基于arm的輕簡式農(nóng)業(yè)智能灌溉施肥控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了基于ARM的輕簡式農(nóng)業(yè)智能灌溉施肥控制系統(tǒng)，包括液位傳感器、pH傳感器、Ec傳感器、土壤濕度傳感器、控制器、水泵、進(jìn)水閥、流量計、比例施肥泵、吸肥管、營養(yǎng)液母液桶、第一過濾器、調(diào)節(jié)閥、第二過濾器和灌溉閥；還包括上位機(jī)；所述的上位機(jī)配置有人機(jī)交互單元；所述的控制器與所述的上位機(jī)通信。本實用新型解決了傳統(tǒng)人工灌溉方式帶來的勞動力成本高、水肥資源利用率低等問題，有效地減輕了土壤與環(huán)境污染，實現(xiàn)灌溉施肥智能化、自動化。
【專利說明】基于ARM的輕簡式農(nóng)業(yè)智能灌溉施肥控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種輕簡式智能灌溉施肥控制系統(tǒng)，尤其適用于農(nóng)業(yè)溫室大棚作物滴灌系統(tǒng)中。
【背景技術(shù)】
[0002]本實用新型創(chuàng)造前，設(shè)施農(nóng)業(yè)的智能灌溉施肥主要采取兩種方式:(I)采用微控制器對灌溉施肥時間、灌溉施肥量進(jìn)行程序設(shè)定，實現(xiàn)灌溉施肥自動化；(2)灌溉施肥設(shè)備配置先進(jìn)的計算機(jī)控制系統(tǒng)，能實現(xiàn)不同營養(yǎng)液濃度、不同灌溉模式的自動控制以及不同生長階段作物灌溉施肥所需營養(yǎng)液的精確調(diào)配。前者擺脫了人工灌溉方式，降低了勞動強(qiáng)度，具有一定的節(jié)水節(jié)肥效果，實現(xiàn)灌溉施肥自動化，但是智能化水平不高，不能按照作物生長需求，進(jìn)行全生育期水分和養(yǎng)分定量、定時、按比例供應(yīng)，也不能對灌溉施肥系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)控，難以實現(xiàn)準(zhǔn)確、有效的灌溉施肥。后者采用Ec/pH綜合控制、時間控制及自動監(jiān)控等技術(shù)，能夠按作物所需灌溉水量、施肥量自動灌溉、施肥及按作物所需營養(yǎng)液濃度實現(xiàn)在線混肥、精確施肥。但是目前國內(nèi)智能灌溉施肥裝置自動化水平較低，處于研發(fā)階段，主要依賴國外進(jìn)口。
[0003]水肥一體化精準(zhǔn)灌溉施肥技術(shù)是將灌溉與施肥融為一體的精準(zhǔn)灌溉施肥農(nóng)業(yè)新技術(shù)，也是設(shè)施農(nóng)業(yè)灌溉施肥的關(guān)鍵技術(shù)。該技術(shù)借助新型微灌系統(tǒng)，將可溶性固體肥料或液體肥料配兌而成的肥液與灌溉水一起，均勻、準(zhǔn)確地輸送到作物根部土壤，并可按照作物生長需求，進(jìn)行全生育期水分和養(yǎng)分定量、定時，按比例供應(yīng)。通過精確控制灌水量、施肥量、灌溉及施肥時間，不但可以有效提高水肥資源利用率，而且有助于提高產(chǎn)量、節(jié)省資源、減少環(huán)境污染。該技術(shù)充分考慮了作物的養(yǎng)分吸收規(guī)律，按照作物實際需求形成配方，精準(zhǔn)提供養(yǎng)分。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是提供基于ARM的輕簡式農(nóng)業(yè)智能灌溉施肥控制系統(tǒng)，本實用新型解決的技術(shù)問題在于采用嵌入式技術(shù)和自動監(jiān)控技術(shù)實現(xiàn)水肥一體化灌溉施肥，研制輕簡式農(nóng)業(yè)智能灌溉施肥裝置，改善傳統(tǒng)設(shè)施農(nóng)業(yè)灌溉施肥設(shè)備智能化水平不高，不能充分考慮作物不同生長期對養(yǎng)分需求等問題，以及國外進(jìn)口的智能灌溉施肥設(shè)備存在的缺陷:成套引進(jìn)系統(tǒng)成本較高，售后維護(hù)困難，且不完全適合于中國的水質(zhì)和土壤特點。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案是:基于ARM的輕簡式農(nóng)業(yè)智能灌溉施肥控制系統(tǒng)，包括液位傳感器、PH傳感器、Ec傳感器、土壤濕度傳感器、控制器、水泵、進(jìn)水閥、流量計、比例施肥泵、吸肥管、營養(yǎng)液母液桶、第一過濾器、調(diào)節(jié)閥、第二過濾器和灌溉閥；
