本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)，具體是指一種可消除高頻干擾的無花果種植用信號放大型自動澆灌系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

無花果富含多種氨基酸、有機酸、鎂、錳、銅及維生素等營養(yǎng)成分，深受人們的喜愛。無花果生長于溫暖濕潤的環(huán)境，因此無花果的種植需要對土壤的濕度進行控制，使其能夠更好的生長。目前大棚種植無花果時通常采用澆灌系統(tǒng)自動對無花果進行澆灌，該澆灌系統(tǒng)采用插入土壤中的探針對土壤濕度進行監(jiān)測，當土壤濕度不夠時則自動啟動水泵對土壤進行澆灌，其可以節(jié)省大量的人力。然而，目前采用的澆灌系統(tǒng)還是存在很大的問題，即由于澆水速度比滲水速度快，當探針檢測到土壤濕度足夠時，土壤的表面已經(jīng)有大量的積水，這樣則導致澆水過多，影響無花果的生長。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服目前采用的澆灌系統(tǒng)容易出現(xiàn)澆水過多的缺陷，提供一種可消除高頻干擾的無花果種植用信號放大型自動澆灌系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：可消除高頻干擾的無花果種植用信號放大型自動澆灌系統(tǒng)，主要由探針G1，探針G2，水泵M，處理芯片U4，正極與處理芯片U4的CONT管腳相連接、負極接地的電容C7，正極與處理芯片U4的THRE管腳相連接、負極與處理芯片U4的TRI管腳相連接的同時接地的電容C8，P極與電容C8的負極相連接、N極經(jīng)電位器R7后與處理芯片U4的RE管腳相連接的二極管D4，與處理芯片U4的OUT管腳相連接的觸發(fā)電路，與處理芯片U4的RE管腳相連接的高頻干擾消除電路，與觸發(fā)電路相連接的電源電路，以及與觸發(fā)電路相連接的兩級放大電路組成；所述處理芯片U4的VCC管腳同時與其RE管腳和高頻干擾消除電路相連接、其DIS管腳與電位器R7的控制端相連接、其GND管腳接地、其THRE管腳與二極管D4的N極相連接；所述電容C8的正極與處理芯片U4的RE管腳相連接；所述探針G1與觸發(fā)電路相連接，探針G2則與兩級放大電路相連接；所述水泵M與電源電路相連接；所述高頻干擾消除電路與電源電路相連接。

進一步的，所述兩級放大電路由放大器P3，放大器P4，三極管VT4，負極與放大器P3的負極相連接、正極與探針G2相連接的電容C16，串接在放大器P3的正極和輸出端之間的電阻R14，P極接地、N極經(jīng)電阻R13后與放大器P3的負極相連接的二極管D7，正極與二極管D7的N極相連接、負極經(jīng)電阻R15后與放大器P3的輸出端相連接的電容C17，P極與放大器P3的輸出端相連接、N極與三極管VT4的基極相連接的二極管D8，一端與三極管VT4的集電極相連接、另一端接地的電阻R16，P極接地、N極與三極管VT4的發(fā)射極相連接的二極管D9，正極與放大器P4的正極相連接、負極與放大器P4的輸出端相連接的電容C18，與電容C18相并聯(lián)的電阻R17，以及正極與放大器P4的輸出端相連接、負極與觸發(fā)電路相連接的電容C19組成；所述三極管VT4的發(fā)射極與放大器P4的負極相連接。

所述高頻干擾消除電路由放大器P1，放大器P2，三極管VT3，負極經(jīng)電阻R11后與放大器P1的正極相連接、正極與電源電路相連接的電容C12，正極與電容C12的負極相連接、負極與放大器P1的輸出端相連接的電容C13，一端與電容C12的負極相連接、另一端接地的電阻R10，正極與三極管VT3的發(fā)射極相連接、負極接地的電容C14，P極與三極管VT3的集電極相連接、N極與放大器P2的正極相連接的二極管D6，串接在放大器P2的正極和輸出端之間的電阻R12，以及正極與放大器P2的負極相連接、負極與放大器P2的輸出端相連接的電容C15組成；所述三極管VT3的基極與放大器P1的負極相連接的同時接地、其集電極與放大器P1的輸出端相連接；所述放大器P2的輸出端與處理芯片U4的RE管腳相連接。

所述電源電路由變壓器T，二極管整流器U1，三端穩(wěn)壓器U2，三端穩(wěn)壓器U3，正極與二極管整流器U1的負極輸出端相連接、負極接地的電容C1，串接在二極管整流器U1的負極輸出端和三端穩(wěn)壓器U2的IN管腳之間的電阻R1，N極與三端穩(wěn)壓器U2的IN管腳相連接、P極與三端穩(wěn)壓器U2的OUT管腳相連接的二極管D1，正極與二極管D1的P極相連接、負極接地的電容C2，N極與三端穩(wěn)壓器U3的IN管腳相連接、P極與三端穩(wěn)壓器U3的OUT管腳相連接的二極管D2，以及正極與二極管D2的P極相連接、負極接地的電容C3組成；所述三端穩(wěn)壓器U2的GND管腳和三端穩(wěn)壓器U3的GND管腳均接地；所述電容C2的負極與觸發(fā)電路相連接；所述三端穩(wěn)壓器U3的IN管腳與電容C1的正極相連接；所述電容C3的負極與電容C12的正極相連接；所述二極管整流器U1的輸入端同時與變壓器T的副邊電感線圈的同名端和非同名端相連接；所述變壓器T的原邊電感線圈的同名端和非同名端則形成電源輸入端。

