專利名稱：一種自動(dòng)噴灌裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)噴灌裝置，特別是涉及到大規(guī)模農(nóng)業(yè)試驗(yàn)基地自動(dòng)噴灌
>J-U裝直。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，越來越多的規(guī)模農(nóng)場(chǎng)隨之出現(xiàn)，目前大部分的農(nóng)田多采用人工噴灌或機(jī)械定時(shí)噴灌。自動(dòng)噴灌常用的方法是利用水的壓力使噴頭旋轉(zhuǎn)一定的角度并將水進(jìn)一步打擊后噴向地面，其噴灌量的控制是通過調(diào)整噴頭，使噴灌量保持恒定，而噴灌區(qū)域的形狀可調(diào)整為扇形或圓形。而實(shí)際情況往往是不同的位置的植物以及不同種類的植物的需水量是不一致的，有些區(qū)域低洼，土壤含水量高，要求噴灌的水量小，有些區(qū)域含水量低，要求噴灌水量大。這些方法經(jīng)常存在著澆水過量或者不足的問題。不僅浪費(fèi)水電資源，而且人工勞動(dòng)強(qiáng)度大。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是客服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種能根據(jù)待噴灌地塊的植物種類以及含水量溫度和形狀調(diào)節(jié)噴灌水量的裝置。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種自動(dòng)噴灌裝置，包括由中央集中控制器控制的多個(gè)噴霧頭，在每個(gè)噴霧頭的下端設(shè)置有水管閥門，其特征在于在所述的每個(gè)噴霧頭上還設(shè)置有土壤溫度傳感器、土壤濕度傳感器、空氣溫度傳感器、空氣濕度傳感器、光照度傳感器以及射頻無線傳輸模塊，在所述的中央集中控制器上還連接有一射頻無線收發(fā)模塊，所述的土壤溫度傳感器、土壤濕度傳感器、空氣溫度傳感器、空氣濕度傳感器、光照度傳感器分別與所述的射頻無線傳輸模塊連接并將土壤溫度信號(hào)、土壤濕度信號(hào)、空氣溫度信號(hào)、空氣濕度信號(hào)以及光照度信號(hào)傳輸?shù)剿龅闹醒爰锌刂破鞑⑻幚沓煽刂菩盘?hào)用于控制所述的噴霧頭。在所述的噴霧頭上還設(shè)置有顯示模塊、模式選擇模塊以及運(yùn)行模式選擇模塊，所述的模式選擇模塊設(shè)置在噴霧頭上用于控制噴霧頭的噴灌模式，所述的運(yùn)行模式選擇模塊與中央集中控制器連接用于將所述的中央集中控制器處理后的控制信號(hào)發(fā)送到運(yùn)行模式選擇模塊選擇所述的模式選擇模塊的噴灌模式。所述的射頻無線傳輸模塊和射頻無線收發(fā)模塊均采用nRF9E5集成芯片。根據(jù)不同的噴灌單元所在的地塊所生長(zhǎng)的植物的不同，在中央集中控制器中分別適合該植物生長(zhǎng)的土壤溫濕度、空氣溫濕度以及光照度，并按照模糊控制算法，設(shè)定噴灌系統(tǒng)運(yùn)作的模式，并通過射頻無線傳輸模塊和射頻無線收發(fā)模塊傳輸至各個(gè)噴灌單元。所述的灌溉子單元可以為任何一塊地塊的植物生長(zhǎng)提供灌溉。射頻無線傳輸模塊和射頻無線收發(fā)模塊使用Nodic VLSI公司的SoC集成化RF芯片nRF9E5集成芯片。該集成芯片內(nèi)置nRF905 433/868/915MHz收發(fā)器、8051兼容微控制器和4輸入10位80ksps A/D轉(zhuǎn)換器。內(nèi)置nRF905收發(fā)器與nRF905芯片的收發(fā)器一樣，可以工作于ShockBurst (自動(dòng)處理前綴、地址和CRC)方式。內(nèi)置電壓調(diào)整模塊，最大限度地抑制噪音，為系統(tǒng)提供1.9-3. 6V的工作電壓。提供SPI和UART接口。由于nRF905功耗低，性能可靠，因此適合于無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，射頻無線傳輸模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和無線發(fā)送，射頻無線接收模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收，分別采用nRF9E5通信芯片。