求量和浓度；

调配装置，调配装置用于根据水肥溶液需求量和浓度，通过收集的雨水和肥料调配出所需水肥溶液；

灌溉装置，灌溉装置用于对植被进行灌溉；

控制装置，控制装置与获取装置、建立模型装置、预测装置、调配装置和灌溉装置均连接。

在实际应用中，植被可以是在阳台上，也可以是在小院里或者养植房等养殖地方。影响植被生长的环境因素有很多，比如植被生长需要空气、水、温度、光和养分五个基本因素，缺一不可。

需要采集影响植被生长的环境因素信息，监测植被信息，将采集到的影响植被生长的环境因素信息传输至控制器，从而得到影响植被生长的环境因素信息，以备后续分析使用。

某特定品种的植被的需水肥信息是已知的，可能单株植被的需水肥信息具有微小差异，但就特定品种的植被的需水肥信息差异不大，在差异范围之内。种植的植被种类确定之后，植被参考需水肥信息就确定了，就可以根据植被参考需水肥信息，建立植被需水肥量模型。

结合影响植被生长的环境因素信息和植被需水肥量模型，对植被多维环境参量进行计算分析，最终预测出植被的水肥需求量，即预测出植被所需水肥溶液的需求量和浓度。

植被所需水肥溶液的需求量和浓度确定之后，就需要调配处该体积和浓度的水肥溶液，也就是用设定量的水和肥料调配。本申请中，使用事先收集和处理的雨水和肥料调配，充分发挥建筑、道路等生态系统对雨水的吸纳作用，不仅可以灌溉水，还能实现肥料的灌溉，实用性较好，推广价值大。

水肥溶液调配好之后，控制器将灌溉指令、灌水肥量及灌溉持续时间发送至灌溉装置，利用灌溉装置对植被进行灌溉，完成对植被的水肥灌溉。

应用本发明所提供的实施例的技术方案，充分发挥建筑、道路等生态系统对雨水的吸纳作用，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用，结合植被的环境因素信息，建立植被需水肥量模型，不仅可以灌溉水，还能实现肥料的灌溉，实现一体化智能化自动化灌溉水肥，在保证植被健康生长的同时，节省资源，省时省力，喷灌效果较好，实用性较好，推广价值大。

在上述各个具体实施例的基础上，基于海绵城市的阳台智能灌溉系统，还包括：

雨水收集处理装置，雨水收集处理装置用于在通过收集的雨水和肥料调配出所需水肥溶液之前，收集雨水并对雨水进行净化处理。

进一步上述实施方式，雨水收集处理装置，具体包括：

用于将雨水汇集起来的多个雨水取水井；

通过分流与多个雨水取水井均连通的雨水收集井；

设置于雨水收集井中的雨水弃流过滤装置；

与雨水收集井连接的雨水储水池。

另一种较为可靠的实施例中，在上述任意一个实施例的基础之上，环境因素信息，包括：土壤墒情信息、空气温度信息、湿度信息、光照强度信息、雨量信息和灌溉管道流量信息中的至少一种。

在上述各个具体实施例的基础上，有多种方式能够实现环境因素信息的采集，具体地，环境因素信息可以通过传感器采集，

具体地说，采集影响植被生长的环境因素信息可以通过相应类型的传感器采集，也可以通过其他所有的方式，如红外线检测仪、等检测设备采集。

同时，传感器与控制器之间通过无线传输方式传输。

具体地说，将采集到的影响植被生长的环境因素信息传输至控制器可以通过无线传输方式传输，如Wi-Fi；也可以通过其他所有的方式，比如蓝牙。

本发明所提供的基于海绵城市的阳台智能灌溉系统，在其它部件不改变的情况下，灌溉装置上设置有电磁阀，电磁阀与控制器电连接。

在实际应用中，根据预测出植物的水肥需求量，控制器将灌溉指令、灌水肥量及灌溉持续时间发送至灌溉装置管道上的电磁阀，电磁阀根据灌溉指令、灌水肥量及灌溉持续时间对植被进行灌溉，实现自动化控制。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的基于海绵城市的阳台智能灌溉方法及其系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。