[0006]所述的水泵的出水口連接比例施肥泵的進(jìn)水口，并且水泵的出水管路上設(shè)置有進(jìn)水閥和流量計；
[0007]所述的吸肥管的一端位于營養(yǎng)液母液桶內(nèi)，另一端連接比例施肥泵的營養(yǎng)液輸入口，吸肥管上設(shè)置有第一過濾器和調(diào)節(jié)閥；[0008]所述的比例施肥泵的出水口連接的管路中設(shè)置有第二過濾器和灌溉閥；
[0009]所述的土壤濕度傳感器采集的信號輸入到控制器；
[0010]所述的液位傳感器設(shè)置于營養(yǎng)液母液桶中，液位傳感器采集的信號輸入到控制器；
[0011]所述的pH傳感器和Ec傳感器用于檢測比例施肥泵出水口輸出的灌溉液的pH和Ec，并將采集到的信號輸入到控制器；
[0012]所述的流量計采集的信號輸入到控制器；
[0013]所述的控制器通過IO 口控制進(jìn)水閥、調(diào)節(jié)閥和灌溉閥的開與關(guān)；
[0014]還包括上位機(jī)；
[0015]所述的上位機(jī)配置有人機(jī)交互單元；
[0016]所述的控制器與所述的上位機(jī)通信。
[0017]更加優(yōu)選技術(shù)方案，所述的控制器采用STM32F103ZET6。
[0018]更加優(yōu)選技術(shù)方案，所述的人機(jī)交互單元采用觸摸屏實現(xiàn)。
[0019]更加優(yōu)選技術(shù)方案，所述的控制器與所述的上位機(jī)采用串口通信。
[0020]更加優(yōu)選技術(shù)方案，所述的控制器通過繼電器模塊控制進(jìn)水閥、調(diào)節(jié)閥和灌溉閥的開與關(guān)。
[0021]更加優(yōu)選技術(shù)方案，所述的比例施肥泵采用以色列泰芬TEFEN-MixRite美瑞比例施肥泵。
[0022]更加優(yōu)選技術(shù)方案，所述的觸摸屏采用廣州微嵌公司的可編程HMI組態(tài)型工業(yè)觸摸屏。
[0023]本實用新型技術(shù)所提到的比例施肥泵屬于本【技術(shù)領(lǐng)域】公知技術(shù)，不做詳細(xì)描述。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:(I)本實用新型解決了傳統(tǒng)人工灌溉方式帶來的勞動力成本高、水肥資源利用率低等問題，有效地減輕了土壤與環(huán)境污染，實現(xiàn)灌溉施肥智能化、自動化。(2)針對我國智能灌溉施肥裝置主要依賴進(jìn)口、自動化施肥裝置與市場需要嚴(yán)重脫節(jié)的現(xiàn)狀，本實用新型研制的輕簡式農(nóng)業(yè)智能灌溉施肥裝置可以代替進(jìn)口產(chǎn)品，極大地降低了溫室作物精準(zhǔn)施肥成本，提高了設(shè)施農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)，具有較強(qiáng)的推廣性和適用性。(3)本實用新型裝置體積小，操作簡單，可以自由移動，方便在多個溫室內(nèi)使用。(4)本實用新型裝置具有顯著的節(jié)水作用，提高了肥料利用率和作物產(chǎn)量，降低了勞動強(qiáng)度，節(jié)約了勞動成本。(5)本實用新型系統(tǒng)硬件配置高，性能穩(wěn)定，價格低廉。系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備STM32F103ZET6工控模塊、微嵌WQT系列觸摸屏Ec/pH監(jiān)測儀實現(xiàn)國產(chǎn)化，降低系統(tǒng)造價。執(zhí)行機(jī)構(gòu)為進(jìn)口的電磁閥、水泵，保證了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。本實用新型特別適用于大型多棟溫室無土栽培智能化灌溉施肥的場合。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1作物營養(yǎng)液標(biāo)定流程示意圖；
[0026]圖2本實用新型基于ARM的輕簡式農(nóng)業(yè)智能灌溉施肥控制系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]其中I是觸摸屏，2是控制箱，3是比例施肥泵，4是吸肥管，5是混肥閥，6是進(jìn)水閥，7是流量計，8是進(jìn)水口，9是滑輪，10是液位傳感器，11是營養(yǎng)液母液桶，12是整體支架，13是灌溉閥，14是Ec電極，15是PH電極，16是出水口，17是自吸泵。
