基于累积光辐射的温室物联网自动灌溉系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于累积光辐射的温室物联网自动灌溉系统。
【背景技术】
[0002]我国是世界上设施园艺生产面积最大的国家，但是，设施园艺的科技水平尚低，水肥管理多数依靠经验模式，沟畦大水漫灌、超量不平衡施肥，不仅水肥的利用效率低，资源浪费严重，而且污染环境，影响作物生长发育和生产可持续。
[0003]采用现代节水灌溉技术替代传统的浇水、施肥方式，实现适时适量“精细灌溉”，具有重要的现实意义和必要性。然而，目前节水灌溉技术的可控水平尚低。
【发明内容】
[0004]针对以上不足，本实用新型提供了一种基于累积光辐射的温室物联网自动灌溉系统，本系统可以自动实时采集环境中光辐射强度等信息，处理器根据实时采集的光辐射强度，进行累积计算，并根据作物生长需求设定特定累积辐射下的灌溉量，从而实现自动化灌溉。系统还能通过移动网络将感知数据上传至服务器，以便进行远程实时监控和数据下载，用于科学分析和辅助生产。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006]一种基于累积光辐射的温室物联网自动灌溉系统，所述温室物联网自动灌溉系统包括微处理器，与微处理器连接有电源、信息感知系统、灌溉控制系统、无线传输系统以及显示模块；
[0007]其中:
[0008]所述的信息感知系统包括用于测量空气温湿度传感器和用于测量作物接收光的光辐射传感器；所述的灌溉控制系统以上述的微处理器为核心，与微处理器连接流量计以及继电器，继电器控制并连接有电磁阀，电磁阀控制有灌溉装置；微处理器统计并计算光辐射量，然后根据光辐射量控制继电器以及电磁阀的开启。
[0009]进一步的，微处理器选用MSP430F149微处理器；所述空气温湿度传感器采用SLHT5-1传感器，光辐射传感器选用ARN-GZ光照传感器。空气温湿度传感器的接线方式为:弓I脚一接3.3V电源引脚，引脚二接至IJ 3.3V地线引脚，引脚3接到MSP430F149的P6.1引脚，引脚4接到MSP430F149的P6.2引脚；光照辐射传感器的接线方式为:引脚一接3.3V电源引脚，引脚二接3.3V地线引脚，引脚三接MSP430F149的P6.3引脚。
[0010]进一步的，所述无线传输系统选用GPRS，GPRS型号为H 7210 DTU ；GPRS的RX，TX弓I脚连接有串口电路SP3232EEN的13，14引脚，SP3232EEN的11、12引脚连接到MSP430F149的通讯串口 P3.6、P3.7。
[0011]进一步的，所述显示模块包含有与控制处理系统连接的显示屏。
[0012]进一步的，所述基于累积光辐射的温室物联网自动灌溉系统配置了与微处理器连接的复位电路、闻低频晶振及定义好的标准输入i/o 口。
[0013]进一步的，所述显示屏选用0CMJ8X10B显示屏。
[0014]本实用新型的工作原理是:
[0015]光和水是作物进行光合作用的基本因素，外界温湿度变化对作物的光合作用也有很大影响。本实用新型拟通过测量作物接收的光辐射量计算出作物进行光合作用所需的水分，并通过控制电路实现水分的自动供应，以达到精确灌溉的目的。
[0016]本实用新型的有益效果是:
[0017]本实用新型提供了一种基于累积光辐射的温室物联网自动灌溉系统，可以根据作物需求进行自动控制灌溉，从而最大限度的节约水、肥，提高利用效率，并实现灌溉自动化。
[0018]该系统可以实时采集有关环境信息，并将环境光辐射强度进行累积计算，根据作物生长特点确定特定累积光辐射下的水分需求，通过控制系统实现定时定量自动灌溉。系统还能通过移动网络将感知数据上传至服务器，以便进行实时监控、数据下载、科学分析和辅助生产。
【附图说明】
[0019]图1为基于MSP430F149的系统主板；
[0020]图2为光辐射传感器；
[0021]图3为控制电路原理图；
[0022]图4为空气温湿度接线原理图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述:
[0024]如图所示为本实用新型的一个具体实施例，累计光辐射的物联网自动灌溉系统，包括微处理器，所述微处理器连接有电源、光辐射信息感知系统、温室环境信息感知系统、信息处理系统、灌溉控制系统、无线传输系统及显示模块。
[0025]控制处理系统设置为以微处理器为核心，微处理器连接继电器1、电磁阀2、流量计。
[0026]微处理器选用了 MSP430F149微处理器。该型微处理器为16位精简指令集架构，指令运行速度快，具有超低功耗特性，具有丰富的片内资源及外围模块，内置60KB FLASH存储器，2KBRAM,具有2个通用串行通信接口。
[0027]除微处理器外，核心板配置了复位电路、高低频晶振及定义好的标准输入I/O 口，方便进行系统设计和扩展。MSP430F149微处理器核心板设计如图2所示。
