带有末端EC和PH检测的水肥机系统的制作方法

本实用新型涉及水肥检测技术领域，特别涉及一种带有末端ec和ph检测的水肥机系统。

背景技术：

随着农业自动化的逐渐发展，水肥一体机作为主要的农业新工具，在施肥自动化方面，提高了水肥的科学性及高效性。水肥一体机的原理是自动将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，配兑成的肥液与灌溉水一起，通过管道系统供水供肥，均匀准确地输送至作物根部区域。达到精准施肥的过程。在强调施肥指标时有一个重要的表征就是ec(可溶性盐浓度)值即电导率和ph(溶液酸碱度)值。水肥一体机一般会在机器的出水口处配置ec和ph的传感器作为出水溶液的检测。而有一些低成本的水肥一体机将ec和ph传感器作为选配件，而不关注施肥的精准度。

无论是标配ec和ph传感器，还是本身不配置ec和ph传感器，这些都是以水肥一体机为孤立指标评估和看待的角度，只能测得水肥一体机本身的混肥精度，是脱离的实施环境，包括植被、种植方式、实际吸收评定等，并不能完整的反映精准和科学的的施肥指标变化。所以水肥一体机的使用上存在决策依据不全的缺陷，从而功能受限。

技术实现要素：

本实用新型的目的旨在至少解决所述的技术缺陷之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种带有末端ec和ph检测的水肥机系统，包括末端ec/ph检测单元、ec/ph检测插件单元、水肥一体机和灌溉管道；水肥一体机的出水口连接灌溉管道；所述灌溉管道设置在待检测地块中；

所述末端ec/ph检测单元设置在待检测的作物地块中，获取该地块的ec/ph值；并将获取的ec/ph值通过无线网路，发送至ec/ph检测插件单元；

所述ec/ph检测插件单元获取末端ec/ph检测单元发送的ec/ph值，并将接收到的ec/ph值发送至水肥一体机；所述水肥一体机将接收到的ec/ph值与所种植作物的标准值进行比较，并根据比较结果自适应调整水肥一体机的参数设定。

优选的，所述ec/ph检测插件单元通过modbus标准工业总线与水肥一体机通信。

在上述任意一项实施例中优选的，所述ec/ph检测插件单元设有多个，所述ec/ph检测插件单元与末端ec/ph检测终端之间采用一对一或一对多，传递多个采集点的数据。

在上述任意一项实施例中优选的，所述末端ec/ph检测单元包括检测电极、ad采集电路、mcu控制器、gprs模组和纽扣电池；所述检测电极的首端插入待检测的作物地块中，所述检测电极的尾端连接ad采集电路的输入端，所述ad采集电路的输出端连接mcu控制器的io端口，所述mcu控制器的通信端口连接gprs模组；所述检测电极、mcu控制器、gprs模组分别连接纽扣电池。

在上述任意一项实施例中优选的，所述检测电极设有4个，其中两个为ec检测电极，另外两个为ph检测电极。

在上述任意一项实施例中优选的，所述gprs模组采用型号为mc55的gprs芯片；所述mcu控制器采用型号为atmega128的主控芯片；所述主控芯片的pe5管脚与gprs芯片的igt管脚连接，用于启动gprs芯片。

根据本实用新型实施例提供的一种带有末端ec和ph检测的水肥机系统，相比于现有技术至少具有以下优点：

1，末端ec和ph检测单元可以直接安装于水肥一体机，通过modbus通信协议接口，为传统水肥一体机补充相关闭环的数据采集和接收，实现采集末端ec和ph数据，使得水肥一体机能够做到更加精准的、动态的、调整适合当前场景下的多种施肥要求。

2，ec/ph检测插件单元与水肥一体机通过modbus标准工业总线相连，兼容市面水肥一体机主板和主控单元扩展接口，可以达到即插即用的效果。

3，ec/ph检测插件单元与末端ec/ph检测终端通过无线局域网实时传递末端检测数据。

4，ec/ph检测插件单元与末端ec/ph检测终端之间可以1对1传递，也可以一对多传递多个采集点的数据。

5，水肥一体机中即插即用1ec/ph检测插件单元，同时在作物地块中适合位置安插末端ec/ph检测终端来达到动态检测末端指标，检查结果更具代表性。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例提供的一种带有末端ec和ph检测的水肥机系统的连接结构图；

图2为本实用新型实施例提供的一种带有末端ec和ph检测的水肥机系统的末端ec/ph检测单元的电路结构图；

图中：1、ec/ph检测插件单元；2、末端ec/ph检测单元；3、无线网络；4、水肥一体机；5、灌溉管道；6、待检测的作物地块；

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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。

