一种温室灌溉双湿度控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种通过灌溉来控制温室内土壤和空气湿度的控制系统。一种温室灌溉双湿度控制系统，包括用于采集空气湿度的第一湿度传感器、用于采集土壤湿度的第二湿度传感器、控制器、用于控制空中灌溉启停的第一控制阀、用于控制土壤灌溉启停的第二控制阀和可用于空中灌溉及地表灌溉的灌溉机构；第一湿度传感器和第二湿度传感器分别信号连接控制器的输入端，控制器的输出端分别信号连接第一控制阀和第二控制阀，第一控制阀和第二控制阀分别通过输水管路连接所述灌溉机构。采用该控制系统对温室灌溉，不仅能同时针对土壤和空气双湿度进行自动控制，而且自动化程度高，灌溉效果好，利于植物生长。
【专利说明】一种温室灌溉双湿度控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种通过灌溉来控制温室内土壤和空气湿度的控制系统。
【背景技术】
[0002]土壤和大气是植物赖以生存的两大媒介,现有的研究认为土壤和大气任意方面的水分状况的变化均直接影响着植物的水分状况及其蒸腾作用的强弱。在我国农业生产实践中，土壤和大气干旱经常发生，其水分组合可大致概括为气湿土湿、气湿土干、气干土湿和气干土干四种类型。由于大气湿度难以控制，因而有关它与土壤水分的耦合机制研究不多。从目前经验来看土壤的湿度能很好地反应土壤的含水量，如果土壤湿度太低会导致根系吸水不足，根系一旦缺水会合成比较多的脱落酸，通过木质部运输到地上部分，进而诱导气孔关闭，气孔关闭可以降低蒸腾作用，减少水分的丧失。但是，气孔关闭了也会导致CO2不能进入气孔，这样会降低光合作用，导致植物生长受到抑制；如果土壤湿度太高，如果高到淹水状态，由于通气状况不好会导致根系产生无氧呼吸，进而影响根系生长、上部分生长。在空气湿度方面，现有的研究认为空气湿度如果太低，会促进蒸腾作用的进行，会促进水分以气态的形式从叶片表面丧失；如果空气湿度太高，则会减少水分以气态的形式从叶片表面丧失。
[0003]目前，温室大棚是现代化农业生产的重要手段，温室大棚虽然出现过一些湿度控制系统，但这些温室湿度控制一般只考虑了土壤湿度对植物生长的影响，忽略了空气湿度对植物的影响，因此对湿度控制效果很差，导致植物生长效果不好。
【发明内容】
[0004]本实用新型的发明目的是提供一种针对土壤和空气双湿度进行自动控制，自动化程度高且效果好的温室灌溉双湿度控制系统。
[0005]为了实现上述发明目的，本实用新型采用了以下技术方案:
[0006]一种温室灌溉双湿度控制系统，包括用于采集空气湿度的第一湿度传感器、用于采集土壤湿度的第二湿度传感器、控制器、用于控制空中灌溉启停的第一控制阀、用于控制土壤灌溉启停的第二控制阀和可用于空中灌溉及地表灌溉的灌溉机构；第一湿度传感器和第二湿度传感器分别信号连接控制器的输入端，控制器的输出端分别信号连接第一控制阀和第二控制阀，第一控制阀和第二控制阀分别通过输水管路连接所述灌溉机构。
[0007]作为优选，所述灌溉机构是带上下层灌溉装置的旋转喷头。
[0008]作为优选，所述灌溉机构由空中灌溉装置和地表灌溉装置组成，所述第一控制阀通过输水管路连接空中灌溉装置，所述第二控制阀通过输水管路连接地表灌溉装置。
[0009]作为优选，所述控制器是单片机或PLC。
[0010]进一步的，所述温室灌溉双湿度控制系统还包括用于输入设定的湿度阈值的键盘和实时显示实际湿度值和设定的湿度阈值的显示器，键盘连接控制器的输入端，显示器连接控制器的输出端，人机交互，操作简便，可快速更改设定需要控制的湿度阈值，使得控制系统应用范围广，适合各种湿度需求的农作物。
[0011]采用了上述技术方案的温室灌溉双湿度控制系统，其同时对空气和土壤分别采集湿度，控制器根据信号对第一、第二控制阀的进行启停控制，从而控制灌溉机构分别灌溉，进而同时完成对空气和土壤的湿度控制，给温室植物提供全方位适应的湿度环境。采用该控制系统对温室灌溉，不仅能同时针对土壤和空气双湿度进行自动控制，而且自动化程度高，灌溉效果好，利于植物生长。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1:本实用新型实施例1的结构框图。
[0013]图2:本实用新型实施例2的结构框图。
[0014]图3:本实用新型实施例中控制过程的流程图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本实用新型做进一步描述。
