СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДОЖДЕВАНИЕМ
SPRINKLING IRRIGATION CONTROL SYSTEM

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к системе управления дождеванием для управления по меньшей мере одной дождевальной установкой.
Из DE 10 2005058798 A1 известно устройство дождевания с дождевальной установкой с системой управления дождеванием. Система управления дождеванием включает в себя управляющее устройство с программируемой памятью, в которой пользователь, чтобы установить площадь дождевания, для множества угловых положений соплового устройства программирует управляющее значение, соответствующее ассоциированной дальности полета струи. Другие управляющие значения интерполируются управляющим устройством. Управляющие значения определяются пользователем путем испытаний. Способ отнимает много времени, к тому же существует большой риск того, что при определении управляющих значений непреднамеренно орошаются области вне площади дождевания.
Из US 2012/018532 известно устройство дождевания с дождевальной установкой с системой управления дождеванием. Система управления дождеванием содержит систему программирования, которая предусмотрена для того, чтобы вручную устанавливать по меньшей мере одну площадь дождевания дождевальной установки с помощью карты области.
Из DE 10 2005 058798 А1 также известно устройство дождевания с дождевальной установкой с системой управления дождеванием. Система управления дождеванием содержит систему программирования, которая предусмотрена для того, чтобы вручную устанавливать по меньшей мере одну площадь дождевания дождевальной установки с помощью карты области.
Задача настоящего изобретения состоит, в частности, в том, чтобы предоставить систему управления дождеванием для управления по меньшей мере одной дождевальной установкой, чтобы обеспечить улучшенные свойства в отношении определения площади дождевания. Указанная задача решается в соответствии с изобретением с помощью признаков пункта 1 формулы изобретения, в то время как предпочтительные варианты осуществления и усовершенствования изобретения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения.
ПРЕИМУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение исходит из системы управления дождеванием для управления по меньшей мере одной дождевальной установкой.
Предложена система программирования, которая предусмотрена для того, чтобы устанавливать по меньшей мере одну площадь дождевания с использованием карты области, причем система программирования предусмотрена для того, чтобы геометрические данные карты области преобразовывать в параметры управления дождеванием управляющего устройства дождевальной установки.
Под «дождевальной установкой» в этой связи должно пониматься, в частности, устройство для орошения площади, такой как сельскохозяйственные угодья, в частности парк и/или садовый участок, жидкостью, в частности водой. Эта площадь может служить для возделывания и культивирования растений и/или для организации досуга и/или отдыха пользователей этой площади. Площадь может быть частью сквера или парка. Предпочтительно площадь является частью частного сада. Площадь может полностью или частично окружать здание, например общественное здание, гостиницу и/или больницу или предпочтительно жилое здание. Площадь может быть также частью здания, такой как, в частности, сад на крыше или террасе. Площадь может также быть частью площадки для гольфа или иной подобной полезной площадью. Под «пользователями» в этой связи следует понимать, в частности, лиц, которые находятся в области площади, орошаемой с помощью дождевальной установки. Кроме того, даже животные, особенно домашние животные, которые находятся в саду, могут быть пользователями этой площади. Предпочтительно дождевальная установка имеет сопла, через которые струи жидкости могут быть направлены на площадь. Известны различные типы дождевальных установок, в частности дождевальная установка с орошением по квадрату с поворачиваемым относительно горизонтальной оси сопловым устройством и дождевальная установка с орошением по кругу или по секторам с сопловым устройством, поворачиваемым относительно вертикальной оси. Возможны другие формы дождевальных установок, в частности дождевальные установки с сопловым устройством, которое продолжается по выпуклой, в частности полусферической, поверхности. Под «площадью дождевания» в этой связи должна пониматься площадь, которая должна орошаться дождевальной установкой. Предпочтительно дождевальная установка содержит средства, с помощью которых можно устанавливать форму площади дождевания и/или воздействовать на нее. В частности, установочное движение, в котором сопловое устройство можно перемещать, может регулироваться и/или на него можно воздействовать. Кроме того, давление жидкости, которым нагружаются сопла, для всех и/или для отдельных сопел можно регулировать и/или воздействовать на него. Предпочтительно дождевальная установка может быть выполнена таким образом, что она при управлении с подходящими параметрами управления дождеванием может орошать свободно определяемую площадь дождевания, которая исходя из положения дождевальной установки находится внутри максимальной дальности полета струи дождевальной установки, которая определяет максимальную площадь дождевания. Под «картой области» в этой связи должна пониматься, в частности, карта, которая содержит сад с областями деятельности. Карта области может включать в себя границы и топографию области. Области деятельности могут, в частности, включать в себя области дождевания. Под «областью дождевания» в этой связи должна пониматься, в частности, область сада, которая должна орошаться дождеванием. Если область дождевания орошается дождевальной установкой, она может быть идентичной с площадью дождевания дождевальной установки. Но также возможно, что область дождевания орошается несколькими дождевальными установками и содержит по меньшей мере части нескольких площадей дождевания. Также возможно, что дождевальная установка орошает несколько областей дождевания и ее площадь дождевания содержит несколько областей дождевания полностью или частично. В частности, карта области имеет контуры по меньшей мере одной области дождевания. Под «системой программирования» в этой связи должна пониматься, в частности, система, которая предназначена для того, чтобы подготавливать информацию карты области и дополнительную информацию, чтобы они были пригодны для установления площади дождевания дождевальной установки. Система программирования может содержать, в частности, механические и предпочтительно электрические и/или электронные блоки управления, обработки данных и памяти. Система программирования может по меньшей мере частично интегрироваться в дождевальную установку. Площадь дождевания дождевальной установки и область дождевания могут преимущественно определяться с помощью карты области. Может исключаться трудоемкое программирование системы управления дождеванием пользователем. Можно избежать непреднамеренного орошения областей за пределами областей дождевания.
