园林植物供水自动控制系统的制作方法

本实用新型属于自动控制技术领域，尤其涉及一种园林植物供水自动控制系统。

背景技术：

水对于园艺植物栽培生产至关重要，为园艺植物灌水是一项经常性的工作，其不但耗时长，而且用工多，另外随着我国水资源日益缺乏，有效合理的利用水资源就必须要大力发展节水灌溉。

目前，采用的灌溉方式主要有以下几种。

①地面灌溉，是利用地面灌水沟、畦或格田进行灌溉的方法。地面灌溉是古老的和最常见的灌溉方法，其需要较少的没备，投资少，成本低，但灌水量较大，容易破坏土壤结构，造成土壤板结。

②喷灌，是利用喷头等专用设备把有压水喷洒到空中，形成水滴落到地喷灌面和作物表面的灌水方法，该灌溉方法的缺点是设备投入较大，在风大地区或多风季节不能应用。

③地下灌溉，地下灌溉是将管道埋在土中，水分从管道中渗出湿润土壤，供水灌溉，是一种节水效果较理想的灌溉模式。但该种灌溉方法的建设成本较高，而且维修困难，因而难以推广。

现行园林植物和城市绿化植物的灌溉，多由胶管接自来水管进行人工灌溉。这种灌水方式为人工操作、费工费时，水利用效率低下，无法实现远程监管。另外，现有的供水设备由于使用的水质达不到要求，会经常出现堵塞的情况。

技术实现要素：

本实用新型就是针对上述问题，提供一种控制方便、准确的园林植物供水自动控制系统。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，本实用新型包括单片机，其结构要点单片机的信号传输端口与第一无线通信模块的信号传输端口相连，第二无线通信模块的信号传输端口与计算机的信号传输端口相连，单片机的检测信号输入端口与A/D 转换模块的信号输出端口相连，A/D 转换模块的信号输入端口分别与空气湿度传感器的检测信号输出端口、土壤温湿度传感器的检测信号输出端口、称重传感器的检测信号输出端口、水位传感器的检测信号输出端口相连，所述集水桶设置在称重传感器上。

单片机的显示信号输出端口与显示器的显示信号输入端口相连，单片机的控制信号输出端口与放大驱动电路的控制信号输入端口相连，放大驱动电路的控制信号输出端口分别与水泵的控制信号输入端口、电机的控制信号输入端口相连，水泵的进水口与蓄水池相连，水泵的出水口与过滤器的进水口相连，过滤器的出水口与水渠的进水口相连。

所述土壤温湿度传感器设置在栽培容器内，栽培容器的底部设置有通孔，栽培容器内侧底部的水平高度低于水渠内最高水位线的高度，水位传感器设置在水渠内，所述水渠顶部覆盖有透明挡板，所述挡板两侧与齿条相连，齿条下端与设置在水渠壁上的齿轮啮合，齿条两端设置有向外侧凸出的导块，导块设置在水渠壁上的导槽内，齿轮轴与所述电机的输出端相连。

作为一种优选方案，本实用新型所述单片机采用STC89C52单片机，第一无线通信模和第二无线通信模块采用SIM300无线通信模块，土壤温湿度传感器采用SMTS-I-50土壤温湿度传感器。

另外，本实用新型所述水渠顶部密封覆盖有透明材料膜，所述透明材料膜一端与水渠壁固定连接，另一端设置有卷膜结构，所述卷膜结构包括卷辊和带动卷辊转动的电机，所述透明材料膜缠绕在卷辊上，水渠内设置有支撑结构，所述支撑结构包括油缸和与油缸的活塞杆连接的弧形板，所述弧形板与透明材料膜内表面接触。

本实用新型有益效果。

本实用新型能够自动检测土壤的水含量、温度和下雨状况，并根据检测结果实时对园林植物进行必要的供水。

本实用新型通过单片机控制水泵的开闭，可实现定时定量控制灌溉，或由土壤温湿度传感器与称重传感器感知土壤水分与雨水状况，从而控制水泵开关，实现灌溉自动运行，能够实时检测土壤水分、土壤温度等参数，远程监管，省工省力。

