一种基于电磁阀的稻田水位控制系统的制作方法

本实用新型涉及的是一种水位控制系统，特别涉及一种基于电磁阀的稻田水位控制系统。

背景技术：
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当土壤水分下降到80％以下时，因水分不足阻碍水稻对矿质元素的吸收和运转，使叶绿素含量减少，气孔关闭，妨碍叶片对二氧化碳的吸收，光合作用大大减弱，呼吸作用增强，可见保持土壤充足的水分，有利于水稻正常生理活动，利于分蘖、长穗、开花、结实，获得高产。试验表明在水稻生育过程中，任何一个生育时期受旱都不利，但一般以返青、花粉母细胞减数分裂、开花与灌浆四个时期受旱对产量影响最大。返青期缺水，秧苗不易成活返青，即使成活对分蘖及以后各生育时期器官建成都有影响。幼穗发育期，叶面积大，光合作用强，代谢作用旺盛，蒸腾量也大，是水稻一生中需水最多的时期，初期受旱抑制枝梗、颖花原基分化，每穗粒数少，中期受旱使内外颖，雌雄蕊发育不良。减数分裂期受旱颖花大量退化，粒数减少，结实率下降。抽穗开花期，水稻对水分的敏感程度仅次于孕穗期，缺水造成“卡脖子旱”，抽穗开花困难，包颈白穗多，结实率不高，严重影响产量。灌浆期受旱，影响对营养物质的吸收和有机物的形成，运转，从而使千粒重、结实率降低，青米、死米、腹白大的米粒增多，影响产量和品质。

水稻需水量是稻田水分平衡的重要组成部分，是水循环研究的重要环节。伴随着水资源危机的不断加剧，研究节水灌溉技术与控制排水技术综合作用下的水稻需水量的变化规律成为研究的热点。稻田灌排耦合是指在水稻全生育期内，将稻田灌溉与排水在时间和数量上合理配合，主动地进行土壤水分和稻田地下水埋深的联合调控，发挥灌溉排水之间影响的互馈作用，充分利用降雨和地下水，有效减少田间排水量和灌溉水量(灌水次数)。因此就有必要提供一种稻田水位控制系统，实现水资源的高效利用。

技术实现要素：
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针对稻田水位控制问题，本实用新型提供一种基于电磁阀的稻田水位控制系统，主要包括超声波距离测量模块、控制模块、注水模块，超声波距离测量模块与控制模块电信号连接，注水模块与控制模块电信号连接。

一种基于电磁阀的稻田水位控制系统，主要包括超声波距离测量模块、控制模块、注水模块，超声波距离测量模块与控制模块电信号连接，注水模块与控制模块电信号连接，其特征在于，基于电磁阀的稻田水位控制系统的电路由处理器U1，超声波测距器U2、U3，电阻R1、R2、R3、R4、R5，电容C1、C2、C3、C4、C5，晶振Y1，开关KEY1，驱动器P1、P2，光耦双向可控硅K1、K2，双向可控硅Q1、Q2，电磁阀W1、W2，处理器U1的型号为ATMEGA16，超声波测距器U2、U3的型号为KS109，电磁阀W1、W2的型号为常闭型直动式二位二通2W500-50，

电容C1与开关KEY1并联后，一端连接电源负极，另一端连接电阻R1，电阻R1的另一端连接处理器U1的第9引脚，

电容C2、C3一端连接电源负极，另一端连接晶振Y1的两端，

处理器U1的第12、13引脚分别连接电容C3、C2，

处理器U1的第10、30、32引脚连接电源正极，第11、31引脚连接电源负极，

处理器U1的第36引脚连接驱动器P1的正极，驱动器P1的负极连接光耦双向可控硅K1的输入端，

光耦双向可控硅K1的输出端分别连接电阻R2和双向可控硅Q1，

电阻R3与电容C4串联，一端连接电磁阀W1后接入220V市电，

处理器U1的第35引脚连接驱动器P2的正极，驱动器P2的负极连接光耦双向可控硅K2的输入端，

光耦双向可控硅K2的输出端分别连接电阻R4和双向可控硅Q2，

电阻R5与电容C5串联，一端连接电磁阀W2后接入220V市电，

处理器U1的第40、39引脚与超声波测距器U2连接，进行串口通信，

处理器U1的第38、37引脚与超声波测距器U3连接，进行串口通信。

通过安装在水面上方的超声波距离测量模块向稻田水面方向发射超声波，并接收由水面反射的超声波信号，控制模块计算入射和反射两个超声波的发射与接收时间差，并换算成距离；当稻田水位较低与标准水位时，控制模块控制注水模块向稻田内注水直至达到标准水位，实现稻田水位控制。