Предлагается, что система программирования содержит по меньшей мере один блок программирования, который предусмотрен для передачи параметров управления дождеванием к управляющему устройству дождевальной установки. Под «управляющим устройством дождевальной установки» в этой связи следует понимать, в частности, устройство дождевальной установки, которое предусмотрено для того, чтобы оказывать воздействие на дальность полета струи и/или направление струй, выходящих из сопел дождевальной установки. Управляющее устройство может, в частности, содержать приводы и/или регулирующие клапаны, а также средства, чтобы регулировать их соответственно переданным параметрам управления дождеванием. Блок программирования может быть предусмотрен, в частности, для того чтобы во время процесса дождевания дождевальной установкой передавать на блок управления последовательность параметров управления дождеванием, чтобы реализовать дождевание желательной площади дождевания. Преимущественно блок программирования имеет память параметров. Блок программирования может преимущественно предусматриваться для того, чтобы в рабочем режиме самостоятельно управлять дождеванием площади дождевания с помощью информации, сохраненной в памяти параметров. Дождевальная установка может независимо приводиться в действие блоком программирования. Также может быть возможным, что блок управления содержит блок памяти для хранения последовательности параметров управления дождеванием для процесса дождевания. В этом случае блок программирования может предпочтительным образом передавать последовательность управляющих параметров дождевания на блок управления и блок управления может самостоятельно управлять процессом дождевания. Блок программирования посредством канала передачи данных может быть соединен с блоком управления дождевальной установки для передачи параметров управления дождеванием. Особенно предпочтительным образом блок программирования может быть частью дождевальной установки и, в частности, быть расположен в общем корпусе с дождевальной установкой. Блок программирования может быть предусмотрен для того, чтобы определять подходящие для дождевальной установки параметры управления дождеванием с помощью геометрических данных, переданных на блок программирования. Геометрические данные могут, в частности, определяться с использованием карты области и описывать абсолютные координаты областей дождевания и/или площади дождевания. Под «абсолютными координатами» в этой связи следует понимать координаты, представленные в системе координат, которая не зависит от моделей дождевальной установки и/или положений дождевальной установки, в частности, координаты в декартовой системе координат. Под «положением дождевальной установки» в этой связи следует понимать, в частности, место и ориентацию дождевальной установки по отношению к карте области. В частности, геометрические данные могут быть независимы от типа пригодных для дождевальной установки параметров управления дождеванием и/или от модели дождевальной установки. Предпочтительно в случае множества дождевальных установок каждая дождевальная установка содержит согласованный с моделью дождевальной установки блок программирования и/или может настраивать блок программирования на управляемую модель дождевальной установки. Вышестоящие по отношению к блоку программирования компоненты системы управления дождеванием могут определять геометрические данные независимо от выполнения дождевальной установки. В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения вышестоящие по отношению к блоку программирования компоненты системы управления дождеванием могут содержать модели дождевальных установок, в частности дождевальных установок с орошением по кругу и/или дождевальных установок с орошением по квадрату, чтобы определять из геометрических данных областей дождевания и/или площадей дождевания относительные координаты и передавать их в блок программирования. Под «относительными координатами» в этой связи следует понимать координаты, представленные, в частности, в системе координат, которая специфична для модели дождевальной установки и/или в которой учитывается положение дождевальной установки в пределах карты области. В частности, координаты могут содержать управляющие параметры дождевальной установки для дождевания площади дождевания, такие как угловые положения и/или настройки регулирующих клапанов. Блок программирования может быть выполнен особенно просто. Преобразования абсолютных координат вышестоящего уровня в специфические для дождевальной установки относительные координаты могут осуществляться на вышестоящей относительно блока программирования системе.
Кроме того, предлагается, что система программирования имеет устройство программирования для определения областей дождевания и/или площадей дождевания. Под «устройством программирования» в этой связи следует понимать, в частности, устройство, которое предусмотрено для того, чтобы определять области дождевания и/или площади дождевания во взаимодействии с пользователем. Предпочтительно устройство программирования выполнено как портативное пользовательское устройство. Предпочтительно устройство программирования имеет, в частности, беспроводное соединение для передачи данных с блоком программирования. Особенно предпочтительно блок программирования и/или система программирования может содержать беспроводное Интернет-соединение для передачи данных. Устройство программирования может быть предпочтительно выполнено в виде смартфона и/или особенно предпочтительно в виде планшетного компьютера с программным обеспечением программирования, предоставляющим функции, необходимые для системы программирования. Предпочтительно устройство программирования содержит графическое устройство отображения, в частности экран. Предпочтительно устройство программирования графически отображает пользователю по меньшей мере карту области, площади дождевания и области дождевания и положения дождевальной установки. Предпочтительным образом устройство программирования имеет средства ввода, в частности сенсорный экран для ввода данных пользователем. Особенно предпочтительно пользователь может маркировать области дождевания и/или положения дождевальных установок на карте области графически с помощью сенсорного экрана. Предпочтительно устройство программирования может отображать максимально возможные площади дождевания в зависимости от положений дождевальной установки и модели дождевальной установки на карте области. Устройство программирования может принимать карту области предпочтительно через Интернет-соединение от внешней системы, в частности сервера карт. Предпочтительно устройство программирования может иметь дополнительные вспомогательные средства для определения карты области и/или области дождевания, и/или положения дождевальной установки, такие как, в частности, камера, и/или компас, и/или датчики движения и/или ускорения, и/или систему позиционирования, например систему позиционирования на основе лазерных дальномеров, и/или GPS приемник или иную система позиционирования на основе радиосвязи. Предпочтительно