本实用新型使用无线通信模块，可以实现远程控制的功能。

本实用新型通过设置过滤器，对灌溉的水质没有严格的要求。

本实用新型称重传感器用于测量集水桶的重量变化量并发送给单片机，根据称重传感器测得的集水桶重量变化量确定降雨量。

本实用新型综合了地面灌溉与地下灌溉的长处，具有供水可靠，自动化程度高，节水效果显著的优点。

当气温高时，水渠中的水分蒸发产生的水蒸气被透明挡板阻挡，不会挥化散净，进一步提升节水效果，同时，可根据土壤温湿度传感器反馈的信息，通过单片机控制透明挡板遮挡或露出水渠上端口，以便改变水渠内的压力，确保能够产生足够的气压，将水蒸气通过栽培容器底部的通孔渗透到土壤中，使得栽培容器内的土壤即便在外界温度较高的情况下能够长久地保持一定的湿度，满足灌溉需求。

同时，单片机通过第一无线通信模块向与计算机相连的第二无线通信模块发送上述各个数字信号以及水泵的工作情况。第二无线通信模块将收到的信息再传输至计算机中，计算机将当前的土壤的湿润程度、温度、空气湿度、降雨量以及水泵的工作情况信息通过显示器显示，供工作人员随时观看和查阅。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1是本实用新型电路原理框图。

图2是本实用新型栽培容器和水渠部分结构示意图。

图3是本实用新型栽培容器和水渠部分剖视图。

图4是本实用新型设置土壤加热和营养液部分电路原理框图。

图5是本实用新型栽培容器和水渠部分设置内桶部分结构示意图。

图6是本实用新型栽培容器和水渠部分设置内桶部分剖视图。

图中，1为水渠、2为挡板、3为栽培容器、4为齿轮、5为齿条、6为导块、7为通孔、8为横向通孔、9为内桶、10为菌种纸、11为堆肥放置槽、12为海绵块。

具体实施方式

如图所示，本实用新型包括单片机、显示器、第一无线通信模块、第二无线通信模块、计算机、A/D 转换模块、空气湿度传感器、土壤温湿度传感器、称重传感器、集水桶、放大驱动电路、水泵、蓄水池、过滤器、水渠、水位传感器、栽培容器和电机，单片机的信号传输端口与第一无线通信模块的信号传输端口相连，第二无线通信模块的信号传输端口与计算机的信号传输端口相连，单片机的检测信号输入端口与A/D 转换模块的信号输出端口相连，A/D 转换模块的信号输入端口分别与空气湿度传感器的检测信号输出端口、土壤温湿度传感器的检测信号输出端口、称重传感器的检测信号输出端口、水位传感器的检测信号输出端口相连，所述集水桶设置在称重传感器上。

单片机的显示信号输出端口与显示器的显示信号输入端口相连，单片机的控制信号输出端口与放大驱动电路的控制信号输入端口相连，放大驱动电路的控制信号输出端口分别与水泵的控制信号输入端口、电机的控制信号输入端口相连，水泵的进水口与蓄水池相连，水泵的出水口与过滤器的进水口相连，过滤器的出水口与水渠的进水口相连。

所述土壤温湿度传感器设置在栽培容器内，栽培容器的底部设置有通孔，栽培容器内侧底部的水平高度低于水渠内最高水位线的高度，水位传感器设置在水渠内，所述水渠顶部覆盖有透明挡板，所述挡板两侧与齿条相连，齿条下端与设置在水渠壁上的齿轮啮合，齿条两端设置有向外侧凸出的导块，导块设置在水渠壁上的导槽内，齿轮轴与所述电机的输出端相连。