本实用新型的有益效果：1.能够保持稻田水位；2.自动入水，节省人力资源。

附图说明：

为了易于说明，本实用新型由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1本实用新型系统简图

图2本实用新型电路图

图中：1-超声波距离测量模块 2-控制模块 3-注水模块

具体实施方式：

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本实用新型。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

一种基于电磁阀的稻田水位控制系统，主要包括超声波距离测量模块1、控制模块2、注水模块3，超声波距离测量模块1与控制模块2电信号连接，注水模块3与控制模块2电信号连接，其特征在于，基于电磁阀的稻田水位控制系统的电路由处理器U1，超声波测距器U2、U3，电阻R1、R2、R3、R4、R5，电容C1、C2、C3、C4、C5，晶振Y1，开关KEY1，驱动器P1、P2，光耦双向可控硅K1、K2，双向可控硅Q1、Q2，电磁阀W1、W2，处理器U1的型号为ATMEGA16，超声波测距器U2、U3的型号为KS109，电磁阀W1、W2的型号为常闭型直动式二位二通2W500-50，电容C1与开关KEY1并联后，一端连接电源负极，另一端连接电阻R1，电阻R1的另一端连接处理器U1的第9引脚，电容C2、C3一端连接电源负极，另一端连接晶振Y1的两端，处理器U1的第12、13引脚分别连接电容C3、C2，处理器U1的第10、30、32引脚连接电源正极，第11、31引脚连接电源负极，处理器U1的第36引脚连接驱动器P1的正极，驱动器P1的负极连接光耦双向可控硅K1的输入端，光耦双向可控硅K1的输出端分别连接电阻R2和双向可控硅Q1，电阻R3与电容C4串联，一端连接电磁阀W1后接入220V市电，处理器U1的第35引脚连接驱动器P2的正极，驱动器P2的负极连接光耦双向可控硅K2的输入端，光耦双向可控硅K2的输出端分别连接电阻R4和双向可控硅Q2，电阻R5与电容C5串联，一端连接电磁阀W2后接入220V市电，处理器U1的第40、39引脚与超声波测距器U2连接，进行串口通信，处理器U1的第38、37引脚与超声波测距器U3连接，进行串口通信。

本实用新型工作过程是：将超声波测距器U2、U3分别固定安装在两块稻田A、B水面上方，保证超声波测距器能够向水面发射和接收超声波测量与水面的距离；将电磁阀W1、W2分别安装在稻田A、B的注水管上，保证电磁阀开启时水管开通并向稻田注水，使得稻田水面上升，电磁阀关闭后注水停止。设定稻田达到标准水位时，稻田液面与超声波测距器的距离为1m。系统上电复位后，处理器U1的第36、35引脚输出低电平，驱动器P1、P2输出高电平，光耦双向可控硅K1、K2截止不工作，电磁阀W1、W2关闭，不向稻田A、B注水。处理器U1通过第40、39引脚和第38、37引脚控制超声波测距器U2、U3每分钟向稻田A、B水面方向发射1次超声波，并接收由水面反射的超声波信号，控制模块计算入射和反射两个超声波的发射与接收时间差，并换算成距离。如果稻田A水面与超声波测距器U1的距离为1.2m，处理器U1判断稻田A水位低于标准值1m，处理器U1的第36引脚输出高平，驱动器P1输出低电平，光耦双向可控硅K1导通工作，电磁阀W1开启，向稻田A注水；当稻田A水面与超声波测距器U1的距离达到标准值1m时，处理器U1的第36引脚输出低平，驱动器P1输出高电平，光耦双向可控硅K1截止不工作，电磁阀W1关闭，不向稻田A注水，实现稻田水位自动控制。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。