устройство позиционирования может иметь программное обеспечение, которое предназначено для определения карт областей и/или областей орошения и/или положений дождевальной установки с помощью съемок камерой и/или для дополнения карт области признаками с помощью съемок камерой. Дополнительно и/или альтернативно могут использоваться 3D-камеры, лазерные измерительные приборы или другие приборы, представляющиеся специалисту пригодными для генерации или дополнения карт области. Предпочтительно устройство программирования может быть предусмотрено для того, чтобы определять местоположения снимков камеры системой позиционирования устройства программирования. Предпочтительно устройство программирования может быть предусмотрено для того, чтобы определять области дождевания и положения дождевальной установки посредством съемок камерой, и/или съемок видео, и/или отслеживания пути. В частности, пользователь может перемещать устройство программирования с активированной функцией камеры и/или функцией определения местоположения вдоль границы определяемой области дождевания. Устройство программирования может отслеживать путь перемещения, связывать с картой области и таким способом определять область дождевания на карте области. Также возможно, что карта области создается на основе пути перемещения. Определение областей дождевания и/или площадей дождевания может быть особенно простым. Какой-либо обмер областей дождевания с помощью других вспомогательных средств может отсутствовать. Определение областей дождевания может быть независимым от характеристик и типа дождевальной установки. Определенные области дождевания могут быть использованы для управления различными дождевальными установками. При определении областей дождевания можно избегать орошения областей за пределами областей дождевания. Предпочтительно дождевальные установки имеют по меньшей мере одно средство позиционирования, которое предусмотрено для того, чтобы ориентировать устройство программирования в определенном положении и/или ориентации на дождевальной установке. Средство позиционирования может быть образовано, в частности, одной или несколькими выемками и/или упорами, которые пригодны предпочтительно для передачи положения с геометрическим замыканием. Устройство программирования может преимущественно определять положение дождевальной установки на основе своего собственного положения, известного за счет функции определения местоположения устройства программирования.
Особенно предпочтительно система программирования содержит сервер областей, соединенный с блоком программирования и/или устройством программирования в по меньшей мере одном рабочем состоянии. Под «сервером областей» в этой связи следует понимать, в частности, сервер, который предназначен для управления областями в пределах карты области, и/или для координации действий в пределах областей, и/или для сохранения информации об областях. Области могут быть областями дождевания, но также областями другого типа, таким как участки кошения, на которых должно производиться кошение с помощью газонокосилки, или области внесения удобрений, области орошения, области освещения и другие области, представляющиеся специалисту целесообразными. Области могут перекрываться, так что один участок на карте области может быть связан с несколькими областями и/или типами областей. Например, область дождевания может также являться полностью или частично скашиваемой областью. Сервер областей может быть предпочтительно сервером с выходом в Интернет. Сервер областей может особенно просто обмениваться данными с блоком программирования, устройством программирования, пользователем и/или другими основанными на Интернете службами, такими как, в частности, серверы карт, службы календаря и/или метеослужбы. Сервер областей может предпочтительно предоставлять информацию для управления дождевальной установкой; в частности может использоваться прогноз погоды и/или может использоваться календарная информация для определения оптимального момента времени дождевания и/или оптимального объема дождевания. Предпочтительно сервер областей для определения моментов времени дождевания и/или объемов дождевания может использовать информацию внешней экспертной системы и/или сервер областей может сам иметь экспертную систему. Под «экспертной системой» в этой связи должна пониматься, в частности, система, которая связывает информацию с сохраненными данными, моделями и алгоритмами и оценивает ее. В частности, экспертная система может иметь базу данных с местоположениями и видами растений, а также модели растений, которые описывают предполагаемое развитие различных растений в зависимости от параметров окружающей среды, таких как температура, влажность, освещенность, содержание питательных веществ и ветер, а также алгоритмы ухода, которые описывают предпочтительные процедуры по уходу за различными растениями. Экспертная система может особенно просто устанавливать предпочтительные моменты времени дождевания и объемы дождевания на основе этой информации. Сервер областей может координировать действия другого садового оборудования и/или пользователя и/или избегать конфликтов между дождеванием и действиями другого садового оборудования и/или пользователя. Сервер областей может быть частью системы программирования и/или иметь функции, которые являются частью системы программирования. В частности, карты областей и/или области дождевания могут быть сохранены на сервере областей. Система программирования может иметь особенно предпочтительную информацию для определения площадей дождевания и/или моментов времени дождевания и/или объемов дождевания. Сервер областей может использовать информацию от другого садового оборудования для определения областей дождевания и/или площадей дождевания. В частности, робот-косилка может иметь функцию автоматического определения области кошения. Робот-косилка может передавать геометрические данные полученной области кошения на сервер областей, и сервер областей на основе геометрических данных области кошения может определять область дождевания и/или одну или несколько площадей дождевания. Система программирования может предоставлять информацию серверу областей. Информация системы программирования может связываться сервером областей с информацией другого садового оборудования и/или предоставляться пользователю особенно просто, особенно на основе Интернета. Предпочтительным образом сервер областей может иметь базу данных дождевальных установок, в которой сохранены технические данные различных дождевальных установок и/или положений дождевальных установок. Сервер областей может предпочтительным образом преобразовывать геометрические данные абсолютных координат, независимых от модели дождевальной установки и/или положения дождевальной установки, в относительные координаты, согласованные с моделью дождевальной установки и положением дождевальной установки. Сервер областей может с учетом возможных площадей дождевания дождевальных установок определять предпочтительные положения дождевальных установок для орошения областей дождевания.