為了使本實(shí)用新型在工作過程中調(diào)試的方便，工作模式分為自動(dòng)噴灌模式和手動(dòng)噴灌模式兩種工作方式。在自動(dòng)運(yùn)行模式下，根據(jù)不同的噴灌單元所在的地 塊所生長(zhǎng)的植物的不同，在中央集中控制器中分別適合該植物生長(zhǎng)的土壤溫濕度、空氣溫濕度以及光照度，并按照一定的模糊控制算法，設(shè)定噴灌系統(tǒng)運(yùn)作的模式，并通過射頻傳輸模塊傳輸至各個(gè)噴灌單元，噴灌單元將實(shí)時(shí)土壤溫濕度、空氣溫濕度以及光照度信息傳輸?shù)街醒爰锌刂破?。在一些特殊?chǎng)合下，關(guān)閉自動(dòng)運(yùn)行模式，根據(jù)人工的意愿選擇噴灌單元以及噴霧頭的噴灑角度以及射程。顯示模塊可以顯示該噴灌單元所在地塊的實(shí)時(shí)土壤溫濕度、控制溫濕度以及光照度，并可以切換顯示該地塊植物生長(zhǎng)所適用的土壤溫濕度、空氣溫濕度以及光照度的區(qū)間，
供人工參考。噴霧頭噴灑水霧的水滴大小可以自動(dòng)調(diào)整，通過不同的噴孔選擇以達(dá)到調(diào)節(jié)水滴大小目的。噴霧頭可以通過步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)調(diào)節(jié)其噴嘴的上下旋轉(zhuǎn)角度、左右旋轉(zhuǎn)角度可以360度旋轉(zhuǎn)，噴霧管道的壓力通過水泵的壓力不同，以達(dá)到不同的射程。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是自動(dòng)噴灌裝置可以根據(jù)種植植物的種類、土壤的溫濕度以及空氣溫濕度光照度等信息實(shí)時(shí)對(duì)噴灌進(jìn)行控制，噴霧頭的水平旋轉(zhuǎn)以及上下角度調(diào)整使得噴灌得到有效控制，節(jié)約了大量的水電資源，節(jié)約了勞動(dòng)力成本，使得大規(guī)模高效種植成為可能。

圖I為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)組成示意圖。其中1、土壤溫度傳感器，2、土壤濕度傳感器；3、空氣溫度傳感器；4、空氣濕度傳感器；5、光照度傳感器,6、噴霧頭；7、無線傳輸模塊；8、顯不模塊；9、模式選擇模塊,10、水管閥門；11、中央集中控制器；12、無線收發(fā)模塊；13、運(yùn)行模式選擇模塊。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明本實(shí)用新型的目的是針對(duì)目前大規(guī)模農(nóng)業(yè)噴灌系統(tǒng)水電資源以及人工浪費(fèi)的現(xiàn)象，提供了一種能根據(jù)待噴灌地塊的植物種類以及含水量溫度和形狀調(diào)節(jié)噴灌水量的裝置。本實(shí)用新型性的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)用新型包括土壤溫度傳感器I、土壤濕度傳感器2、空氣溫度傳感器3、空氣濕度傳感器4、光照度傳感器5、噴霧頭6、無線傳輸模塊7、顯示模塊8、模式選擇模塊9、水管閥門10、中央集中控制器11、無線收發(fā)模塊12、運(yùn)行模式選擇模塊13組成。工作原理系統(tǒng)可以工作在兩種狀態(tài)，一種是自動(dòng)運(yùn)行模式，一種人工運(yùn)行模式，可以通過模式選擇模塊9和運(yùn)行模式選擇模式13選擇系統(tǒng)工作狀態(tài)。自動(dòng)運(yùn)行模式根據(jù)不同的噴灌單元所在的地塊所生長(zhǎng)的植物的不同，在中央集中控制器中分別適合該植物生長(zhǎng)的土壤溫濕度、空氣溫濕度以及光照度，并按照一定的模糊控制算法，設(shè)定噴灌系統(tǒng)運(yùn)作的模式，并通過射頻傳輸模塊傳輸至各個(gè)噴灌單元。各個(gè)噴灌單元也可以將各自地塊的實(shí)時(shí)土壤溫濕度、空氣溫濕度以及光照度信息傳輸給中央控制單元，方便集中控制。