本实用新型涉及农业灌溉控制技术领域，尤其涉及一种农业土壤监测及作物灌溉控制系统。
背景技术：
灌溉方面，很多设计依然是单纯灌溉水或者固定水肥比例灌溉，定时灌溉。在这样的灌溉方式下，容易造成以下问题：第一，浪费资源，定时灌溉会造成水资源下渗或者在土地湿润时依然灌溉的情况，固定比例灌溉会使土地在肥度适合的情况下依然接受肥料，造成资源的浪费，且环境变化会影响土地状况变化，定时和固定比例都不利于土地的有效灌溉；第二，导致土地PH过高或者过低，由于肥料是具有酸碱度的，如果过度施肥会造成土地呈酸性或者碱性，且酸碱度不同的化肥同时施用还会造成肥料肥力的下降，二者都不利于作物的生长。
国内外很多设计者选用了ZigBee进行设计。在系统总体结构设计方面水肥一体化智能灌溉系统的设计采取C/S架构，其结构分为两部分：监测控制中心和无线传感器的组网。其中，无线传感器的组网由ZigBee协调器节点、ZigBee路由节点以及ZigBee终端节点组成。组网方式采用树型拓扑结构，其结构如图。ZigBee组网内部的结点分布在大田内部，用以完成温湿度的实时采集和传输。监测控制平台由组态王软件构建，负责接收发送存储协调器通过RS232串行总线发送给服务器的温湿度，并将服务器反馈的控制信息传送到电磁阀控制部分。但是ZigBee建网具有两大缺陷。第一，具有区域限制，只可在小范围建立服务网络，并且其协议与HTTP协议不相同，组网所需成本较高，不适应于单个农户。第二，传输速率低，即无法满足视频传输的要求，而在图片传输方面也显得力不从心，在应对高速数据传输场景时明显不符合要求。
技术实现要素：
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种农业土壤监测及作物灌溉控制系统，在通过智能检测控制灌溉方法以减少农作物生产过程中人工劳动参与的同时，依托人机交互技术，实现人自主对智能系统的附加控制。
根据本实用新型实施例的一种农业土壤监测及作物灌溉控制系统，包括Arduino due控制器、环境监测模块、步进电机、施肥泵、路由器、服务器和智能移动终端设备，所述环境监测模块的输出端与Arduino due控制器的输入端电连接，所述Arduino due控制器的输出端与步进电机的输入端电连接，所述步进电机的输出端与施肥泵连接，所述Arduino due控制器与路由器双向连接，所述路由器与服务器双向连接，所述服务器与智能移动终端设备双向连接。
在本实用新型的一些实施例中，所述环境监测模块包括土壤湿度传感器、土壤温度传感器、空气温度传感器和光照强度传感器。
在本实用新型的另一些实施例中，所述控制系统还包括摄像头，所述摄像头的输出端与Arduino due控制器的输入端电连接。
在本实用新型的另一些实施例中，所述Arduino due控制器与路由器之间通过Ethernet连接。
在本实用新型的另一些实施例中，所述智能移动终端设备为手机。
本实用新型中的有益效果是：本发明通过使用土地温度、湿度、盐碱度传感器及空气温度、湿度、光强传感器对土地温湿度盐碱度及气温光强进行检测，接着通过传感器的CMOS通信方式将检测到的数据发送至以Arduino Due为主控芯片的控制系统，由Arduino Due的智能中控系统对数据进行分析，并加入参考大气状况及天气预报等其他数据，通过灌溉，施肥来保持土地状况平衡，对土地的状态进行负反馈调节。另加入摄像头进行拍照取样以检测虫害情况，人工观察后进行杀虫剂喷洒。并通过INTERNET HTTP/TCP协议将数据传入手机系统，实现人工与自动化协调控制，从而形成闭环控制系统。
本发明的应用，可解决农业定时灌溉导致的浪费，利用自动中控系统辅以远程移动终端设备实现自动检测灌溉一体化和人工远程控制，突破了传统自动控制的局限性，参考环境状况与天气预报，融入手机智能控制，与现代化接轨，实现小户农地的远程智能培育，对现代化农业的发展具有重要意义。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1为本实用新型提出的一种农业土壤监测及作物灌溉控制系统的结构示意框图。
图中：1-环境监测模块、11-土壤湿度传感器、12-土壤温度传感器、13-空气温度传感器、14-光照强度传感器、2-Arduino due控制器、3-摄像头、4-步进电机、5-施肥泵、6-路由器、7-服务器、8-智能移动终端设备。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
参照图1，一种农业土壤监测及作物灌溉控制系统，包括Arduino due控制器2、环境监测模块1、步进电机4、施肥泵5、路由器6、服务器7和智能移动终端设备8，所述环境监测模块1的输出端与Arduino due控制器2的输入端电连接，所述Arduino due控制器2的输出端与步进电机4的输入端电连接，所述步进电机4的输出端与施肥泵5连接，所述Arduino due控制器2与路由器6双向连接，所述路由器6与服务器7双向连接，所述服务器7与智能移动终端设备8双向连接；所述环境监测模块1包括土壤湿度传感器11(型号为MEC-10)、土壤温度传感器12(MEC-10)、空气温度传感器13(型号为SHT20)和光照强度传感器14(型号为TSL2561)；所述控制系统还包括摄像头3，所述摄像头3的输出端与Arduino due控制器2的输入端电连接；所述Arduino due控制器2与路由器6之间通过Ethernet连接；所述智能移动终端设备8为手机。
环境监测模块1中的各传感器将检测到的信息以数字信号的形式传输到Arduino due控制器2中，Arduino due控制器2作为主控芯片，对传输过来数据进行分析，并加入参考大气状况及天气预报等其他数据，通过灌溉、施肥来保持土壤状况的平衡，对土壤的状况进行负反馈调节，Arduino due控制器2上连接的摄像头3主要进行拍照取样以检测农作物的虫害情况，人工观察后进行杀虫剂的喷洒，Arduino due控制器与智能移动终端设备8交互编程，以更加灵活便携的方式将数据显示到智能移动终端设备8上，方便用户实时查看并进行控制。
步进电机4是用来对施肥泵5做出调整的装置，用户通过智能移动终端设备8可以调节施肥程度，施肥泵5主要是对肥料和水的混合比例进行调节，避免在灌溉的时候使土壤中的肥料过多或过少，从而影响农作物的生长。
Arduino due控制器2与路由器6之间通过Ethernet连接，路由器6与服务器7双向连接，使得数据能够更快的传输到服务器7中，然后再经服务器7传输到智能移动终端设备8，对土壤检测后，在没有人工指令控制的情况下，可以自动根据土壤状态混合水肥，针对位置定点灌溉，形成一个闭环的控制系统。
智能移动终端设备8是用户实时监控当前土壤、大气和光照参数的窗口，用户也可以通过此窗口手动控制灌溉。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。