В соответствии с изобретением система программирования предназначена для того, чтобы преобразовывать геометрические данные карты области в параметры управления дождеванием управляющего устройства дождевальной установки. Параметры управления дождеванием могут быть представлены, в частности, в относительных координатах соответствующей дождевальной установки. Под «геометрическими данными» в этой связи следует понимать, в частности, ограничения областей дождевания и/или площадей дождевания. В частности, геометрические данные могут быть представлены в абсолютных координатах, независимых от моделей дождевальных установок и/или положений дождевальных установок. Система программирования может преобразовывать геометрические данные в относительные координаты соответствующих дождевальных установок, зависимые от моделей дождевальных установок и положения дождевальных установок, и передавать на них. Система программирования может особенно гибко использоваться с различными моделями дождевальных установок и положениями дождевальных установок. Система программирования может иметь режим обучения, который предусмотрен для определения параметров дождевальной установки и/или обучения. В частности, дальность полета струи может зависеть от настройки регулирующего клапана дождевальной установки. В режиме обучения дальность полета струи может быть измерена при различных настройках регулирующего клапана и сохранена системой программирования, в частности блоком программирования. Система программирования может определять параметры управления дождеванием предпочтительным образом автоматически с помощью геометрических данных. Обучение параметров управления дождеванием для орошения области дождевания и/или площади дождевания может быть опущено. В частности, система программирования при изменении положения дождевальной установки или при смене дождевальной установки может определять параметры управления дождеванием, согласованные с дождевальной установкой, отличающейся по своему выполнению. Система управления дождеванием может быть особенно гибкой.
Особенно предпочтительным образом система программирования предусмотрена для того, чтобы исключать по меньшей мере одну защитную область из областей дождевания и/или площади дождевания. Под «защитной областью» в этой связи следует понимать область, которая должна быть исключена из дождевания. Предпочтительно при перекрывающихся областях защитные области имеют приоритет над областями дождевания. Защитная область может быть определена постоянно, временно и/или динамически. Постоянная защитная область может быть площадью внутри области дождевания, которая должна быть исключена из дождевания, например, дорога, ведущая через область дождевания. Временная защитная область может быть защитной областью, созданной на период времени, например, участок в области дождевания, в которой одно или несколько лиц и/или пользователей находятся в этот период времени. Динамическая защитная область может быть областью, которая изменяет свое местоположение. В частности, зона вокруг пользователя, который движется в области дождевания, исключается из дождевания. Предпочтительно пользователь имеет устройство, которое передает его текущее положение в систему программирования, в частности на сервер областей, такое как смартфон, смарт-часы или смарт-очки, которое имеет функцию позиционирования. Пользователь может также иметь при себе чип и/или тег, который передает информацию в систему программирования. В частности, чип и/или тег может быть использован для определения и/или передачи местоположения пользователя. Защитная область может быть определена кругом вокруг текущего положения пользователя. Защитная область исключается из дождевания. Нежелательного орошения на пользователя и/или других лиц можно избежать.
Кроме того, предлагается, что система программирования в по меньшей мере одном режиме работы предусмотрена для непосредственного управления дождевальной установки пользователем. Под «непосредственным управлением» в этой связи следует понимать, в частности, то, что пользователь может непосредственно определить параметры управления дождеванием дождевальной установки, например, настройки регулирующих клапанов и ориентации сопел. Предпочтительно устройство программирования может иметь по меньшей мере один режим работы, который предусмотрен для непосредственного управления дождевальной установкой пользователем. Пользователь может предпочтительно орошать участки с помощью дождевальной установки.
Предпочтительно система программирования может быть предусмотрена в по меньшей мере одном режиме работы, чтобы определять площади дождевания дождевальной установки посредством непосредственного управления дождевальной установкой пользователем. Пользователь может орошать с помощью дождевальной установки орошаемую площадь дождевания посредством прямого управления дождевальной установкой путем установки вручную параметров управления дождеванием таким образом, что осуществляется дождевание указанной площади дождевания. Предпочтительно предусмотрены средства ввода, с помощью которых пользователь может сохранить параметры управления дождеванием. Предпочтительно устройство программирования может иметь эти средства ввода, в частности, индицировать на своем сенсорном экране. Пользователь может, изменяя параметры управления дождеванием, перемещать струи жидкости так долго на площади дождевания, пока площадь дождевания не будет полностью орошенной. Система программирования может самостоятельно или с помощью пользовательского ввода сохранять последовательность параметров управления дождеванием, необходимую для дождевания указанной площади дождевания. В результате, таким образом определенные площади дождевания могут использоваться для автоматического, управляемого системой программирования дождевания. В частности, система программирования может преобразовать полученные при обучении параметры управления дождеванием из относительных в абсолютные координаты и сохранить площадь дождевания с помощью сервера карт областей. Определенные путем непосредственного управления дождевальной установкой площади дождевания могут быть предпочтительным образом использованы для дождевания посредством дождевальных установок, которые имеют отличное положение дождевальных установок и/или отличный тип дождевальных установок.
Кроме того, предлагается, что система программирования предусмотрена, чтобы определять параметры управления дождеванием для дождевальной установки с орошением по кругу, которая имеет сопловое устройство, поворачиваемое относительно вертикальной оси посредством управляющего устройства дождевальной установки, и регулируемую дальность полета струи, и/или определять параметры управления дождеванием для дождевальной установки с орошением по квадрату, которая имеет сопловое устройство, поворачиваемое относительно горизонтальной оси. Предпочтительно управляющее устройство может включать в себя по меньшей мере один регулирующий клапан и по меньшей мере один привод. Дождевальная установка с орошением по кругу может быть особенно пригодной для орошения области дождевания, определенной посредством карты области. В частности, контур площади дождевания дождевальной установки может быть согласован с областью дождевания за счет того, что параметры управления дождеванием дождевальной установки с орошением по кругу соответствующим образом изменяются. Дождевальная установка с орошением по квадрату может быть особенно экономически эффективной. Дождевальная установка с орошением по квадрату может орошать по меньшей мере по существу прямоугольную область дождевания особенно эффективным и/или экономичным образом.