[0028]圖3本實用新型基于ARM的輕簡式農(nóng)業(yè)智能灌溉施肥控制系統(tǒng)管路示意圖；
[0029]圖4本實用新型基于ARM的輕簡式農(nóng)業(yè)智能灌溉施肥控制系統(tǒng)電路原理示意圖；
[0030]圖5 —個具體實施例軟件控制程序流程圖。
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖，對本實用新型進(jìn)一步的描述。
[0032]基于ARM的輕簡式農(nóng)業(yè)智能灌溉施肥控制系統(tǒng)，包括液位傳感器、pH傳感器、Ec傳感器、土壤濕度傳感器、控制器、水泵、進(jìn)水閥、流量計、比例施肥泵、吸肥管、營養(yǎng)液母液桶、第一過濾器、調(diào)節(jié)閥、第二過濾器和灌溉閥；所述的水泵的出水口連接比例施肥泵的進(jìn)水口，并且水泵的出水管路上設(shè)置有進(jìn)水閥和流量計；所述的吸肥管的一端位于營養(yǎng)液母液桶內(nèi)，另一端連接比例施肥泵的營養(yǎng)液輸入口，吸肥管上設(shè)置有第一過濾器和調(diào)節(jié)閥；所述的比例施肥泵的出水口連接的管路中設(shè)置有第二過濾器和灌溉閥；所述的土壤濕度傳感器采集的信號輸入到控制器中；所述的液位傳感器設(shè)置于營養(yǎng)液母液桶中，液位傳感器采集的信號輸入到控制器；所述的PH傳感器和Ec傳感器用于檢測比例施肥泵出水口輸出的灌溉液的PH和Ec，并將采集到的信號輸入到控制器；所述的流量計采集的信號輸入到控制器；所述的控制器通過IO 口控制進(jìn)水閥、調(diào)節(jié)閥和灌溉閥的開與關(guān)；還包括上位機(jī)；所述的上位機(jī)配置有人機(jī)交互單元；所述的控制器與所述的上位機(jī)通信。其中，所述的控制器采用STM32F103ZET6。其中，所述的人機(jī)交互單元采用觸摸屏實現(xiàn)，并且該觸摸屏采用廣州微嵌公司的可編程HMI組態(tài)型工業(yè)觸摸屏。所述的控制器與所述的上位機(jī)采用串口通信。所述的控制器通過繼電器模塊控制進(jìn)水閥、調(diào)節(jié)閥和灌溉閥的開與關(guān)。所述的比例施肥泵采用以色列泰芬TEFEN-MixRite美瑞比例施肥泵。
[0033]圖1，在設(shè)施農(nóng)業(yè)無土栽培中，由于栽培基質(zhì)所含有的營養(yǎng)元素甚微或幾乎沒有，因此必須完全依靠營養(yǎng)液提供。一般采用全溶性的肥料，先配制成營養(yǎng)液母液，灌溉時再稀釋到一定的濃度供應(yīng)植物。不同作物對各種營養(yǎng)成分的需求量及其各種營養(yǎng)成分之間的比例存在差異，所以先選定栽培作物，參考其成熟配方，選用相應(yīng)的肥料配制營養(yǎng)液母液，再對營養(yǎng)液的Ec值、pH值進(jìn)行標(biāo)定，最終確定適合作物不同生長階段營養(yǎng)需求的稀釋比例。
[0034]圖2，該圖是由計算機(jī)設(shè)計的輕簡式農(nóng)業(yè)智能灌溉施肥裝置的三維模擬圖，該裝置主要由觸摸屏1，控制箱2，比例施肥泵3，吸肥管4，混肥閥5，進(jìn)水閥6，流量計7，進(jìn)水口 8，滑輪9，液位傳感器10，營養(yǎng)液母液桶11，整體支架12，灌溉閥13，Ec電極14，PH電極15，出水口 16，自吸泵17組成。該裝置可以在不同溫室之間靈活移動使用，使用快速密封接頭能快捷的與溫室的管路連成一體，借助滴灌系統(tǒng)，實現(xiàn)灌溉施肥。控制箱采用防水防潮設(shè)計，能夠適應(yīng)溫室的濕熱環(huán)境，可在溫室內(nèi)長期放置，可以通過控制箱的面板按鍵靈活設(shè)定施肥程序，以適應(yīng)不同作物需求。
[0035]圖3，肥料液和水混合均勻是施肥均勻的先決條件。本實用新型裝置中比例施肥泵選用以色列泰芬TEFEN-MixRite美瑞比例施肥泵，該泵計量準(zhǔn)確，具有很高的可靠性，其工作原理:吸肥管和比例施肥泵主體是通過一個連接到水流動力的活塞機(jī)心桿結(jié)合在一起，這個裝有止倒流的活塞機(jī)桿在一個圓柱體內(nèi)轉(zhuǎn)動，將水壓出去的同時，將裝在底部容器里的肥料溶液通過管道均勻得吸入水流中。由于依靠水壓驅(qū)動，溶液的吸入量與進(jìn)入施肥泵的水量成正比，不會隨主水管道的流量和壓力波動發(fā)生變化，即混合的肥水比例是恒定的。
