专利名称：智能自动灌溉控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及传感器及检测技术、信号处理与电气控制领域，特别涉及一种智能自动灌概控制系统。
背景技术：
我国是世界上水资源非常缺少的国家之一，人均占有淡水资源仅为世界人均占有量的四分之一。近几年，随着我国经济和社会的飞速发展，水资源缺乏问题变得更加严重，会直接影响到我国经济与社会的发展。据统计，在农业生产中，农业消耗的淡水量占人类消耗淡水总量的60% 80%。水资源的匮乏给我国农业发展带来了极大的障碍和困难。水分是农作物生长的必需条件，在农业灌溉中，人们通常根据种植的经验对农作物进行灌溉，不能及时或不能精确地控制浇水的多少，往往造成大水漫灌，在很大程度上白白地浪费掉一大部分水资源，同时过多地增加水分补给反而不利于农作物生长。随着科学技术的不断进步，数据采集和计算机控制技术广泛应用于生产、生活各个领域。自动化灌溉技术在农业灌溉中越来越受到关注。目前，我国的大部分农田、农作物大棚和城区绿化采用的都是手动或半自动灌溉方式，这种方式存在着诸如浪费水资源，增加灌溉的劳动强度，缺乏灌溉科学性等诸多弊端。在农业灌溉中采用智能自动灌溉技术，不仅能够大大节约水资源、降低灌溉的劳动强度，而且在保障农作物科学水分补给、提高灌溉设备的使用率、提高管理水平和作物产量等方面都大有益处。
发明内容本实用新型的目的是提供一种智能自动灌溉控制系统。该系统能根据农作物的土壤温湿度、农作物不同生长期对水分的不同需求、大气的温湿度及风速等因素进行自动化灌溉，既节省了劳动力资源、大大节约了水资源，又提高了灌溉设备的使用率、确保了农作物的科学生长。本实用新型采取的技术方案是:一种智能自动灌溉控制系统，包括信号处理模块，与信号处理模块相连的风速检测模块，与信号处理模块相连的大气温度检测模块，与信号处理模块相连的大气湿度检测模块，与信号处理模块相连的至少一个的土壤温湿度检测模块，与信号处理模块相连的喷灌驱动模块，与喷灌驱动模块相连的喷灌模块，与信号处理模块相连的流灌驱动模块和与流灌驱动模块相连的流灌模块。进一步改进，本实用新型还包括与信号处理模块相连的用于显示当前时间并循环显示大气温度、大气湿度和土壤温湿度的显示模块。进一步改进，本实用新型还包括输入端与风速检测模块相连输出端与信号处理模块相连的用于将检测到的模拟信号转换成数字信号的风速信号A/D转换模块。进一步改进，本实用新型还包括输入端与大气湿度检测模块相连输出端与信号处理模块相连的用于将检测到的模拟信号转换成数字信号的大气湿度信号A/D转换模块。进一步改进，本实用新型所述的土壤温湿度检测模块的数量为二。[0009]有益效果1、系统能检测大气温度、湿度和各测量点的土壤温湿度并实时显示。系统还能显示当前时间。2、系统根据当前时间确定农作物生长期，并根据农作物生长期和测量的大气温湿度、确定灌溉的土壤湿度阈值，结合各测量点的土壤温湿度确定是否进行灌溉。3、系统根据测量的风速确定灌溉方式，当风速低于一定数值系统采用喷灌，当风速高于一定数值系统采用流灌。4、本实用新型控制技术相对成熟，涉及到的电子元器件较为便宜，安装简单。系统能根据大气的温湿度及风速、农作物不同生长期对水分的不同需求和农作物的土壤温湿度等因素进行自动化灌溉，既降低了灌溉劳动强度、确保了水资源的充分利用、提高了灌溉设备的使用率，又提高了农作物补水的科学性，促进了农作物的科学生长。
图1是本实用新型的总的系统框图。图2是本实用新型的大气温度检测模块图。图3是本实用新型的大气湿度检测模块。图4是本实用新型的土壤温湿度检测模块。图5是本实用新型的喷灌驱动模块。其中，1、信号处理模块，2、风速检测模块,3、风速信号A/D转换模块,4、大气温度检测模块，5、大气湿度检测模块，6、大气湿度信号A/D转换模块，7、土壤温湿度检测模块，
