农业智能灌溉系统的制作方法

1.本实用新型涉及农业自动化技术领域，具体的，涉及农业智能灌溉系统。


背景技术：

2.农业智能灌溉时为保证农作物需水量的前提下，实现节约用水而提出的一整套解决方案。简单的说就是不需要人的控制，自动感测到什么时候需要灌溉，灌溉多长时间；可以自动开启灌溉，也可以自动关闭灌溉；可以实现土壤太干时增大喷灌量，太湿时减少喷灌量。
3.蓄水池作为农业灌溉中的储水装置，蓄水池内水量的充足，在一定程度上影响了灌溉作业的正常开展。然而现有的农业智能灌溉系统缺少对于蓄水池内水量的监控，常常需要人为检查，有时检查有遗漏的话，很容易造成需要灌溉时，蓄水池内没水或水量过低而影响整个灌溉作业。


技术实现要素：

4.本实用新型提出农业智能灌溉系统，解决了现有技术中的农业智能灌溉缺少对于蓄水池内水量的监控，造成在需要灌溉时，蓄水池内没水或水量过低而影响整个灌溉作业的问题。
5.本实用新型的技术方案如下：
6.农业智能灌溉系统，包括蓄水池、出水阀、采集模块和主控模块，所述蓄水池通过管道灌溉农田，所述管道上设有出水阀，所述采集模块的输出端连接所述主控模块，所述主控模块通过阀门驱动电路控制所述出水阀，还包括水量检测模块和水泵控制电路，所述水量检测模块包括设置在蓄水池内部的高水位传感器、中水位传感器和信号处理电路，所述高水位传感器和中水位传感器分别通过两路信号处理电路向所述主控模块发送水位信号一和水位信号二，所述主控模块用于根据所述水位信号一和水位信号二，通过水泵控制电路控制蓄水池注水泵的启停。
7.作为进一步的技术方案，所述主控模块还连接有报警器，所述水量检测模块还包括低水位传感器，所述低水位传感器通过信号处理电路向所述主控模块发送水位信号三，所述主控模块用于所述主控模块用于根据所述水位信号三控制所述报警器。
8.作为进一步的技术方案，所述信号处理电路包括光耦u1、电阻r5、电阻r6、二极管d3和二极管d4，所述光耦u1的第一输入端通过电阻r4作为所述信号处理电路的输入端，所述光耦u1的第二输入端接地，所述光耦u1的第一输出端连接3.3v电源，所述光耦u1的第二输出端通过所述电阻r5接地，所述光耦u1的第二输出端连接所述电阻r6的第一端，所述电阻r6的第二端连接所述主控模块，所述二极管d3分阳极接地，所述二极管d3的阴极连接所述电阻r6的第二端，所述二极管d4的阳极连接所述电阻r6的第二端，所述二极管d4的阴极连接3.3v电源。
9.作为进一步的技术方案，所述水泵控制电路包括反相器u4、光耦u5、电阻r14和晶
闸管q3，所述反相器u4的输入端连接主控单元，所述反相器u4的输出端连接所述光耦u5的第一输入端，所述光耦u5的第二输入端通过电阻r13连接3.3v电源，所述光耦u5的第一输出端连接5v电源，所述光耦u5的第二输出端通过所述电阻r14接地，所述光耦u5的第二输出端连接所述晶闸管q3的门极，所述晶闸管q3的第一端连接交流电第一端，所述晶闸管q3的第二端连接注水泵接线端子的第一端，注水泵接线端子第二端连接交流电第二端。
10.作为进一步的技术方案，所述阀门驱动电路包括二极管d1、开关管q1、开关管q2、电阻r2、二极管d2和电阻r3，所述二极管d1的阳极连接所述主控模块，所述二极管d1的阴极连接所述开关管q1的栅极，所述开关管q1的源极接地，所述开关管q1的漏极通过所述电阻r2连接24v电源，所述开关管q2的栅极连接所述开关管q1的漏极，所述开关管q2的漏极连接24v电源，所述开关管q2的源极连接所述二极管d2的阳极，所述二极管d2的阴极连接所述开关管q2的栅极，所述开关管q2的源极连接所述电阻r3的第一端，所述电阻r3的第二端连接出水阀的接线端子。
