专利名称：喷灌、滴灌智能控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种农业灌溉设备，特别是一种用于农田喷灌、滴灌的智能控制装置。
目前，农田的灌溉技术，已发展到了相当科学的程度，除了传统的渠道式灌溉，亦出现了喷灌和滴灌等技术，作为灌溉方式之一的滴灌，因其节水、节肥、节能，以及便于调节和易于实现自动化等特点，而受到了广泛的重视，为了实施滴灌技术，人们设计了不少方案和装置，其各具特色，促进了滴灌技术的应用和发展，对于我们这样一个农业大国，特别是许多干旱缺水地区，起到了很大的作用，但是这些装置亦明显存在不少缺点，主要通过人工控制或滴管自流，使用具有一定的盲目性，对土壤的湿度，以及对作物生长所需要的最佳湿度缺少科学分析和判断，影响作物生长和浪费水源。
本实用新型的目的是为克服上述现有技术的缺点而提供的一种喷灌、滴灌智能控制装置，利用模糊控制技术，自动控制喷灌、滴灌和土壤湿度，节约水源，提高农作物产量。
本实用新型的目的可以通过如下技术措施来实现本控制装置通过电机水泵和喷灌、滴灌管网执行，湿度传感器连接模糊控制器，模糊控制器连接功率放大器，功率放大器连接电机水泵，湿度传感器把土壤湿度信号传输给模糊控制器，由模糊控制器对数据进行处理，再输出调节信号，调节信号经功率放大器放大后控制电机水泵，通过控制电机的转速控制水泵的出口压力，从而改变供水量，保持土壤湿度处在一定范围内。
上述模糊控制器的处理器为8031集成块，8031集成块P0.0～0.7引脚连接存贮器8155、2764EPROM、6264ROM、74LS373、模数转换器0809集成块、数模转换器0832集成块，8155集成块是带有RAM和定时器并行口的读写存贮器，8031集成块P2.0～2.7引脚连接2764EPROM、6264ROM、74LS373、74LS139集成块，模数转换器0809集成块IN0引脚连接湿度传感器，输入湿度误差信号，数模转换器0832集成块输出调节信号。
本实用新型的模糊控制器内设定土壤湿度控制值，它是根据作物生长所需的土壤湿度，制订好控制规律，将程序固化在存贮器中。当土壤湿度受到扰动下降，土壤湿度计输出的电压下降，经湿度传感器传送给模糊控制器，经模糊控制器处理后，将调节信号送到功率放大器，控制水泵电机工作，电机电流增大，转速增加，水泵的出口压力增加，喷灌、滴灌管网压力亦增加，管嘴出口喷灌、滴灌量同时增大，使土壤湿度重新回到设定值，反之亦然。
本实用新型的具体结构和实施例由以下附图给出。
图1是本实用新型的工作原理图；图2是模糊控制器的电路原理图。
以下将结合附图对本实用新型作进一步的详述参照
图1、图2，本智能控制装置的水泵出口连接喷灌、滴灌管网，其湿度传感器S连接模糊控制器M，模糊控制器M连接功率放大器G，功率放大器G连接电机水泵D。以土壤负压计作为湿度计，如2000YZ型土壤负压计，从土壤检测得到的湿度信号，通过湿度传感器S输出湿度误差信号，传输给模糊控制器M，由模糊控制器M对数据进行处理，再输出调节信号，调节信号经功率放大器G放大后控制电机水泵D，通过控制电机的转速控制水泵的出口压力，从而改变供水量，保持土壤湿度处在一定范围内。模糊控制器的处理器为8031集成块，8031集成块的P0.0～0.7引脚连接存贮器8155、2764EPROM、6264ROM、74LS373、0809、0832集成块，8155集成块是带有RAM和定时器并行口的读写存贮器，0809集成块是模数转换器，0832集成块是数模转换器，8031集成块的P2.0～2.7引脚连接6264ROM、2764EPROM、74LS373、74LS139集成块，模数转换器0809集成块IN0引脚连接湿度传感器，输入湿度误差信号，数模转换器0832集成块经741集成块输出调节信号。