В частности, предлагается, что параметры управления дождеванием для дождевальной установки с орошением по кругу включают в себя по меньшей мере один вектор дальности полета струи и/или вектор углов и/или вектор длительности нахождения. Под «вектором дальности полета струи» в этой связи следует понимать, в частности, вектор, в котором содержится последовательность дальностей полета струи и/или настроек регулирующего клапана дождевальной установки, соответствующих дальностям полета струи. Под «вектором углов» в этой связи должен пониматься, в частности, вектор, в котором содержится последовательность угловых положениях соплового устройства дождевальной установки, в частности угловых положений относительно вертикальной оси. Под «вектором длительности нахождения» в этой связи следует понимать, в частности, вектор, который содержит последовательность длительностей нахождения, на которые должна оставаться установленной дождевальная установка с соответствующими управляющими параметрами векторов расстояний и/или углов, пока не произойдет переход к следующим управляющим параметрам, и/или который содержит последовательность скоростей, с помощью которых должны изменяться параметры управления дождеванием. Параметры управления дождеванием могут особенно хорошо подходить для управления дождевальной установкой с орошением по кругу. Под «вектором углов поворота» в этой связи следует понимать, в частности, вектор, в котором содержится последовательность угловых положений поворачиваемого соплового устройства дождевальной установки с орошением по квадрату относительно горизонтальной оси. Может предпочтительно устанавливаться ширина площади дождевания, перпендикулярная к горизонтальной оси. Предпочтительно параметры управления дождеванием для дождевальной установки с орошением по квадрату дополнительно могут содержать измеряемый по отношению к горизонтальной оси диапазон углов раскрытия выходящих из соплового устройства струй жидкости. Предпочтительно может устанавливаться длина площади дождевания в направлении горизонтальной оси. Предпочтительно управляющее устройство и/или блок программирования могут быть предусмотрены для интерполяции промежуточных значений векторов. Точность дождевания может быть улучшена. Альтернативно применению векторов параметры управления дождеванием также могут быть представлены в виде функции от времени. Это особенно предпочтительно, если профиль параметров управления дождеванием может быть описан как функция времени.
Кроме того, предложено устройство дождевания с по меньшей мере одной дождевальной установкой и системой управления дождеванием. В частности, дождевальная установка может иметь блок программирования и соответствующие интерфейсы для связи с другими компонентами системы программирования системы управления дождеванием. Устройство дождевания может особенно гибко использоваться для орошения областей дождевания.
Кроме того, предложен способ для определения площади дождевания и/или области дождевания с помощью системы управления дождеванием. Определение площадей дождевания и/или областей дождевания может быть особенно удобным. Данные площадей дождевания могут использоваться для орошения областей дождевания с различными моделями дождевальных установок.
Соответствующая изобретению система управления дождеванием не должна быть ограничена описанными выше применением и формой выполнения. В частности, соответствующая изобретению система управления дождеванием для выполнения описанного здесь способа функционирования может иметь количество отдельных элементов, компонентов и блоков, отличающееся от упомянутого здесь их количества.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Другие преимущества следуют из изложенного далее описания чертежей. На чертежах представлен пример выполнения изобретения. Чертежи, описание и формула изобретения содержат многочисленные признаки в комбинации. Специалист будет рассматривать признаки рациональным образом также в отдельности и в дополнительных целесообразных комбинациях.
На чертежах показано следующее:
Фиг. 1 - схематичное представление системы управления дождеванием для управления дождевальной установкой с площадью дождевания и с блоком программирования и устройством программирования,
Фиг. 2 - схематичное представление устройства программирования с картой областей с областями дождевания,
Фиг. 3 - схематичное представление области дождевания и защитной области,
Фиг. 4 - схематичное представление режимов работы системы управления дождеванием,
Фиг. 5 - схематичное представление процесса программирования площади дождевания дождевальной установки с системой управления дождеванием,
Фиг. 6 - схематичное представление определения параметров управления дождеванием,
Фиг. 7 - схематичное представление параметров управления дождеванием в дождевальной установке, выполненной в виде дождевальной установки с орошением по кругу,
Фиг. 8 - схематичное представление потока данных системы программирования,
Фиг. 9 - схематичное представление определения площади дождевания в дождевальной установке с орошением по кругу,
Фиг. 10 - схематичное представление дождевальной установки с орошением по квадрату и параметров управления дождеванием в дождевальной установке с орошением по квадрату и
Фиг. 11 - схематичное представление определения площади дождевания в области дождевания в дождевальной установке с орошением по квадрату.
ОПИСАНИЕ ПРИМЕРА ВЫПОЛНЕНИЯ
На Фиг. 1 показано схематичное представление фрагмента сада 52 с системой 10 управления дождеванием для управления дождевальными установками 12, расположенными в саду в положениях дождевальных установок, с системой 14 программирования, которая предусмотрена для того, чтобы определять площади 16 дождевания дождевальных установок 12 с помощью карты 18 областей.
Система 14 программирования содержит блок 20 программирования, который предусмотрен для того, чтобы передавать параметры 22 управления дождеванием к управляющему устройству 24 дождевальной установки 12. Блок 20 программирования размещен в общем корпусном блоке 56 и имеет канал 58 передачи данных для передачи параметров 22 управления дождеванием на управляющее устройство 24 дождевальной установки 12. Управляющее устройство 24 содержит блок 60 памяти для хранения параметров 22 управления дождеванием процесса дождевания. Кроме того, блок 20 программирования содержит память 94 параметров для хранения параметров 22 управления дождеванием и/или геометрических данных.