所述单片机采用STC89C52单片机，第一无线通信模和第二无线通信模块采用SIM300无线通信模块，土壤温湿度传感器采用SMTS-I-50土壤温湿度传感器。

本实用新型在地表开设水渠，节省了建设和维护费用，另外，应用底部带有通孔的栽培容器，通过栽培容器内土壤的毛吸作用来对栽培容器的植物进行灌溉，使得本实用新型具备地下灌溉的节水效果；土壤温湿度传感器采集土壤中的温度和水分信息，空气湿度传感器采集当前的空气湿度信息，各个传感器输出的信息都是电压或者电流的模拟信号，上述模拟信号被传输至A/D 转换模块，转换成数字信号后传输至单片机，单片机在接收到的各种参数的数字信号之后，经过运算处理，判断当前土壤的湿润程度、温度以及空气湿度和降雨量，进而控制水泵启动，往水渠里面抽水，以便满足植物的灌溉需求；水位传感器用于检测水渠中水位高度，当水位超标时，通过单片机停止水泵工作，通过对水渠内水位的控制，可有效控制灌水量，进一步提升了节水效果；当气温高时，水渠中的水分蒸发产生的水蒸气被透明挡板阻挡，不会挥化散净，进一步提升节水效果，同时，可根据土壤温湿度传感器反馈的信息，通过单片机控制透明挡板遮挡或露出水渠上端口，以便改变水渠内的压力，确保能够产生足够的气压，将水蒸气通过栽培容器底部的通孔渗透到土壤中，使得栽培容器内的土壤即便在外界温度较高的情况下能够长久地保持一定的湿度，满足灌溉需求。

同时，单片机通过第一无线通信模块向与计算机相连的第二无线通信模块发送上述各个数字信号以及水泵的工作情况。第二无线通信模块将收到的信息再传输至计算机中，计算机将当前的土壤的湿润程度、温度、空气湿度、降雨量以及水泵的工作情况信息通过显示器显示，供工作人员随时观看和查阅。

所述栽培容器可包括内桶和外桶，内桶与外桶共用一个底板，内桶下端中部设置有竖向通孔，内桶侧壁上设置有连通内桶和外桶的横向通孔；横向通孔为多个，均匀布置在内桶侧壁上；内桶外壁与外桶内壁之间的夹槽为堆肥放置槽，堆肥放置槽底端设置有海绵块；所述土壤温湿度传感器设置在内桶内。本实用新型内桶外壁与外桶内壁之间的夹槽为堆肥放置槽，可在内桶内种植植物，在堆肥的同时种植。堆肥与植物根部有一段距离，不至于在分解初期影响植物的根系。内桶侧壁上设置有连通内桶和外桶的横向通孔，这样完熟的堆肥可以渗透到种植区，滋养植物，不用再转移。使用者只需要将堆肥投入到堆肥放置槽中，植物就可以吸收到堆肥产生的营养，无需二次转运。

所述堆肥放置槽的底部设置有海绵块，海绵块使保水效果更好。

堆肥放置槽内放置堆肥后，堆肥放置槽上端可设置菌种纸。

所述放大驱动电路的控制信号输出端口可与输送泵的控制信号输入端口相连，输送泵的进口通过管道与营养液储备罐相连，输送泵的出口通过管道与栽培容器相连。

所述单片机的控制信号输出端口可与继电器的信号输入端口相连，继电器的常开开关一端与电源相连，继电器的常开开关另一端与土壤加热器的电源端口相连。本实用新型通过土壤温湿度传感器实时感应植物生存的温度，控制土壤加热器，让相应植物在适合的温度下生存，提高了植物的存活率。

本实用新型堆肥放置槽内放置堆肥后，堆肥放置槽上端设置菌种纸。菌种纸的使用非常便捷，而且清沽，可以使发酵分解加速进行，堆肥产生的液肥作为植物的养分吸收掉。

所述土壤加热器采用首尔/sl-1型土壤加热器。首尔/sl-1型土壤加热器是平板式软片结构，非常适合铺设土壤下面，用于土壤温度的控制。通电后，通过碳素化合物发出的远红外线，产生热量,节能，功耗小，每平方米功耗仅0.08W,同时具有完全防水、防漏电等功能,安全可靠,安装简便。

本实用新型通过传感器进行植被生长环境的土壤湿度、土壤温度等检测，时刻了解土壤的环境情况，保证了植被的正常生长。同时输送泵为植被输送营养液，保证植被的正常生长。

本实用新型单片机可控制输送泵定时为栽培容器内的植物补充营养液，保证植物的正常生长。

可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。