[0036]從節(jié)約成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的角度出發(fā)，研究中選用固體肥料配置營養(yǎng)液母液。由于多種肥料之間的兼容性問題，混合后會產(chǎn)生沉淀，這會帶來2個方面的問題:一方面，營養(yǎng)液母液產(chǎn)生沉淀，會導(dǎo)致稀釋后灌溉液的Ec值和pH值不夠準(zhǔn)確；另一方面，由于灌溉管道較小，帶有沉淀的灌溉液容易造成堵塞，影響系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性。針對以上問題，系統(tǒng)設(shè)定在肥水灌溉前，啟動自吸泵循環(huán)混合營養(yǎng)液母液，為比例施肥泵提供充分混合的營養(yǎng)液母液。另外，系統(tǒng)采用兩級過濾，營養(yǎng)液母液桶里的高濃度肥液經(jīng)過初級過濾器由施肥泵注入到灌溉主水管道中，再經(jīng)過二次過濾最后進(jìn)入滴灌帶。
[0037]控制器通過流量計輸出的脈沖個數(shù)計算出水量，通過程序判斷實際的出水量是否達(dá)到設(shè)定量，當(dāng)灌溉水量達(dá)到設(shè)定值時就自動切斷電磁閥，從而實現(xiàn)自動控制灌溉水量。營養(yǎng)液母液桶底部安裝有液位傳感器，通過程序自動檢測液位，當(dāng)水位低于設(shè)定值時，調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，施肥泵不再吸取營養(yǎng)液母液，并發(fā)出相應(yīng)的報警提示。
[0038]圖4，施肥控制系統(tǒng)是輕簡式精準(zhǔn)比例施肥器的核心部分，包括控制器、觸摸屏(包括了上位機(jī)和人機(jī)交互單元)、土壤濕度傳感器、液位傳感器、Ec傳感器、pH傳感器、繼電器模塊和電源管理模塊等。系統(tǒng)控制器選用基于ARMCortex-M3內(nèi)核的STM32F103ZET6工控模塊，性價比高，功能強(qiáng)大，可以完整地實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲、報警、設(shè)備控制等通用功能，滿足各種設(shè)施環(huán)境的智能控制與管理。觸摸屏選用廣州微嵌公司的可編程HMI組態(tài)型工業(yè)觸摸屏，包括硬件(WQT系列觸摸屏)、軟件(超級串口屏編輯軟件WQTDesigner)兩個部分。硬件采用ARM9高速CPU(400MHZ)、數(shù)字TFTIXD (LED背光顯示)、高精度電阻式觸摸屏。軟件可以快速構(gòu)造和生成嵌入式計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)運行程序，工程以窗口為單位，構(gòu)造用戶運行系統(tǒng)的圖形界面。STM32F103ZET6工控模塊的I/O 口實時讀取各傳感器采集的數(shù)據(jù)，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換和相應(yīng)的運算處理，利用串口與上位機(jī)(觸摸屏)建立通信，實現(xiàn)上位機(jī)實時監(jiān)測底層數(shù)據(jù)。通過控制器設(shè)定的程序和外設(shè)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動電路(繼電器模塊)，實現(xiàn)對執(zhí)行機(jī)構(gòu)(電磁閥)的控制。
[0039]圖5，系統(tǒng)軟件設(shè)計具體包括:硬件、軟件初始化、按鈕指令輸入、信息顯示、信息存儲、控制算法、采樣處理、監(jiān)控與報警。智能灌溉施肥控制可以對灌溉系統(tǒng)進(jìn)行全程控制，實時監(jiān)測灌溉液的Ec、pH值，營養(yǎng)液母液液位，回收液的Ec值以及土壤濕度，通過上位機(jī)實時顯示，同時將數(shù)據(jù)存儲，以便歷史信息查詢。用戶可以選定系統(tǒng)的控制模式:手動控制和智能控制。在手動控制模式下，實現(xiàn)手動觸控施肥，施肥時間和施肥量由操作者設(shè)置。智能控制模式下，控制器調(diào)用施肥策略，依據(jù)實時監(jiān)測的土壤濕度和回收液的Ec值，在線確定施肥量和施肥時間，實現(xiàn)智能灌溉。
[0040]影響灌溉量的因素很多，作物的生長時期，作物長勢以及一些氣候及環(huán)境因素，如不同季節(jié)、光照強(qiáng)度、室內(nèi)溫度、空氣相對濕度等，都會影響灌溉量。灌溉既要滿足作物對水分和養(yǎng)分的需求，又不致于造成肥水的浪費。國內(nèi)外專家推薦固體基質(zhì)栽培的灌溉原則如下:作物根系的土壤濕度維持在60% -80%范圍內(nèi)為宜；灌溉液和回收液Ec值相差不超過