11.作为进一步的技术方案，所述采集模块包括土壤湿度采集电路，所述土壤湿度采集电路包括湿度传感器j3、电阻r26、电阻r27和运放u7，所述湿度传感器j3的第一输出端通过所述电阻r27连接所述运放u7的反相输入端，所述湿度传感器j3的第二端通过所述电阻r26连接所述运放u7的同相输入端，所述运放u7的输出端通过电阻r23连接运放u7的反相输入端，所述电阻r23上并联有电容c4，所述运放u7的输出端连接所述主控模块。
12.本实用新型的工作原理及有益效果为：
13.本实用新型中，通过在蓄水池内设置高水位传感器和中水位传感器，通过两个传感器检测蓄水池的水量剩余，两个传感器将检测到的水位信号通过信号处理电路转换成电信号输入给主控模块，主控模块通过判断接收到的水位信号一和水位信号二判断蓄水池的水量情况。当蓄水池水量达不到中水位传感器时，主控模块通过水泵控制电路开启蓄水池注水泵，由外部水源向蓄水池内注水，当蓄水池水量达到高水位传感器时，主控模块通过水泵控制电路关闭蓄水池注水泵，停止注水。通过本实用新型，能够很好的实现监控蓄水池水量的效果，并在蓄水池水量较低时自动开启注水泵开始注水，注水结束后自动停止，有效的保证的蓄水池内水量的充足，保证智能灌溉的顺利进行。
14.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
15.图1为本实用新型中水量检测模块的电路图；
16.图2为本实用新型中水泵控制电路的电路图；
17.图3为本实用新型中阀门驱动电路的电路图；
18.图4为本实用新型中土壤湿度采集电路的电路图。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本实用新型保护的范围。
20.实施例1
21.本实用新型提出农业智能灌溉系统，包括蓄水池、出水阀、采集模块和主控模块，蓄水池通过管道灌溉农田，管道上设有出水阀，采集模块的输出端连接主控模块，主控模块通过阀门驱动电路控制出水阀，其特征在于，还包括水量检测模块和水泵控制电路，水量检测模块包括设置在蓄水池内部的高水位传感器、中水位传感器和信号处理电路，高水位传感器和中水位传感器分别通过两路信号处理电路向主控模块发送水位信号一和水位信号二，主控模块用于根据水位信号一和水位信号二，通过水泵控制电路控制蓄水池注水泵的启停。
22.进一步，主控模块还连接有报警器，水量检测模块还包括低水位传感器，低水位传感器通过信号处理电路向主控模块发送水位信号三，主控模块用于所述主控模块用于根据所述水位信号三控制所述报警器。
23.本实施例中，在蓄水池内壁上沿垂直方向从上到下依次间隔设置高位传感器、中位传感器和低位传感器，通过三个传感器检测蓄水池的水量剩余，三个传感器将检测到的水位信号通过信号处理电路转换成电信号输入给主控模块，主控模块通过判断接收到的水位信号一、水位信号二和水位信号三判断蓄水池的水量情况。当蓄水池水量达不到中水位传感器时，主控模块通过水泵控制电路开启蓄水池注水泵，由外部水源向蓄水池内注水，当蓄水池水量达到高水位传感器时，主控模块通过水泵控制电路关闭蓄水池注水泵，停止注水。当蓄水池水量达不到低水位传感器时，说明水位很低，并且没有及时启动注水泵，此时主控模块可以启动外设的报警器进行报警，通知相关工作人员进行处理。
24.作为进一步的技术方案，
