专利名称：一种自动喷灌装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动喷灌装置，特别是涉及到大规模农业试验基地自动喷灌
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背景技术：
随着现代农业的发展，越来越多的规模农场随之出现，目前大部分的农田多采用人工喷灌或机械定时喷灌。自动喷灌常用的方法是利用水的压力使喷头旋转一定的角度并将水进一步打击后喷向地面，其喷灌量的控制是通过调整喷头，使喷灌量保持恒定，而喷灌区域的形状可调整为扇形或圆形。而实际情况往往是不同的位置的植物以及不同种类的植物的需水量是不一致的，有些区域低洼，土壤含水量高，要求喷灌的水量小，有些区域含水量低，要求喷灌水量大。这些方法经常存在着浇水过量或者不足的问题。不仅浪费水电资源，而且人工劳动强度大。发明内容本实用新型的目的是客服现有技术的缺点，提供了一种能根据待喷灌地块的植物种类以及含水量温度和形状调节喷灌水量的装置。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。一种自动喷灌装置，包括由中央集中控制器控制的多个喷雾头，在每个喷雾头的下端设置有水管阀门，其特征在于在所述的每个喷雾头上还设置有土壤温度传感器、土壤湿度传感器、空气温度传感器、空气湿度传感器、光照度传感器以及射频无线传输模块，在所述的中央集中控制器上还连接有一射频无线收发模块，所述的土壤温度传感器、土壤湿度传感器、空气温度传感器、空气湿度传感器、光照度传感器分别与所述的射频无线传输模块连接并将土壤温度信号、土壤湿度信号、空气温度信号、空气湿度信号以及光照度信号传输到所述的中央集中控制器并处理成控制信号用于控制所述的喷雾头。在所述的喷雾头上还设置有显示模块、模式选择模块以及运行模式选择模块，所述的模式选择模块设置在喷雾头上用于控制喷雾头的喷灌模式，所述的运行模式选择模块与中央集中控制器连接用于将所述的中央集中控制器处理后的控制信号发送到运行模式选择模块选择所述的模式选择模块的喷灌模式。所述的射频无线传输模块和射频无线收发模块均采用nRF9E5集成芯片。根据不同的喷灌单元所在的地块所生长的植物的不同，在中央集中控制器中分别适合该植物生长的土壤温湿度、空气温湿度以及光照度，并按照模糊控制算法，设定喷灌系统运作的模式，并通过射频无线传输模块和射频无线收发模块传输至各个喷灌单元。所述的灌溉子单元可以为任何一块地块的植物生长提供灌溉。射频无线传输模块和射频无线收发模块使用Nodic VLSI公司的SoC集成化RF芯片nRF9E5集成芯片。该集成芯片内置nRF905 433/868/915MHz收发器、8051兼容微控制器和4输入10位80ksps A/D转换器。内置nRF905收发器与nRF905芯片的收发器一样，可以工作于ShockBurst (自动处理前缀、地址和CRC)方式。内置电压调整模块，最大限度地抑制噪音，为系统提供1.9-3. 6V的工作电压。提供SPI和UART接口。由于nRF905功耗低，性能可靠，因此适合于无线数据传输系统，射频无线传输模块实现数据处理和无线发送，射频无线接收模块实现数据接收，分别采用nRF9E5通信芯片。为了使本实用新型在工作过程中调试的方便，工作模式分为自动喷灌模式和手动喷灌模式两种工作方式。在自动运行模式下，根据不同的喷灌单元所在的地 块所生长的植物的不同，在中央集中控制器中分别适合该植物生长的土壤温湿度、空气温湿度以及光照度，并按照一定的模糊控制算法，设定喷灌系统运作的模式，并通过射频传输模块传输至各个喷灌单元，喷灌单元将实时土壤温湿度、空气温湿度以及光照度信息传输到中央集中控制器。在一些特殊场合下，关闭自动运行模式，根据人工的意愿选择喷灌单元以及喷雾头的喷洒角度以及射程。显示模块可以显示该喷灌单元所在地块的实时土壤温湿度、控制温湿度以及光照度，并可以切换显示该地块植物生长所适用的土壤温湿度、空气温湿度以及光照度的区间，
供人工参考。喷雾头喷洒水雾的水滴大小可以自动调整，通过不同的喷孔选择以达到调节水滴大小目的。喷雾头可以通过步进电机系统调节其喷嘴的上下旋转角度、左右旋转角度可以360度旋转，喷雾管道的压力通过水泵的压力不同，以达到不同的射程。本实用新型的优点是自动喷灌装置可以根据种植植物的种类、土壤的温湿度以及空气温湿度光照度等信息实时对喷灌进行控制，喷雾头的水平旋转以及上下角度调整使得喷灌得到有效控制，节约了大量的水电资源，节约了劳动力成本，使得大规模高效种植成为可能。