9、显示模块，10、喷灌驱动模块，11、喷灌模块，12、流灌驱动模块，13、流灌模块。
具体实施方式
为使本实用新型的内容更加明显易懂，
以下结合附图1-5和具体实施方式
做进一步的描述。图1是本实用新型智能自动灌溉控制系统总的系统框图，如图1所示，本实用新型的智能自动灌溉控制系统，包括:信号处理模块1，风速检测模块2，风速信号A/D转换模块3，大气温度检测模块4，大气湿度检测模块5，大气湿度信号A/D转换模块6，土壤温湿度检测模块7，显示模块9，喷灌驱动模块10，喷灌模块11，流灌驱动模块12，流灌模块13。所述的风速信号A/D转换模块3模拟信号输入端连接所述的风速检测模块2，数字信号输出端连接所述的信号处理模块I ;所述的大气温度检测模块4连接所述的信号处理模块I ;所述的大气湿度信号A/D转换模块6模拟信号输入端连接所述的大气湿度检测模块5，数字信号输出端连接所述的信号处理模块I ;所述的土壤温湿度检测模块7连接所述的信号处理模块I ;所述的显示模块9连接所述的信号处理模块I ;所述的喷灌驱动模块10负载端连接所述的喷灌模块11，另一端连接所述的信号处理模块I;所述的流灌驱动模块12负载端连接所述的流灌模块13，另一端连接所述的信号处理模块I。本实用新型系统给出了两个土壤温湿度检测模块7，在实际应用中，根据需要可增加多个土壤温湿度检测模块。本实用新型所述的土壤温湿度检测模块7采用土壤型数字温湿度传感器SHT10-P，将检测到的土壤温湿度直接送给所述的信号处理模块I。[0024]本实用新型所述的显示模块9选用1602液晶，能够显示当前时间、循环显示大气温湿度和各测量点的土壤温湿度。本实用新型所述的大气温度检测模块4选用DS18B20数字温度传感器，将检测到的大气温度的数字信号直接送给所述的信号处理模块。大气温度检测模块4将检测到的大气温度数字信号送给信号处理模块1，大气湿度检测模块5将检测到的大气湿度模拟电信号经过大气湿度信号A/D转换模块6转换为数字信号后送给信号处理模块I。风速检测模块2将检测到的风速模拟电信号经过风速信号A/D转换模块3转换为数字信号后送给信号处理模块I。土壤温湿度检测模块7将检测到的土壤温湿度信号送给信号处理模块1，实际应用中可根据具体情况增加多个土壤温湿度检测模块，以便多方位检测土壤的温湿度。信号处理模块I将大气温度信号、大气湿度信号、各测量点土壤温湿度信号处理后通过显示模块9循环实时显示。信号处理模块I通过软件方式实现计时时钟，并通过显示模块显示当前年月日时间。本实用新型所述的显示模块9采用1602液晶。信号处理模块I根据时钟信息确定农作物的生长期，并结合采集到的大气温湿度和土壤温度数值确定灌溉的土壤湿度阈值和灌溉土壤湿度上限值。信号处理模块I根据所述的风速检测模块2检测到的风速数值确定启动喷灌驱动模块10还是流灌驱动模块12。当信号处理模块I检测到的土壤的湿度低于土壤湿度阈值时，就根据检测到的风速信号确定启动喷灌驱动模块10驱动喷灌模块11进行喷灌或启动流灌驱动模块12驱动流灌模块13进行流灌。灌溉时采用喷灌还是流灌取决于信号处理模块I通过风速检测模块采集到的风速信号，若风速低于某一数值则采用喷灌，否则采用流灌。当检测到土壤湿度超过灌溉土壤湿度上限值时，信号处理模块I发送停止灌溉信号使喷灌或流灌驱动模块停止工作。如图2所示的大气温度检测模块4，采用DS18B20芯片，信号输出端接信号处理模块I。DS18B20芯片价格便宜，接线简单，在与信号处理模块连接时仅需要一条口线即可实现信号处理模块与DS18B20的通讯，测量结果以数字量方式串行传送。