如图1所示，本实用新型实施例提供的一种带有末端ec和ph检测的水肥机系统，包括末端ec/ph检测单元2、ec/ph检测插件单元1、水肥一体机4和灌溉管道5；水肥一体机4的出水口连接灌溉管道；所述灌溉管道设置在待检测地块中；

末端ec/ph检测单元设置在待检测的作物地块中，用于获取该地块的ec/ph值；并将获取的ec/ph值通过无线网路，发送至ec/ph检测插件单元；ec/ph检测插件单元获取末端ec/ph检测单元发送的ec/ph值，并将接收到的ec/ph值发送至水肥一体机；水肥一体机将接收到的ec/ph值与所种植作物的标准值进行比较，并根据比较结果自适应调整水肥一体机的参数设定。

在本实用新型的一个实施例中，水肥一体机进行自适应调整参数设定时，可以参考以下调整方法

当接收到的ec/ph值在标准值范围内时，不需要调整；

当接收到的ec/ph值小于标准值范围的最小值时，或者大于标准值范围的最大值时；调整水肥一体机的可溶性固体或液体肥料与水的比值。

需要说明的是，ec/ph检测插件单元通过modbus标准工业总线与水肥一体机通信。兼容市面水肥一体机主板和主控单元扩展接口，可以达到即插即用的效果。所述ec/ph检测插件单元与末端ec/ph检测终端之间采用一对一或一对多，传递多个采集点的数据。

如图2所示，所述末端ec/ph检测单元包括检测电极、ad采集电路、mcu控制器、gprs模组和纽扣电池；所述检测电极的首端插入待检测的作物地块中，所述检测电极的尾端连接ad采集电路的输入端，所述ad采集电路的输出端连接mcu控制器的io端口，所述mcu控制器的通信端口连接gprs模组；所述检测电极、mcu控制器、gprs模组分别连接纽扣电池。所述检测电极设有4个，其中两个为ec检测电极，另外两个为ph检测电极。所述gprs模组采用型号为mc55的gprs芯片；所述mcu控制器采用型号为atmega128的主控芯片；所述主控芯片的pe5管脚与gprs芯片的igt管脚连接，用于启动gprs芯片。

在本实施例中，末端ec/ph检测单元的ec检测电极和ph检测电极分别检测待检测地块的ec值和ph值，并将检测的ec值和ph值，发送至ad采集电路进行模拟信号向数字信号转换；ad采集电路将转换后的数字信号发送到mcu控制器的io端口，mcu控制器将接收到的数字信号由通信端口发送至gprs模组，该gprs模组将ec值和ph值的数字信号发送至ec/ph检测插件单元中。末端ec/ph检测单元中的ad采集电路可以选用型号为ads7809的高精度ad采集芯片。

在ec/ph检测插件单元中也设有gprs模组和mcu控制器；需要说明的是末端ec/ph检测单元中的gprs模组作为gprs发送端，ec/ph检测插件单元中设置的gprs模组，作为gprs接收端，gprs接收端接收gprs发送端发送的ec值和ph值；并将接收到的ec值和ph值发送到mcu控制器中。

ec/ph检测插件单元和末端ec/ph检测单元中的gprs模组和mcu控制器均采用相同的电子元件即mcu控制器采用atmega128作为主控芯片；gprs模组采用mc55作为通信芯片。

把atmega128的pe5与mc55的igt相连，用于启动mc55模块，atmega128的tx0/rx0与mc55的tx0/rx0相连，进行数据的输入输出；mc55的ring0接从atmega128的中断线，作为数据传输的中断信号。atmega128是atmel公司推出的8位高性能单片机，mc55是西门子公司生产的gprs二频模块，它除了具有gsm模块原有的功能外还支持分组业务功能，内嵌了tcp/ip协议；它的数据输入/输出接口实际上是一个串行异步收发器，符合rs232接口标准，且有固定的参数：8位数据位和1位停止位，无校验位。它与atmega128协同工作，共同完成数据的远程传输。

atmega128主控芯片的spi串行接口通过连接modbus标准工业总线，与水肥一体机进行通信，将采集到的ec值和ph值发送至水肥一体机，兼容市面水肥一体机主板和主控单元扩展接口，可以达到即插即用的效果。

水肥一体机根据接收到的ec值和ph值调整溶质和溶剂的配比，从而实现了精准施肥的过程，提高了施肥的精准度。

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。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。