图I为本实用新型结构组成示意图。其中1、土壤温度传感器，2、土壤湿度传感器；3、空气温度传感器；4、空气湿度传感器；5、光照度传感器,6、喷雾头；7、无线传输模块；8、显不模块；9、模式选择模块,10、水管阀门；11、中央集中控制器；12、无线收发模块；13、运行模式选择模块。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的说明本实用新型的目的是针对目前大规模农业喷灌系统水电资源以及人工浪费的现象，提供了一种能根据待喷灌地块的植物种类以及含水量温度和形状调节喷灌水量的装置。本实用新型性的目的是通过以下技术方案实现的。本实用新型包括土壤温度传感器I、土壤湿度传感器2、空气温度传感器3、空气湿度传感器4、光照度传感器5、喷雾头6、无线传输模块7、显示模块8、模式选择模块9、水管阀门10、中央集中控制器11、无线收发模块12、运行模式选择模块13组成。工作原理系统可以工作在两种状态，一种是自动运行模式，一种人工运行模式，可以通过模式选择模块9和运行模式选择模式13选择系统工作状态。自动运行模式根据不同的喷灌单元所在的地块所生长的植物的不同，在中央集中控制器中分别适合该植物生长的土壤温湿度、空气温湿度以及光照度，并按照一定的模糊控制算法，设定喷灌系统运作的模式，并通过射频传输模块传输至各个喷灌单元。各个喷灌单元也可以将各自地块的实时土壤温湿度、空气温湿度以及光照度信息传输给中央控制单元，方便集中控制。手动运行模式为了调试以及后期使用的方便，可以方便设置手动模式进行人工调整喷灌的范围。本实用新型的自动喷灌装置具有如下技术效果I)用高度集成的系统级射频无线芯片传递土壤温湿度、空气温湿度以及光照度信息，克服了受天气因素的影响，可以为多个不同类型植物地块供服务。2)方便可靠，在一次设定后，可以长时间不需人工干预喷灌。本实用新型的优点是自动喷灌装置可以根据种植植物的种类、土壤的温湿度以 及空气温湿度光照度等信息实时对喷灌进行控制，喷雾头的水平旋转以及上下角度调整使得喷灌得到有效控制，节约了大量的水电资源，节约了劳动力成本，使得大规模高效种植成为可能。
权利要求1.一种自动喷灌装置，包括由中央集中控制器(11)控制的多个喷雾头(6)，在每个喷雾头的下端设置有水管阀门(10)，其特征在于在所述的每个喷雾头(6)上还设置有土壤温度传感器(I)、土壤湿度传感器(2)、空气温度传感器(3)、空气湿度传感器(4)、光照度传感器(5)以及射频无线传输模块(7)，在所述的中央集中控制器(11)上还连接有一射频无线收发模块(12)，所述的土壤温度传感器(I)、土壤湿度传感器(2)、空气温度传感器(3)、空气湿度传感器(4)、光照度传感器(5)分别与所述的射频无线传输模块(7)连接并将土壤温度信号、土壤湿度信号、空气温度信号、空气湿度信号以及光照度信号传输到所述的中央集中控制器(11)并处理成控制信号用于控制所述的喷雾头。
2.根据权利要求I所述的一种自动喷灌装置，其特征在于在所述的喷雾头上还设置有显示模块(8)、模式选择模块(9)以及运行模式选择模块(13)，所述的模式选择模块(9)设置在喷雾头上用于控制喷雾头的喷灌模式，所述的运行模式选择模块(13)与中央集中控制器(11)连接用于将所述的中央集中控制器(11)处理后的控制信号发送到运行模式选择 模块(13)选择所述的模式选择模块(9)的喷灌模式。
3.根据权利要求I所述的一种自动喷灌装置，其特征在于所述的射频无线传输模块(7)和射频无线收发模块(12)均采用nRF9E5集成芯片。
专利摘要本实用新型公开了一种自动喷灌装置，包括由中央集中控制器控制的多个喷雾头，在每个喷雾头的下端设置有水管阀门，在每个喷雾头上还设置有土壤温度传感器、土壤湿度传感器、空气温度传感器、空气湿度传感器、光照度传感器以及射频无线传输模块，在中央集中控制器上还连接有一射频无线收发模块，土壤温度传感器、土壤湿度传感器、空气温度传感器、空气湿度传感器、光照度传感器分别与射频无线传输模块连接并将土壤温度信号、土壤湿度信号、空气温度信号、空气湿度信号以及光照度信号传输到中央集中控制器并处理成控制信号用于控制喷雾头。此系统工作稳定，比较适合实际灌溉使用，能够有效地降低水资源浪费以及人工劳动强度，保证植物有效生长。
文档编号A01G25/02GK202551810SQ20122005948
公开日2012年11月28日 申请日期2012年2月23日 优先权日2012年2月23日
发明者王其, 张自嘉, 杨常松 申请人:南京信息工程大学