手動(dòng)運(yùn)行模式為了調(diào)試以及后期使用的方便，可以方便設(shè)置手動(dòng)模式進(jìn)行人工調(diào)整噴灌的范圍。本實(shí)用新型的自動(dòng)噴灌裝置具有如下技術(shù)效果I)用高度集成的系統(tǒng)級(jí)射頻無線芯片傳遞土壤溫濕度、空氣溫濕度以及光照度信息，克服了受天氣因素的影響，可以為多個(gè)不同類型植物地塊供服務(wù)。2)方便可靠，在一次設(shè)定后，可以長(zhǎng)時(shí)間不需人工干預(yù)噴灌。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是自動(dòng)噴灌裝置可以根據(jù)種植植物的種類、土壤的溫濕度以 及空氣溫濕度光照度等信息實(shí)時(shí)對(duì)噴灌進(jìn)行控制，噴霧頭的水平旋轉(zhuǎn)以及上下角度調(diào)整使得噴灌得到有效控制，節(jié)約了大量的水電資源，節(jié)約了勞動(dòng)力成本，使得大規(guī)模高效種植成為可能。
權(quán)利要求1.一種自動(dòng)噴灌裝置，包括由中央集中控制器(11)控制的多個(gè)噴霧頭(6)，在每個(gè)噴霧頭的下端設(shè)置有水管閥門(10)，其特征在于在所述的每個(gè)噴霧頭(6)上還設(shè)置有土壤溫度傳感器(I)、土壤濕度傳感器(2)、空氣溫度傳感器(3)、空氣濕度傳感器(4)、光照度傳感器(5)以及射頻無線傳輸模塊(7)，在所述的中央集中控制器(11)上還連接有一射頻無線收發(fā)模塊(12)，所述的土壤溫度傳感器(I)、土壤濕度傳感器(2)、空氣溫度傳感器(3)、空氣濕度傳感器(4)、光照度傳感器(5)分別與所述的射頻無線傳輸模塊(7)連接并將土壤溫度信號(hào)、土壤濕度信號(hào)、空氣溫度信號(hào)、空氣濕度信號(hào)以及光照度信號(hào)傳輸?shù)剿龅闹醒爰锌刂破?11)并處理成控制信號(hào)用于控制所述的噴霧頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種自動(dòng)噴灌裝置，其特征在于在所述的噴霧頭上還設(shè)置有顯示模塊(8)、模式選擇模塊(9)以及運(yùn)行模式選擇模塊(13)，所述的模式選擇模塊(9)設(shè)置在噴霧頭上用于控制噴霧頭的噴灌模式，所述的運(yùn)行模式選擇模塊(13)與中央集中控制器(11)連接用于將所述的中央集中控制器(11)處理后的控制信號(hào)發(fā)送到運(yùn)行模式選擇 模塊(13)選擇所述的模式選擇模塊(9)的噴灌模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種自動(dòng)噴灌裝置，其特征在于所述的射頻無線傳輸模塊(7)和射頻無線收發(fā)模塊(12)均采用nRF9E5集成芯片。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種自動(dòng)噴灌裝置，包括由中央集中控制器控制的多個(gè)噴霧頭，在每個(gè)噴霧頭的下端設(shè)置有水管閥門，在每個(gè)噴霧頭上還設(shè)置有土壤溫度傳感器、土壤濕度傳感器、空氣溫度傳感器、空氣濕度傳感器、光照度傳感器以及射頻無線傳輸模塊，在中央集中控制器上還連接有一射頻無線收發(fā)模塊，土壤溫度傳感器、土壤濕度傳感器、空氣溫度傳感器、空氣濕度傳感器、光照度傳感器分別與射頻無線傳輸模塊連接并將土壤溫度信號(hào)、土壤濕度信號(hào)、空氣溫度信號(hào)、空氣濕度信號(hào)以及光照度信號(hào)傳輸?shù)街醒爰锌刂破鞑⑻幚沓煽刂菩盘?hào)用于控制噴霧頭。此系統(tǒng)工作穩(wěn)定，比較適合實(shí)際灌溉使用，能夠有效地降低水資源浪費(fèi)以及人工勞動(dòng)強(qiáng)度，保證植物有效生長(zhǎng)。
文檔編號(hào)A01G25/02GK202551810SQ20122005948
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月23日
發(fā)明者王其, 張自嘉, 楊常松 申請(qǐng)人:南京信息工程大學(xué)