25.如图1所示，信号处理电路包括光耦u1、电阻r5、电阻r6、二极管d3和二极管d4，光耦u1的第一输入端通过电阻r4作为信号处理电路的输入端，光耦u1的第二输入端接地，光耦u1的第一输出端连接3.3v电源，光耦u1的第二输出端通过电阻r5接地，光耦u1的第二输出端连接电阻r6的第一端，电阻r6的第二端连接主控模块，二极管d3分阳极接地，二极管d3的阴极连接电阻r6的第二端，二极管d4的阳极连接电阻r6的第二端，二极管d4的阴极连接3.3v电源。
26.三个水位传感器输出的信号分别经过三个光耦进行隔离输出给主控模块。以高水位传感器为例，当蓄水池水量达到高水位传感器时，高水位传感器输出高电平信号，光耦u1导通，通过电阻r6向主控模块输出3.3v的高电平信号，主控模块接收到的水位信号一为高电平信号时，则判断蓄水池水位达到高水位状态。低水位传感器和中水位传感器的工作原理与高水位传感器相同，在此不过多赘述。
27.作为进一步的技术方案，
28.如图2所示，水泵控制电路包括反相器u4、光耦u5、电阻r14和晶闸管q3，反相器u4的输入端连接主控单元，反相器u4的输出端连接光耦u5的第一输入端，光耦u5的第二输入端通过电阻r13连接3.3v电源，光耦u5的第一输出端连接5v电源，光耦u5的第二输出端通过电阻r14接地，光耦u5的第二输出端连接晶闸管q3的门极，晶闸管q3的第一端连接交流电第一端，晶闸管q3的第二端连接注水泵接线端子的第一端，注水泵接线端子第二端连接交流电第二端。
29.需要向蓄水池内注水时，由主控模块输出高电平的控制信号ad05，通过反相器u4
后再经过光耦u5隔离输出，晶闸管q3的门极接收到高电平的信号，驱动晶闸管q3导通，此时注水泵与交流电之间形成通路，注水泵开始工作，向蓄水池内进行注水。
30.作为进一步的技术方案，
31.如图3所示，阀门驱动电路包括二极管d1、开关管q1、开关管q2、电阻r2、二极管d2和电阻r3，二极管d1的阳极连接主控模块，二极管d1的阴极连接开关管q1的栅极，开关管q1的源极接地，开关管q1的漏极通过电阻r2连接24v电源，开关管q2的栅极连接开关管q1的漏极，开关管q2的漏极连接24v电源，开关管q2的源极连接二极管d2的阳极，二极管d2的阴极连接开关管q2的栅极，开关管q2的源极连接电阻r3的第一端，电阻r3的第二端连接出水阀的接线端子。
32.主控模块通过阀门驱动电路控制出水阀的开关来控制农田的灌溉，当主控模块输出的控制信号ad04为高电平时，开关管q1导通，q1的漏极电位被拉低至4.0mv，开关管q2截止，向出水阀的驱动接线端子输出低电平信号，出水阀关闭；当控制信号ad04为低电平时，开关管q1截止，q1的漏极电位为11.2v，开关管q2导通，向出水阀的驱动接线端子输出高电平信号，出水阀开启，开始灌溉。
33.作为进一步的技术方案，
34.如图4所示，采集模块包括土壤湿度采集电路，土壤湿度采集电路包括湿度传感器j3、电阻r26、电阻r27和运放u7，湿度传感器j3的第一输出端通过电阻r27连接运放u7的反相输入端，湿度传感器j3的第二端通过电阻r26连接运放u7的同相输入端，运放u7的输出端通过电阻r23连接运放u7的反相输入端，电阻r23上并联有电容c4，运放u7的输出端连接主控模块。
35.本实施例中，采用型号为hs1100的湿度传感器j3检测土壤湿度。湿度传感器j3工作电压为5v，根据土壤湿度可以输出0~2.5v的电压值，电容c5和电阻r24进行阻容滤波，提高检测精度。然后通过运放u7进行差分放大后输出给主控模块。
36.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。