测温范围一 55°C +125°C，能够满足大气温度测量需要。如图3所示的大气湿度检测模块5，采用HSU-07芯片，HSU-07的输出电压较高且线性较好，因此，无需放大和非线性校正，可直接与A/D转换器连接将模拟量转换成数字量。HSU-07芯片使用温度范围为-20°C 60°C，使用湿度范围20%RH 90%RH，检测精度±5%RH，能够满足灌溉系统大气湿度检测的要求。如图4所示的土壤温湿度检测模块，采用土壤型数字温湿度传感器SHT10，SHTlO为数字温湿度集成传感器，体积小适合土壤埋伏，接口简单，功耗超低。该模块的DATA和SCK端均连接信号处理模块I。如图5所示的喷灌驱动模块10，三极管采用NPN型的9013，二极管采用IN4118，信号输入端接信号处理模块，信号输入端信号使得三极管饱和导通或截止，控制继电器线圈的通电或断电，通过继电器动合触点控制喷灌模块工作或不工作。流灌驱动模块12采用喷灌驱动模块10相同的电路。本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或采用现有技术加以实现。[0037]本实用新型中所述具体实施案例仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本实用新型的技术范畴。
权利要求1.一种智能自动灌溉控制系统，其特征在于，包括信号处理模块(I)，与信号处理模块(I)相连的风速检测模块(2)，与信号处理模块(I)相连的大气温度检测模块(4)，与信号处理模块(I)相连的大气湿度检测模块(5),与信号处理模块(I)相连的至少一个的土壤温湿度检测模块(7)，与信号处理模块(I)相连的喷灌驱动模块(10)，与喷灌驱动模块(10)相连的喷灌模块(11)，与信号处理模块(I)相连的流灌驱动模块(12)和与流灌驱动模块(12)相连的流灌模块(13)。
2.如权利要求1所述的智能自动灌溉控制系统，其特征在于，还包括与信号处理模块(I)相连的用于显示当前时间并循环显示大气温度、大气湿度和土壤温湿度的显示模块(9)。
3.如权利要求1或2所述的智能自动灌溉控制系统，其特征在于，还包括输入端与风速检测模块(2)相连输出端与信号处理模块(I)相连的用于将检测到的模拟信号转换成数字信号的风速信号A/D转换模块(3)。
4.如权利要求1或2所述的智能自动灌溉控制系统，其特征在于，还包括输入端与大气湿度检测模块(5)相连输出端与信号处理模块(I)相连的用于将检测到的模拟信号转换成数字信号的大气湿度信号A/D转换模块(6)。
5.如权利要求1所述的智能自动灌溉控制系统，其特征在于，所述的土壤温湿度检测模块(7)的数量为二。
专利摘要本实用新型的目的是提供一种智能自动灌溉控制系统。该系统能根据农作物的土壤温湿度、农作物不同生长期对水分的不同需求、大气的温湿度及风速等因素进行自动化灌溉，既节省了劳动力资源、大大节约了水资源，又提高了灌溉设备的使用率、确保了农作物的科学生长。本实用新型采取的技术方案是包括信号处理模块，风速检测模块，风速信号A/D转换模块，大气温度检测模块，大气湿度检测模块，大气湿度信号A/D转换模块，土壤温湿度检测模块，显示模块，喷灌驱动模块，喷灌模块，流灌驱动模块和流灌模块。优点本系统能检测大气温湿度和各测量点的土壤温湿度并实时显示。
文档编号A01G25/16GK203152176SQ2013200840
公开日2013年8月28日 申请日期2013年2月22日 优先权日2013年2月22日
发明者李国利, 周洪, 刘旭明, 吴敏 申请人:金陵科技学院