Кроме того, система 14 программирования содержит устройство 26 программирования, выполненное как планшетный компьютер с программным обеспечением программирования для определения геометрических данных, содержащихся в областях 28 дождевания и площадях 16 дождевания дождевальных установок 12. Устройство 26 программирования соединено через беспроводное Интернет-соединение с блоком 20 программирования. На фиг. 2 показано представление экрана 62 устройства 26 программирования. Экран 62, выполненный как чувствительный к касанию сенсорный экран для пользовательского ввода, показывает карту 18 областей сада 52. На карте 18 областей показаны контуры 70 трех областей 64, 66, 68. Области 64, 66, 68 являются областями 28 дождевания. С каждой из областей 64, 66, 68 ассоциирован желательный объем орошения, который хранится в системе 14 программирования с контурами 70 областей 64, 66, 68. Первая дождевальная установка 12' расположена в области 64 в положении 54' дождевальной установки, вторая дождевальная установка 12'' расположена в области 68 в положении 54'' дождевальной установки. Положения 54 дождевальных установок содержат, каждое, местоположение и ориентацию дождевальной установки 12. Область 66 орошается дождевальными установками 12' и 12'' из областей 64 и 68. Контуры 70 областей 64, 66, 68 и положения 54 дождевальных установок могут наноситься пользователем на экране 62. Для этого устройство 26 программирования загружает карту области, которая содержит сад 52, с сервера в Интернете, так что карта может быть дополнена к карте 18 области сада 52. Устройство 26 программирования дополнительно содержит непроиллюстрированные здесь средства определения местоположения, а также камеру. В альтернативном режиме работы пользователь может воспроизводить устройством 26 программирования контуры 70 областей 64, 66, 68. Устройство 26 программирования регистрирует воспроизводимые контуры 70 с помощью средств определения местоположения. Кроме того, границы областей могут регистрироваться с помощью изображений камеры посредством устройства 26 программирования. Определение областей 28 дождевания может, таким образом, поддерживаться устройством 26 программирования. Площади 16' и 16'' дождевания дождевальных установок 12' и 12'' определяются устройством 26 программирования таким образом, что они покрывают области 28 дождевания. Область 66 предусматривается для особенно интенсивного дождевания и покрывается площадями 16' и 16'' дождевания обеих дождевальных установок 12' и 12''.
Система 14 программирования дополнительно сдержит сервер 30 областей, соединенный с блоком 20 программирования и с устройством 26 программирования. Сервер 30 областей служит для хранения карт 18 областей, площадей 16 дождевания, областей 28 дождевания, положений 54 дождевальных установок и других данных системы 10 управления дождеванием. Сервер 30 областей также является частью другой, здесь не показанной садовой управляющей системы и координирует ее использование. Кроме того, сервер 30 областей вызывает данные из внешних информационных систем 32, в частности прогноз погоды. Эти данные могут быть использованы системой 10 управления дождеванием для планирования дождеваний. Кроме того, сервер 30 областей координирует блоки 20 программирования дождевальных установок 12 и ассоциирование площадей 16 дождевания дождевальных установок 12 с областями 28 дождевания, в частности, когда устройство 26 программирования не доступно. Устройство 26 программирования должно, таким образом, использоваться, только если данные карт областей должны модифицироваться устройством 26 программирования.
Система 14 программирования предусмотрена для преобразования геометрических данных карт 18 областей с контурами 70 областей 28 дождевания в параметры 22 управления дождеванием управляющих устройств 24 дождевальных установок 12' и 12''. Дождевальные установки 12 выполнены как дождевальные установки с орошением по кругу 38. Дождевальные установки с орошением по кругу 38 имеют сопловое устройство 42, поворачиваемое на угол α относительно вертикальной оси 40 с помощью управляющих устройств 24 дождевальных установок 12, с регулируемой дальностью s полета струи. Блок 20 программирования вычисляет из контуров 70 областей 28 дождевания, которые предусмотрены для дождевания посредством соответствующих дождевальных установок 12, параметры 22 управления дождеванием, подходящие для дождевальной установки 12, так что струи дождевальной установки 12 орошают площадь, окруженную контуром 70 области 28 дождевания.
На Фиг. 3 показан фрагмент карты 18 области. Пользователь 36 пересекает область 64, выполненную как область 28 дождевания. У пользователя 36 имеется смартфон 74, который имеет функцию определения местоположения и через беспроводное Интернет-соединение соединен с системой 14 программирования. Альтернативно пользователь 74 может принимать сообщение с помощью смарт-часов или смарт-очков или аналогичного подходящего устройства. Вокруг пользователя 36 предусмотрена защитная область 34 с радиусом 76 защиты. Смартфон 74 передает текущее положение пользователя 36 на сервер 30 областей системы 14 программирования. Сервер 30 областей исключает защитную область 34 из областей 28 дождевания и передает измененные таким образом области 28 дождевания и площади 16 дождевания в блоки 20 программирования 20 дождевальных установок 12. Контуры 70 области 64 изменяются до новых контуров 70', так что защитная зона 34 вокруг пользователя 36 исключается из дождевания. Если пользователь 36 перемещается в саду 52, положение защитной области 34 динамически актуализируется с помощью соответствующего положения пользователя 36, переданного смартфоном 74. Кроме того, домашнее животное, которое имеет GPS ошейник или аналогичное устройство, также может быть пользователем 74. Система 14 программирования может обнаружить местонахождение домашнего животного, и области 28 дождевания и площади 16 дождевания могут быть модифицированы описанным образом, так что домашнее животное не будет затронуто дождеванием.
На Фиг. 4 показаны возможные режимы 78 работы системы 10 управления дождеванием. В независимом режиме 80 дождевальные установки 12 выполняют самостоятельно дождевания областей 28 дождевания. Определенные блоками 20 программирования параметры 22 управления дождеванием сохраняются в блоках 60 памяти управляющих устройств 24 дождевальных установок 12 и реализуются по установленному временному плану.
