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本发明公开了一种屋顶雨水收集利用系统及控制方法,屋顶雨水收集利用系统包括雨水收集装置、雨水利用系统和控制系统,雨水收集装置包括雨水收集管,雨水收集管通过电动三通分流阀分别与雨水弃流装置和雨水收集罐的进水管连接;雨水利用系统包括与延伸至雨水收集罐底部的管道连接的水泵,水泵的出水管通过电动三通分流阀与取水管和连接管连接;控制系统包括控制器及分别与控制器连接的压力传感器、压力开关、多个分布于绿化带下的湿度传感器及安装在雨水弃流装置的进水管上的流量传感器和位于雨水收集罐内的浮球式液位传感器,压力开关安装在取水管临近水龙头处;雨水收集罐的进水管呈Z字形,压力传感器安装于Z字形的竖管末端与横管交汇处。