智能控制器的实现还需要软件的支持，根据作物生长所需的土壤湿度，制订好控制规律，控制规律的制定根据是土壤的湿度，每种作物的正常生长所需的土壤湿度都有一定的范围，低于此值，则缺水，需要灌溉；高于此值，则要排水。如土壤湿度取值范围为25％～70％，取系统给定电压值对应土壤湿度基准值，设计中取45％。则有(1)IF E＞EPBTHEN U＝UNB(2)IF E＜ENBTHEN U＝UPB(3)IF EC＞ECPBTHEN U＝UNB(4)IF EC＜ECNBTHEN U＝UPB(5)IF E·EC＜0 OR E＝0 THEN U＝＜α E+(1-α)EC＞(6)IF E·EC＞0 OR E＝0 AND E≠0THEN U＝＜β E+(1-β)EC+γ∑Ei＞公式中下标PB、NB表E、EC、U正向、反向最大值；α、β、γ为待调整因子，∑Ei为对湿度误差的智能积分项。上述六条规则反映了“湿度太大则停止灌溉”、“湿度适中，但湿度变小，则仍加少量灌溉”、“湿度太低，则需最大限度灌溉”等规则，将上述算法汇编语言进行编程、调试、最后固化于贮存器中。在智能控制器的软件中，还设计了过电流、过电压、欠电压、缺相保护等功能，并设置NE555集成块、报警元件，根据需要选择使用，设置由光电开关、霍尔元件构成的转速、电流双闭环结构电路，接0809集成块IN1、IN2引脚，8279集成块扩展接口。
实际应用时，假如某一作物所需的湿度为A％～B％，当土壤湿度受到扰动下降底于A％，土壤湿度计输出的电压下降，经湿度传感器S送给模糊控制器M，模糊控制器M处理后，将调节信号送到功率放大器G，水泵电机的电流增大，转速增加，水泵的出口压力增加，喷灌、滴灌管网压力亦增加，管嘴出口喷灌、滴灌量同时增大，使土壤湿度重新回到控制值内。
本实用新型设计合理，利用模糊控制技术，组成喷灌、滴灌智能控制系统，自动控制喷灌、滴灌和土壤湿度，具有不受外界不定因素影响、鲁棒性强等特点，其运行精密、可靠，自动化程度高，节约水源，增加农作物产量，为农田灌溉提供了智能化控制方式。
权利要求1.一种喷灌、滴灌智能控制装置，有功率放大器G、电机水泵D，其特征是湿度传感器S连接模糊控制器M，模糊控制器M连接功率放大器G，模糊控制器的处理器为8031集成块，8031集成块P0.0～0.7引脚连接存贮器8155、2764EPROM、6264ROM、74LS373、模数转换器0809集成块、数模转换器0832集成块，8031集成块P2.0～2.7引脚连接2764EPROM、6264ROM、74LS373、74LS139集成块，模数转换器0809集成块INO引脚连接湿度传感器S，数模转换器0832集成块连接功率放大器G。
专利摘要一种喷灌、滴灌智能控制装置，湿度传感器S连接模糊控制器M，模糊控制器M连接功率放大器G，功率放大器G连接电机水泵D，模糊控制器的处理器为8031集成块，连接存贮器8155、2764EPROM、6264ROM、74LS373、模数转换器0809集成块、数模转换器0832集成块，利用模糊控制技术，自动控制喷灌、滴灌和土壤湿度，其运行精密、可靠，自动化程度高，节约水源，增加农作物产量，为农田灌溉提供了智能化控制方式。
文档编号A01G25/16GK2544523SQ02227679
公开日2003年4月16日 申请日期2002年5月16日 优先权日2002年5月16日
发明者张清华, 叶尚 申请人:茂名学院