Управляемый пользователем режим 82 предназначен для непосредственного управления пользователем 36 дождевальными установками 12. Пользователь 36 передает параметры 22 управления дождеванием с помощью устройства 26 программирования непосредственно в блоки 20 программирования и может, таким образом, сам управлять дождевальными установками 12 по потребности. Переданные пользователем 36 в блок 20 программирования параметры 22 управления дождеванием дополнительно сохраняются блоком 20 программирования и передаются на сервер 30 областей и сохраняются на нем. Система 14 программирования предусмотрена в этом режиме работы для того, чтобы площади 16 дождевания дождевальной установки 12 определять посредством прямого управления дождевальной установкой 12 пользователем 36. Сервер 30 областей определяет из параметров 22 управления дождеванием орошаемую дождевальной установкой 12 площадь 16 дождевания. Блок 20 программирования может использовать сохраненные управляющие параметры 22, чтобы в будущем площадь 16 дождевания орошать автономно в независимом режиме работы. Сервер 30 областей может использовать определенную из параметров 22 управления дождеванием площадь 16 дождевания, чтобы в будущем автоматически управлять орошением этой площади 16 дождевания. В частности, сервер 30 областей исходя из определенной площади 16 дождевания может вырабатывать параметры 22 управления дождеванием для других типов дождевальных установок 12.
Системный режим 84 предназначен для скоординированной посредством сервера 30 областей работы системы из нескольких дождевальных установок 12 и, если присутствуют, другого садового оборудования. Сервер 30 областей управляет областями 28 дождевания и определяет оптимальные моменты времени дождевания и объемы дождевания. Сервер 30 областей соотносит с областями 28 дождевания дождевальные установки 12, определяет площади 16 дождевания дождевальных установок 12 и передает их в блок 20 программирования дождевальных установок 12. Блоки 20 программирования вычисляют из данных сервера 30 областей параметры 22 управления дождеванием дождевальных установок 12 и передают их на управляющие устройства 24 дождевальных установок 12.
На фиг. 5 показана последовательность операций программирования областей 28 дождевания. На этапе I определяются области 28 дождевания устройством 26 программирования. На этапе II определяются положения 54 дождевальных установок с местоположением и ориентацией. Дождевальные установки 12 могут содержать средство для определения их местоположения и ориентации, такое как GPS приемник, компас и/или лазерный дальномер, так что определение положений 54 дождевальных установок может быть осуществлено автоматически. Определение положений 54 дождевальных установок может также осуществляться устройством 26 программирования. Предпочтительным образом дождевальные установки 12, как показано на фиг. 10 для дождевального устройства 12, выполненного как дождевальная установка 86 с орошением по квадрату, имеют выемку 88, в которую может вставляться устройство 26 программирования для определения положения 54 дождевальной установки по отношению к дождевальной установке 12 определенного положения и ориентации. На этапе III вычисляются геометрические данные и другие данные для орошения площадей 16 дождевания и затем передаются на блоки 20 программирования. Этап III может выполняться устройством 26 программирования или сервером 30 областей. Если геометрические данные вычисляются сервером 30 областей, устройство 26 программирования передает данные областей 28 дождевания и положения 54 дождевальных установок на сервер 30 областей, который вычисляет из них геометрические данные и другие данные для орошения площадей 16 дождевания и передает на блоки 20 программирования.
S
α
t
На Фиг. 6 показана блок-схема формирования параметров 22 управления дождеванием системы 10 управления дождеванием на примере дождевальной установки 12, которая выполнена как дождевальная установка с орошением по кругу 38. Устройство 26 программирования определяет для дождевальной установки 12 на основе геометрических данных областей 28 дождевания и/или площадей 16 дождевания и положений 54 дождевальных установок 12 параметры 22 управления дождеванием и передает их в относительных координатах на блок 20 программирования. В другом режиме работы эта задача может выполняться сервером 30 областей. Сервер 30 областей координирует использование дождевальных установок 12, в частности, на основе информации о погоде и выдает блоку 20 программирования команду, чтобы запустить дождевание. Блок 20 программирования передает параметры 22 управления дождеванием дождевальной установки 12 на управляющие устройства 24 дождевальной установки (фиг. 7). Параметры 22 управления дождеванием включают в себя матрицу Т управления дождеванием с вектором v дальности полета струи, вектором v углов и вектором v длительности нахождения, с которым управляются дождевальные установки с орошением по кругу 38, так что они управляются так, чтобы орошать области 28 дождевания. В альтернативном выполнении устройство 26 программирования или сервер 30 областей передает блоку 20 программирования геометрические данные площади 16 дождевания, подлежащей орошению дождевальной установкой 12, в абсолютных координатах. Блок 20 программирования определяет из абсолютных геометрических данных и положения 54 дождевальной установки параметры 22 управления дождеванием.
На Фиг. 8 показано схематичное представление потока данных системы 14 программирования для вычисления параметров 22 управления дождеванием. В зависимости от режима работы это вычисление может осуществляться устройством 26 программирования, сервером 30 областей или блоком 20 программирования. В модели 90 данных заложены области 28 дождевания в абсолютных координатах. Модель 92 дождевальной установки включает в себя описание дождевальных установок 12, например дождевальной установки с орошением по кругу 28 или дождевальной установки 86 с орошением по квадрату. С помощью модели 92 дождевальной установки вычисляются управляющие параметры 22 дождевания для дождевальной установки 12 и передаются на блок 20 программирования. Блок 20 программирования передает их на управляющее устройство 24 и управляет таким образом дождевальной установкой 12. Блок 20 программирования имеет память 94 параметров для хранения параметров 22 управления дождеванием. Например, в режиме 82 с пользовательским управлением управляющие параметры 22 дождевания могут также генерироваться непосредственно пользователем 36 и передаваться на блок 20 программирования. Блок 20 программирования сохраняет их в памяти 94 параметров и передает их на модель 92 дождевальной установки. С помощью модели 92 дождевальной установки площадь 16 дождевания пересчитывается в абсолютные координаты и интегрируется в модель 90 данных областей 28 дождевания. Модель 90 данных и модель 92 дождевальной установки в показанном примере являются частью сервера 30 областей, который выполняет вычисление параметров 22 управления дождеванием.