[0016]实施例1:如图1所示的一种温室灌溉双湿度控制系统，该控制系统主要由用于采集空气湿度的第一湿度传感器、用于采集土壤湿度的第二湿度传感器、控制器、用于控制空中灌溉启停的第一控制阀、用于控制土壤灌溉启停的第二控制阀和带上下层灌溉装置的旋转喷头组成。第一湿度传感器和第二湿度传感器分别通过信号线信号连接控制器的输入端，控制器的输出端分别通过信号线信号连接第一控制阀和第二控制阀。而第一控制阀和第二控制阀分别通过输水管路连接带上下层灌溉装置的旋转喷头。其中，第一湿度传感器安装在地表上方空气中，用于采集空气湿度；第二湿度传感器安装在土壤中，用于采集土壤湿度。第一湿度传感器和第二湿度传感器内均带信号变送器，均能将模拟信号转化成为控制器所需的数字信号送至控制器中。其中第一控制阀具体是通过输水管路连接并控制旋转喷头上层灌溉装置中的管路，用来控制喷头往上喷水从而进行空中灌溉，以提高空气湿度；而第二控制阀通过输水管路相应地连接旋转喷头下层灌溉装置中的管路，控制喷头往地表喷水从而进行地表灌溉，以提高土壤湿度。而控制器是用于处理湿度信息的单片机，负责对来自湿度第一、第二湿度传感器的信息进行汇总处理，并依据程序处理结果对第一、第二控制阀进行控制，通过带上下层灌溉装置的旋转喷头的上下灌溉装置的分别开启和关闭，实现对土壤和空气双湿度的自动控制。
[0017]为了不用对单片机进行连入再开发，使该温室灌溉双湿度控制系统能够直接地修改各类参数以适合温室内各种不用种类的种植植物灌溉。上述温室灌溉双湿度控制系统还包括用于输入设定的湿度阈值的键盘和实时显示实际湿度值和设定的湿度阈值的显示器，键盘连接控制器的输入端，显示器连接控制器的输出端。本实用新型就是通过搭建上述人机交互设备，操作简便，从而可快速更改设定需要控制的湿度阈值。
[0018]使用时，参见如图3所示，第一、第二湿度传感器分别采集土壤和空气中湿度信息，并转换成电信号，经过内置的A/D转换电路将模拟信号转换至数字信号输入到单片机中；单片机由内部设定程序对湿度信号进行处理，由于土壤湿度优先级高于空气湿度，首先判断土壤中湿度是否大于设定阈值，如果高于阈值，说明土壤湿度饱和，不宜进行补水，此时第一、第二控制阀均关闭。如果土壤湿度低于阈值，单片机继续判断空气湿度是否超过设定阈值，如果空气湿度不低于设定阈值，单片机控制第一控制阀开启，第二控制阀关闭，使旋转喷头下层管路水流开启并经喷头喷洒至地表，增加土壤湿度，不改变空气湿度；如果空气湿度低于阈值，则控制第一、第二控制阀均打开，上下两层管路和喷头均工作，分别将水喷洒在空中和地表，改变空气湿度和土壤湿度。如此循环进行自动控制灌溉。
[0019]具体在仪表选型上，上述的第一湿度传感器和第二湿度传感器均可以是SHTlO温湿度传感器，第一控制阀和第二控制阀均可以是常闭型的亨特系列电磁阀。单片机选用AT89C51单片机，配上上述SHTlO温湿度传感器，使得整个系统响应速度快，抗干扰能力强，且兼具操作简单，成本低廉的优点，非常适合小农场普及。
[0020]实施例2:本实施例与实施例1的区别在于:
[0021]如图2所示，本实施例采用空中灌溉装置和地表灌溉装置两个分立的装置，分别对空气和地表灌溉。因此，第一控制阀通过输水管路连接空中灌溉装置，第二控制阀通过输水管路连接地表灌溉装置。与实施例1相比，该实施例的优点在于有更好的灌溉效果，并且可以适用方形的温室大棚，控制系统但成本比实施例1略高。
[0022]本实用新型不局限于上市实施方式，不论其在结构、控制器选型以及仪表选型上作任何变化，凡利用本实用新型实质相似原理的双湿度控制系统均应当落入本实用新型保护范围之内。比如，上述的控制器选用PLC，上述的控制阀选用切断阀或电动阀，以及选用其他类型的湿度传感器，都是本实用新型的一种变形，应属本实用新型保护范围之内。
【权利要求】
1.一种温室灌溉双湿度控制系统，其特征在于:包括用于采集空气湿度的第一湿度传感器、用于采集土壤湿度的第二湿度传感器、控制器、用于控制空中灌溉启停的第一控制阀、用于控制土壤灌溉启停的第二控制阀和可用于空中灌溉及地表灌溉的灌溉机构；第一湿度传感器和第二湿度传感器分别信号连接控制器的输入端，控制器的输出端分别信号连接第一控制阀和第二控制阀，第一控制阀和第二控制阀分别通过输水管路连接所述灌溉机构。
2.根据权利要求1所述的一种温室灌溉双湿度控制系统，其特征在于:所述灌溉机构是带上下层灌溉装置的旋转喷头。
3.根据权利要求1所述的一种温室灌溉双湿度控制系统，其特征在于:所述灌溉机构由空中灌溉装置和地表灌溉装置组成，所述第一控制阀通过输水管路连接空中灌溉装置，所述第二控制阀通过输水管路连接地表灌溉装置。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种温室灌溉双湿度控制系统，其特征在于:所述控制器是单片机。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种温室灌溉双湿度控制系统，其特征在于:所述控制器是PLC。
6.根据权利要求1所述的一种温室灌溉双湿度控制系统，其特征在于:还包括用于输入设定的湿度阈值的键盘，键盘连接控制器的输入端。
7.根据权利要求6所述的一种温室灌溉双湿度控制系统，其特征在于:还包括实时显示实际湿度值和设定的湿度阈值的显示器，显示器连接控制器的输出端。
【文档编号】G05D22/02GK203705981SQ201320882211
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】吴迪, 彭祥祥, 詹斌, 饶成晨, 雷耀, 李宁, 王士涛 申请人:吴迪