专利名称：一种温室灌溉控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及节水灌溉领域的一种智能控制系统，尤其是涉及一种温室设施农业条件下的灌溉控制系统。
技术背景温室是随着农村经济结构和种植结构调整而发展起来的新型设施农业，相对大田生产而言，其具有占地面积小、种植灵活和易于控制作物生长环境等优点。我国北方地区为缓解冬季新鲜果蔬生产和供应这一难题，已经开始大规模地推广和发展温室农业。但目前存在问题是多数温室的设施比较简陋，温室灌溉仍然靠人工根据经验采用传统的灌溉方 式，劳动强度大，水资源浪费严重，同时温室作物产量和质量的提高也极大地受到了制约。因此，开发一款智能控制系统，可根据作物生长周期差异，对其进行适时和适量的浇灌，以减小人工成本，节约水资源，提高温室设施农业的自动化程度，是当前亟待解决的课题。
发明内容本实用新型是针对上述问题提供的一种温室灌溉控制系统，它由数据采集模块、信息通信模块、单片机、人机交互模块、控制驱动模块组成。数据采集模块由湿度传感电路和模数转换电路组成，其中湿度传感电路由传感器、放大器、信号选通器和采样保持器组成，采集的信号以串行方式输入单片机。信息通信模块由通信接口电路和上位PC机组成，其中通信接口电路采用分立元件制作而成，电路中采用三极管将PC机输出的232电平整定为单片机使用的通信电平。单片机将数据采集模块检测到的土壤湿度信息，经信息通信模块与上位PC机中的作物专家库数据进行比较后，生成灌溉控制信号和报警信号。报警信号输入到人机交互模块，由人机交互模块显示当前的土壤湿度，并对土壤湿度超标状态发出报警警示。灌溉控制信号输入到控制驱动模块，用以启动或停止浇灌设备的运行，从而实现温室灌溉系统的智能控制。本实用新型的有益效果是改善了温室传统粗放的灌溉管理手段和落后的灌溉方式，实现根据作物生长周期差异，对其进行适时和适量的浇灌，减小了人工成本，节约了水资源，提高了温室设施农业的自动化程度。
图I是本实用新型的系统结构框图。图2是本实用新型的数据采集模块电路框图。图3是本实用新型的通信接口电路图。图4是本实用新型的控制驱动模块电路图。图5是本实用新型的显示电路接口图。[0014]图6是本实用新型的报警电路图。图7是本实用新型的电源变换电路图。
具体实施方式
以下结合附图，说明本实用新型的最佳实施例图1，一种温室灌溉控制系统是由数据采集模块、信息通信模块、单片机、人机交互模块、控制驱动模块等五部分组成。数据采集模块由湿度传感电路和模数转换电路组成，以串行方式与单片机相连。信息通信模块由通信接口电路和上位PC机组成。控制驱动模块由光藕隔离电路、驱动放大电路和驱动执行器组成。人机交互模块由显示电路和报警电路组成，分别与单片机的I/o 口相连。 图2，数据采集模块中的湿度传感电路由湿度传感器、放大器、信号选通器和采样保持器组成。传感器实时采集温室土壤的含水量信息，通过信号放大、选通和采样后，以串行方式进行传输，经模数转换处理后，送入单片机作为系统的输入信号。图3，是系统通信接口电路图。系统的输入信号由单片机p3. I 口传给通信接口电路，通信接口电路通过RS232的端口 2输入到上位PC机中，在PC机中与作物专家数据库信息进行比对后，生成灌溉控制信号和报警信号。灌溉控制信号和报警信号由RS232的端口3经通信接口电路反传至单片机p3. O 口。为了降低硬件成本，本通信接口电路采用分立元件制作而成，电路中采用三极管Ql、Q2，将PC机输出的232电平整定为单片机使用的5V通Ih电平。图4，是控制驱动模块电路。它由光藕隔离器G0H、驱动放大电路QlO和驱动执行器ZX组成。驱动执行器ZX设有可控触点K。灌溉控制信号由单片机Pl. O 口输入到光藕隔离器GOH上，经光藕隔离器GOH进入到驱动放大电路Q10，放大后的灌溉控制信号变为驱动输出信号传送到驱动执行器ZX。驱动执行器ZX在驱动输出信号的作用下开始动作，使得可控触点K闭合，从而使灌溉设备运行，进行浇灌。采用光藕隔离连接的好处是可以避免驱动执行器ZX工作时产生的干扰反窜到单片机电路中。 图5，是系统的显示电路接口图。它利用5位8段LED数码管显示工作状态，当实施灌溉任务时显示当前湿度和灌溉时间，停止灌溉时显示传感器实时采集的土壤湿度。系统采用共阳极动态扫描显示方式，即将多位LED的段选择线并联接在一起，由PO 口(p0. O PO. 7)进行控制段选输出字型，由P2 口的低5位(p2.0 p2. 4)输出的高低电平实现位选。为使数码管显示足够的亮度，系统采用三极管(Q3 Q7)放大信号，驱动5位数码管实现轮流动态显示。图6，是系统的报警电路。报警信号由单片机P2. 5 口输入，经三极管Q8、Q9放大处理后，驱动蜂鸣器和发光二极管实现声、光报警提示。图7，是系统的电源变换电路。电路中引入了经变压器转换的12V交流电，经过整流处理后，利用7812和7805两款三端稳压器输出标准的直流12V和5V电压，为下位机和相关器件提供稳定的直流电源。
权利要求1.本实用新型ー种温室灌溉控制系统，它由五部分组成第一部分为数据采集模块、第二部分为信息通信模块、第三部分为单片机、第四部分为人机交互模块、第五部分为控制驱动模块，其中数据采集模块、信息通信模块、人机交互模块和控制驱动模块都単独与单片机连接。
2.根据权利要求I所述的ー种温室灌溉控制系统，其特征在于数据采集模块由湿度传感电路和模数转换电路组成，其中湿度传感电路由传感器、放大器、信号选通器和采样保持器组成，采集的湿度信号以串行方式输入单片机。
3.根据权利要求I所述的ー种温室灌溉控制系统，其特征在于信息通信模块由通信接ロ电路和上位PC机组成，其中通信接ロ电路采用分立元件制作而成，电路中采用三极管Q1、三极管Q2，将PC机输出的232电平整定为单片机使用的通信电平。
专利摘要本实用新型一种温室灌溉控制系统属于农业节水灌溉自动控制领域。该系统由数据采集模块、信息通信模块、单片机、人机交互模块、控制驱动模块组成。单片机将数据采集模块检测到的土壤湿度信息，经信息通信模块与上位PC机中的作物专家库数据进行比较后，生成灌溉控制信号和报警信号。报警信号输入人机交互模块，由人机交互模块显示当前的土壤湿度，并对土壤湿度超标状态发出报警警示。灌溉控制信号输入控制驱动模块，用来启动或停止灌溉设备的运行，从而实现温室灌溉系统的智能控制。本实用新型可根据作物生长周期差异，对其进行适时和适量地浇灌，减小人工成本，节约资源，提高温室设施农业的自动化程度，具有较好的应用和推广前景。
文档编号A01G9/26GK202615166SQ2012202027
公开日2012年12月19日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者杜云明, 盖丽娜, 颜兵兵, 刘启生 申请人:佳木斯大学