0.4-0.5ms/cm ;回收水量占總灌溉量的15% -30%為宜；回收液的pH應(yīng)該在5.0-6.0 ;灌溉應(yīng)少量多次。本實用新型設(shè)定土壤濕度65%為灌溉下限值，土壤濕度80%為灌溉上限值。當(dāng)土壤濕度低于65%時，對作物進(jìn)行灌溉；當(dāng)土壤濕度高于80%時，停止灌溉。系統(tǒng)根據(jù)灌溉前檢測的灌溉液Ec值與上一次灌溉后回收液的Ec值的差值來判斷作物是否需要施肥，本實用新型選定Ec差值等于0.5mS/cm作為判斷基準(zhǔn)，當(dāng)Ec差值超過0.5mS/cm時,對作物進(jìn)行施肥；反之，不施肥。若檢測到的土壤濕度低于70%，同時Ec差值超過0.5mS/cm,優(yōu)先考慮作物對養(yǎng)分的需求，對作物進(jìn)行施肥；當(dāng)Ec差值小于0.5mS/cm、土壤濕度高于70%時，停止施肥。
[0041]本實用新型將嵌入式技術(shù)和自動監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用于水肥一體化精準(zhǔn)灌溉施肥，設(shè)計基于ARM的輕簡式農(nóng)業(yè)智能灌溉施肥控制系統(tǒng)肥裝置，以STM32F103ZET6工控模塊為控制核心，配以相關(guān)的傳感器模塊和上位機(jī)系統(tǒng)，形成自動灌溉、自動施肥及營養(yǎng)液濃度精確控制的微灌系統(tǒng)。通過硬件和軟件的優(yōu)化組合，進(jìn)行了灌溉施肥自動控制系統(tǒng)的自主設(shè)計和制造。根據(jù)不同作物的不同需要，對灌溉液的電導(dǎo)率和酸堿度進(jìn)行精確控制。系統(tǒng)人機(jī)界面友好、功能強(qiáng)大、實用性強(qiáng)。該裝置性能優(yōu)異，具有操作簡單、水肥利用率高及節(jié)約勞動力成本等顯著特點。本實用新型包括STM32F103ZET6工控模塊、Ec傳感器、pH傳感器、土壤濕度傳感器、液位傳感器、流量計、觸摸屏、施肥泵、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動電路、上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。本方案中各傳感器模塊實時采集相應(yīng)數(shù)據(jù)，STM32F103ZET6工控模塊的I/O 口先將讀取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，對數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的運算處理，再通過串口發(fā)送給上位機(jī)，并實時顯示與存儲。利用觸摸屏建立友好的人機(jī)界面，可以通過用戶界面輸入控制指令、監(jiān)控系統(tǒng)工作狀態(tài)、查詢歷史信息等。系統(tǒng)具有2種控制方式:手動控制和智能控制。按下界面上手動控制按鈕，控制相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)手動觸控灌溉施肥，灌溉施肥時間和灌溉施肥量由操作者控制；按下界面上智能控制按鈕，系統(tǒng)調(diào)用智能施肥程序，依據(jù)實時監(jiān)測的土壤濕度和回收液的Ec值，在線確定施肥量和施肥時間，實現(xiàn)智能灌溉。
[0042]針對作物不同生長階段對肥料濃度的要求，將可溶性固體肥料配兌成不同濃度的母液與灌溉水一起，按照一定比例適時、適量、準(zhǔn)確地輸送到作物根部，達(dá)到以肥調(diào)水，以水促肥，實現(xiàn)精確灌溉施肥。在輕簡式農(nóng)業(yè)智能灌溉施肥裝置的設(shè)計中，包括移動式比例施肥器的本體設(shè)計，施肥器在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計及智能灌溉施肥控制系統(tǒng)設(shè)計。在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)包括灌溉液的Ec、pH的在線監(jiān)測，營養(yǎng)液母液液位在線監(jiān)測，基質(zhì)土壤濕度的在線監(jiān)測?？刂葡到y(tǒng)包括兩種灌溉施肥方式，一是通過觸碰觸摸屏上相應(yīng)按鈕，實現(xiàn)手動灌溉施肥，灌溉施肥時間人為設(shè)定。另一種則是根據(jù)控制器里制定的智能灌溉施肥策略及在線監(jiān)測系統(tǒng)實時監(jiān)測的相關(guān)數(shù)據(jù)(土壤濕度、回收液液位、回收液Ec值)，實現(xiàn)智能灌溉與施月巴。比例施肥泵以流動壓力水為動力，不需要其他任何動力設(shè)置，比例在0.4%?4%范圍內(nèi)可調(diào)。Ec、pH、液位、土壤濕度等傳感器對相關(guān)參數(shù)實時采集并送入下位機(jī)(控制器)中，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換和相應(yīng)的運算處理，利用串口通信傳入上位機(jī)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時顯示，人機(jī)交互。