[0028]控制处理系统中，控制信号端与MSP430F149的P3.1引脚及接地引脚相连接，由微处理器通过该引脚输出相应的高低电平信号进行控制。
[0029]GPRS 的 RX, TX 引脚连接 SP3232EEN 的 13，14 引脚，SP3232EEN 的 11、12 引脚连接到 MSP430F149 的通讯串口 P3.6、P3.7。
[0030]信息感知系统包含有空气温湿度传感器、光福射传感器。
[0031]空气温湿度测量选用了 SLHT5-1传感器，传感器工作电压为3V，两线数字信号输出，温度测量范围是-40?123.8° C，湿度测量范围是O?100%RH，温度测量精度是±0.5° C，湿度测量精度是±4.5%RH，响应时间为8s ;空气温湿度传感器连接在MSP430F149的P6.3和P6.2引脚以及5V供电引脚，通过微处理器的AD转换得到数据；空气温湿度传感器的接线方式为:引脚一接MSP430F149的3.3V电源引脚，引脚二接到MSP430F149的3.3V地线引脚，引脚3接至Ij MSP430F149的P6.1引脚，引脚4接到MSP430F149 的 P6.2 引脚。
[0032]光照辐射传感器选用的是ARN-GZ，测量范围是0_200Klux，精度为±3% ;土壤温度选用的TW型土壤温度传感器，测量范围为-30°c?70°C，测量精度:±0.15°C ;土壤湿度传感器型号为ARN-100传感器ARN-FS传感器，技术参数:量程:0?100%工作电压12V，输出信号:4?20mA。
[0033]本实用新型的电源系统由220V市电、两路开关电源及相关的控制电路组成。控制处理系统的微处理器连接了信息感知系统和无线传输系统；控制处理系统把采集的光辐射信息进行累积计算，根据设定的累积辐射值和灌溉水量，实现自动浇灌，并通过流量计进行闭环控制。
[0034]当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种基于累积光辐射的温室物联网自动灌溉系统，其特征在于:所述温室物联网自动灌溉系统包括微处理器，与微处理器连接有电源、信息感知系统、灌溉控制系统、无线传输系统以及显示模块； 其中: 所述的信息感知系统包括用于测量空气温湿度传感器和用于测量作物接收光的光辐射传感器；所述的灌溉控制系统以上述的微处理器为核心，与微处理器连接流量计以及继电器，继电器控制并连接有电磁阀，电磁阀控制有灌溉装置；微处理器统计并计算光辐射量，然后根据光辐射量控制继电器以及电磁阀的开启。
2.根据权利要求1所述的基于累积光辐射的温室物联网自动灌溉系统，其特征在于:微处理器选用MSP430F149微处理器；所述空气温湿度传感器采用SLHT5-1传感器，光辐射传感器选用ARN-GZ光照传感器；空气温湿度传感器的接线方式为:引脚一接3.3V电源引脚，引脚二接到3.3V地线引脚，引脚3接到MSP430F149的P6.1引脚，引脚4接到MSP430F149的P6.2引脚；光照辐射传感器的接线方式为:引脚一接3.3V电源引脚，引脚二接3.3V地线引脚，引脚三接MSP430F149的P6.3引脚。
3.根据权利要求1所述的基于累积光辐射的温室物联网自动灌溉系统，其特征在于:所述无线传输系统选用GPRS，GPRS型号为H 7210 DTU ;GPRS的RX，TX引脚连接有串口电路SP3232EEN 的 13，14 引脚，SP3232EEN 的 11、12 引脚连接到 MSP430F149 的通讯串 口 P3.6、P3.7。
4.根据权利要求1所述的基于累积光辐射的温室物联网自动灌溉系统，其特征在于:所述显示模块包含有与控制处理系统连接的显示屏。
5.根据权利要求1所述的基于累积光辐射的温室物联网自动灌溉系统，其特征在于:所述基于累积光辐射的温室物联网自动灌溉系统配置了与微处理器连接的复位电路、高低频晶振及定义好的标准输入I/o 口。
6.根据权利要求4所述的基于累积光辐射的温室物联网自动灌溉系统，其特征在于:所述显示屏选用0CMJ8X10B显示屏。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于累积光辐射的温室物联网自动灌溉系统，控制处理系统连接有电源、光辐射信息感知系统、温室环境信息感知系统、灌溉控制系统、无线传输系统及显示模块等部分。本实用新型可以自动、实时采集环境中的光辐射强度、温度、湿度等信息，并将光辐射强度进行累积计算，获得总辐射，以累积辐射量为设定因子实现温室作物的自动控制灌溉；系统还可将感知信息通过移动网络传输至服务器，以便进行远程实时监控和数据下载，用于科研分析和辅助决策。
【IPC分类】A01G9-26
【公开号】CN204272827
【申请号】CN201420075827
【发明人】魏珉, 柳平增, 葛庆宝, 饶玲康, 张庆雷, 李汝岭, 沈兰奔, 胡莹莹, 李冬
【申请人】山东农业大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年2月23日