基于单片机的水分检测及灌溉装置的制作方法

本实用新型属于农业应用技术领域，具体涉及一种基于单片机的水分检测及灌溉装置。

背景技术：

水是植物生长发育过程中不可缺少的物质，没有水植物代谢过程会受阻,无法进行正常的光合作用，有机物合成会随之减少，植物自身会发生一定的生理变化，例如，叶片长期处于严重缺水状态，没有进行及时的浇灌，叶片会出现枯萎、发黄等现象；作物长期缺水会严重影响到作物的产量与品质，可见适时的灌溉对植物的生长发育至关重要。

农业水资源一直都有着利用效率低、水资源的短缺与浪费并存的现象，发展节约型农业、精准灌溉技术，是现代化农业发展的一个趋势，提高作物水分检测的精度，在植物水分亏缺时及时进行浇灌，是发展节约用水、合理灌溉的一个有效途径。

目前的灌溉装置，通常是通过土壤湿度、冠层温度等外界环境因素来判断植物缺水状况，属于间接反映植物缺水状况的指标，与直接对植物本身测量所得的含水信息指标相比，具有滞后性，不能及时反映植物本身的含水量信息，而且设备成本高。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的不足，提供一种基于单片机的水分检测及灌溉装置，包括检测装置、固定装置、电磁阀和电源适配器；其检测装置设有圆形铜片和电路盒；其电路盒内设置有电路板、电容电压转换芯片、模数转换器、单片机和继电器；其检测装置用于叶片水分信息的采集、处理以及电磁阀的控制，其固定装置用于固定检测装置，其电源适配器用于提供检测装置和电磁阀所需的电源，其电磁阀用于控制水流的开和关；其电源适配器、继电器、单片机、模数转换器、电容电压转换芯片、圆形铜片依次相连接，电磁阀与继电器相连接。

本实用新型的圆形铜片为两片，一片粘接在绝缘棒末端，一片粘接在圆形铜片粘接面。

本实用新型由单片机来完成处理和控制，单片机处理程序为在单片机的接收信号设置一个阈值，当单片机接收信号低于阈值时，单片机都持续向继电器输出高电平；电磁阀处于关的状态，不进行灌溉操作。当单片机接收信号高于阈值时，根据单片机接收信号高于阈值的多少，单片机向继电器发出一个对应时间段的低电平，这时电磁阀处于开的状态，进行灌溉操作。

本实用新型利用植物叶片由于含水量不同，引起叶片电容变化的原理，从而通过叶片电容变化，掌握叶片水分信息，从植物本身的角度出发，与通常的人工观察相比，更能够及时准确的反映植物当前的含水状况，它能实时准确的测量植物当前的含水状况，判断植物当前是否缺水，缺水能及时灌溉，而且结构简单，测量准确，成本低。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图，其中1是固定架，2是间隙螺杆，3是间隙螺母，4是绝缘棒头部，5是弹簧，6是绝缘棒末端，7是圆形铜片粘接面，8是圆形铜片，9是电路盒，10是电路盒粘接面，11是电路盒引线，12是电磁阀，13是电源适配器。

图2是本实用新型电路连接示意图，其中8是圆形铜片，9是电路盒，11是电路盒引线，12是电磁阀，13是电源适配器，14是电路板，15是电容电压转换芯片，16是模数转换器，17是单片机，18是继电器。

图3是本实用新型绝缘棒结构示意图，其中4是绝缘棒头部，6是绝缘棒末端。

具体实施方式

下面结合附图和使用对本实用新型进一步说明。

本实用新型间隙螺杆置于间隙螺母内，绝缘棒末端穿过弹簧和固定架内孔，在绝缘棒末端粘接圆形铜片，在圆形铜片粘接面粘接圆形铜片，使绝缘棒末端粘接的圆形铜片与圆形铜片粘接面粘接的圆形铜片平行且同心，电路盒粘接在电路盒粘接面，电路盒内设有电路板、继电器，电路板上设有电容电压转换芯片、模数转换器、单片机。

电容电压转换芯片、模数转换器、单片机固定在电路板上，电路板、继电器固定在电路盒内，电路盒是由绝缘材料制作的正方体；圆形铜片与电容电压转换芯用导线连接、电容电压转换芯片与模数转换器通过电路连接、模数转换器与单片机通过电路连接、单片机与继电器用导线连接，电磁阀与继电器用导线连接，电源适配器提供所需电源。

本实用新型的工作原理是：将叶片置于圆形铜片之间，拧动间隙螺杆，使间隙螺杆推动绝缘棒头部向下运动，进而对叶片进行固定；本实用新型接通电源后，单片机内部程序不断对单片机接收信号进行扫描，当单片机接收信低于阈值时，无论低于阈值多少，单片机都持续向继电器输出高电平，继电器断开电磁阀与电源适配器的连接，电磁阀处于关的状态，不进行灌溉操作；当单片机接收信号高于阈值时，根据单片机接收信号高于阈值的多少，单片机向继电器发出一个对应时间段的低电平，继电器接通电磁阀与电源适配器的连接，电磁阀处于开的状态，进行灌溉操作。

固定装置包括固定架、圆形铜片粘接面、电路盒粘接面。固定架用于装置的承重，圆形铜片粘接面用于粘接圆形铜片，电路盒粘接面用于粘接电路盒，固定架内孔用于固定绝缘棒。

本实用新型能够快速对植物叶片含水量信息进行采集，在植物缺水时能及时对植物进行浇灌，提高了水分检测精度，简化了灌溉装置，降低了灌溉设备成本。本实用新型通过检测植物的叶片电容，判断叶片的含水量，从而判断植物是否缺水，然后通过单片机的处理，在判断缺水的情况下进行自动灌溉，并对灌溉时间进行控制，是一种无损检测装置，自动化程度高，结构简单，而且降低了成本。