【權(quán)利要求】
1.基于ARM的輕簡式農(nóng)業(yè)智能灌溉施肥控制系統(tǒng)，其特征在于，包括液位傳感器、pH傳感器、Ec傳感器、土壤濕度傳感器、控制器、水泵、進(jìn)水閥、流量計、比例施肥泵、吸肥管、營養(yǎng)液母液桶、第一過濾器、調(diào)節(jié)閥、第二過濾器和灌溉閥； 所述的水泵的出水口連接比例施肥泵的進(jìn)水口，并且水泵的出水管路上設(shè)置有進(jìn)水閥和流量計； 所述的吸肥管的一端位于營養(yǎng)液母液桶內(nèi)，另一端連接比例施肥泵的營養(yǎng)液輸入口，吸肥管上設(shè)置有第一過濾器和調(diào)節(jié)閥； 所述的比例施肥泵的出水口連接的管路中設(shè)置有第二過濾器和灌溉閥； 所述的土壤濕度傳感器采集的信號輸入到控制器； 所述的液位傳感器設(shè)置于營養(yǎng)液母液桶中，液位傳感器采集的信號輸入到控制器；所述的PH傳感器和Ec傳感器用于檢測比例施肥泵出水口輸出的灌溉液的pH和Ec，并將采集到的信號輸入到控制器； 所述的流量計采集的信號輸入到控制器； 所述的控制器通過IO 口控制進(jìn)水閥、調(diào)節(jié)閥和灌溉閥的開與關(guān)； 還包括上位機(jī)； 所述的上位機(jī)配置有人機(jī)交互單元； 所述的控制器與所述的上位機(jī)通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM的輕簡式農(nóng)業(yè)智能灌溉施肥控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制器采用STM32F103ZET6。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM的輕簡式農(nóng)業(yè)智能灌溉施肥控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的人機(jī)交互單元采用觸摸屏實現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM的輕簡式農(nóng)業(yè)智能灌溉施肥控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制器與所述的上位機(jī)采用串口通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM的輕簡式農(nóng)業(yè)智能灌溉施肥控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制器通過繼電器模塊控制進(jìn)水閥、調(diào)節(jié)閥和灌溉閥的開與關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM的輕簡式農(nóng)業(yè)智能灌溉施肥控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的比例施肥泵采用以色列泰芬TEFEN-MixRite美瑞比例施肥泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于ARM的輕簡式農(nóng)業(yè)智能灌溉施肥控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的觸摸屏采用廣州微嵌公司的可編程HMI組態(tài)型工業(yè)觸摸屏。
【文檔編號】A01G25/16GK203773279SQ201420137378
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】汪小旵, 狄嬌, 孫國祥, 李永博, 陳滿, 施印炎, 陳景波 申請人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)