На Фиг. 9 показано определение площади 16 дождевания в области 28 дождевания дождевальной установки с орошением по кругу 38. На Фиг. 9-I показана максимальную площадь 16 дождевания дождевальной установки с орошением по кругу 38 при ее текущем положении 54 дождевальной установки и область 28 дождевания. На Фиг. 9-II показано пересечение множеств максимальной площади 16 дождевания и области 28 дождевания. Параметры 22 управления дождеванием определяются таким образом, что дождевальная установка с орошением по кругу 38 орошает показанную на фиг. 9-II площадь 16' дождевания, соответствующую пересечению множеств. Для орошения оставшейся части области 28 дождевания необходимы дополнительные дождевальные установки 12. В качестве альтернативы положение 54 дождевальной установки с орошением по кругу может изменяться и может выполняться дополнительный процесс дождевания, пока вся область 28 дождевания не будет орошена.
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
β
t
На фиг. 10 показано схематичное представление дождевальной установки 12, выполненной как дождевальная установка 86 с орошением по квадрату, на виде сбоку (фиг. 10-I) и на виде сверху (фиг. 10-II), а также параметры 22' управления дождеванием дождевальной установки 86 с орошением по квадрату. В зависимости от желательных площадей 16 дождевания может быть предпочтительным использование дождевальной установки с орошением по кругу 38 или дождевальной установки 86 с орошением по квадрату. Дождевальная установка 86 с орошением по квадрату содержит сопловое устройство 42', поворачиваемое относительно горизонтальной оси 96. Ширина b дождевания может определяться путем определения угла поворота β соплового устройства 42' относительно оси 96 от угла β до угла β, измеренного соответственно от горизонтали (фиг. 10-I). Длина а дождевания может определяться посредством углов раскрытия γ и γ выходящих из соплового устройства 42' струй жидкости, измеренных по отношению к горизонтальной оси 96 (фиг. 10-II). Если в дождевальной установке 86 с орошением по квадрату все параметры β, β, γ и γ могут регулироваться при помощи управляющего устройства 24', то параметры 22' управления дождеванием дождевальной установки 86 с орошением по квадрату включают в себя последовательность углов поворота β от β до β, а также углов раскрытия γ от γ до γ на длительности t нахождения в положении. В показанном примере параметры γ и γпостоянно установлены на дождевальной установке 86 с орошением по квадрату, так что параметры 22' управления дождеванием включают в себя вектор v углов поворота и вектор v длительности нахождения. Показанная здесь дождевальная установка 86 с орошением по квадрату имеет также выемку 88, в которую может быть вставлено устройство 26 программирования для определения положения 54 дождевальной установки. Эта выемка 88 может также предусматриваться на других дождевальных установках 12, таких как дождевальные установки с орошением по кругу 38.
1
2
1
2
1
2
t
На фиг. 11 представлено определение площади 16 дождевания и соответствующих параметров 22' управления дождеванием в области 28 дождевания в дождевальной установке 86 с орошением по квадрату. Максимальная площадь 16 дождевания дождевальной установки 86 с орошением по квадрату является прямоугольной и в текущем положении 54 дождевальной установки представлена на фиг. 11-I. Параметры 22' управления дождеванием определяются таким образом, что дождевальная установка 86 с орошением по квадрату орошает показанную на фиг. 11-II площадь 16' дождевания, соответствующую пересечению множеств. Чтобы определить параметры 22' управления дождеванием, при которых дождевальная установка 86 с орошением по квадрату орошает площадь 16' дождевания, соответствующую пересечению множеств, измеряется длина а дождевания и при этом значении определяются углы γ и γ (фиг. 11-III). Далее измеряется ширина b дождевания исходя от оси 96, разделенной на b и b, чтобы определить диапазон поворота от β до β. Путем изменения угла поворота β на длительности t нахождения в положении выполняется орошение площади 16' дождевания. При этом вектор v длительности нахождения определяет скорость, с которой изменяется угол поворота β.
Ссылочные позиции
10 система управления дождеванием
12 дождевальная установка
14 система программирования
16 площадь дождевания
18 карта областей
20 блок программирования
22 параметры управления дождеванием
24 управляющее устройство
26 устройство программирования
28 область дождевания
30 сервер областей
32 информационная система
34 защитная область
36 пользователь
38 дождевальная установка с орошением по кругу
40 ось
42 сопловое устройство
52 сад
54 положение дождевальной установки
56 корпусной блок
58 канал передачи данных
60 блок памяти
62 экран
64 область (первая)
66 область (вторая)
68 область (третья)
70 контур
74 смартфон
76 радиус защиты
78 режим работы
80 независимый режим
82 режим, управляемый пользователем
84 системный режим
86 дождевальная установка с орошением по квадрату
88 выемка
90 модель данных
92 модель дождевальной установки
94 память параметров
96 ось
S
v вектор дальности полета струи
α
v вектор углов
t
v вектор длительности нахождения
β
v вектор углов поворота
Т матрица управления дождеванием
s дальность полета струи
t время
α угол
β угол поворота
γ угол раскрытия
b ширина дождевания
a длина дождевания