所述觸發(fā)電路由放大器P，與非門A1，與非門A2，與非門A3，與非門A4，三極管VT1，三極管VT2，正極與電容C19的負極相連接、負極與放大器P的負極相連接的電容C4，串接在探針G1和電容C2的負極之間的電位器R5，負極經(jīng)電阻R6后與與非門A2的輸出端相連接、正極接地的電容C5，一端與探針G1相連接、另一端經(jīng)電阻R3后與電容C5的正極相連接的電阻R2，串接在放大器P的正極和輸出端之間的電阻R4，正極與電容C2的負極相連接、負極與與非門A1的輸出端相連接的電容C6，P極與順次經(jīng)電容C10和電阻R8后與與非門A4的輸出端相連接、N極與三極管VT2的基極相連接的二極管D3，正極與與非門A3的輸出端相連接、負極與與非門A4的正極相連接的電容C9，正極與電容C3的負極相連接、負極經(jīng)電阻R9后與三極管VT1的集電極相連接的電容C11，N極與三極管VT2的發(fā)射極相連接、P極與三極管VT1的發(fā)射極相連接的同時接地的二極管D5，以及與二極管D5相并聯(lián)的繼電器K組成；所述三極管VT2的集電極與電容C3的負極相連接；所述與非門A4的負極與其正極相連接、其輸出端則與三極管VT1的基極相連接；所述與非門A3的負極與處理芯片U的OUT管腳相連接，其正極與與非門A2的輸出端相連接；所述與非門A2的正極與其負極相連接；所述與非門A1的輸出端與與非門A2的正極相連接、其正極與其負極相連接；所述放大器P的正極與電阻R2和電阻R3的連接點相連接、其輸出端與與非門A1的正極相連接；所述電位器R5的控制端與電容C2的負極相連接；所述變壓器T的原邊電線線圈的同名端經(jīng)繼電器K的常開觸點K-1后與其非同名端共同形成負載輸出端并與水泵M相連接。

所述處理芯片U4為NE555集成芯片，所述三端穩(wěn)壓器U2和三端穩(wěn)壓器U3均為LM317集成芯片。

本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果：

(1)本發(fā)明具有定時啟動功能，可預先設(shè)定澆灌時間和停止時間，當探針檢測到土壤濕度不達標時自行啟動水泵進行澆灌，澆灌時間結(jié)束后水泵自動停止?jié)补嗖⑦M入停止時間段，在該停止時間段內(nèi)水將持續(xù)滲入土壤深處，在該停止時間段內(nèi)即使探針檢測到的土壤濕度不達標也不會啟動水泵，從而可防止水泵澆水過多的情況發(fā)生；停止時間完成后，若探針檢測到土壤濕度還不夠，則再次啟動水泵澆灌；若探針檢測到土壤濕度足夠則不需要啟動水泵，直到探針檢測到的土壤濕度不夠時再次啟動水泵；如此循環(huán)則可以有效的對無花果進行澆灌，既能保證無花果生長的土壤濕度最為合適，又能避免出現(xiàn)澆水過多的現(xiàn)象。

(2)本發(fā)明可以過濾市電生產(chǎn)的高頻干擾，從而使本發(fā)明運行更加穩(wěn)定。

(3)本發(fā)明通過兩級放大電路對測定信號進行放大，從而使提高本發(fā)明的靈敏度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明的高頻干擾消除電路的結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本發(fā)明的兩級放大電路的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式并不限于此。

實施例

如圖1所示，本發(fā)明主要由探針G1，探針G2，水泵M，處理芯片U4，正極與處理芯片U4的CONT管腳相連接、負極接地的電容C7，正極與處理芯片U4的THRE管腳相連接、負極與處理芯片U4的TRI管腳相連接的同時接地的電容C8，P極與電容C8的負極相連接、N極經(jīng)電位器R7后與處理芯片U4的RE管腳相連接的二極管D4，與處理芯片U4的OUT管腳相連接的觸發(fā)電路，與處理芯片U4的RE管腳相連接的高頻干擾消除電路，與觸發(fā)電路相連接的電源電路，以及與觸發(fā)電路相連接的兩級放大電路組成；所述處理芯片U4的VCC管腳同時與其RE管腳和高頻干擾消除電路相連接、其DIS管腳與電位器R7的控制端相連接、其GND管腳接地、其THRE管腳與二極管D4的N極相連接；所述電容C8的正極與處理芯片U4的RE管腳相連接；所述探針G1與觸發(fā)電路相連接，探針G2則與兩級放大電路相連接；所述水泵M與電源電路相連接；所述高頻干擾消除電路與電源電路相連接。

該探針G1和探針G2需插入土壤中，并且探針G1和探針G2之間的距離需固定，在本實施例中探針G1和探針G2的距離設(shè)置為5CM；該探針G1和探針G2均采用導電良好的鋁合金探針，并且探針除了尖端露出導體之外，其他部分都要用絕緣體與土壤隔絕。該處理芯片U4，電容C7，二極管D4，電容C8以及電位器R7則組成一個多諧振蕩器，通過多諧振蕩器的自激振蕩原理，可以得到不同占空比的矩形脈沖，通過輸出脈沖的高低及時間周期來定時啟動水泵。為了更好的實施本發(fā)明，該處理芯片U4優(yōu)選NE555集成芯片來實現(xiàn)，該電位器R7的最大阻值為10KΩ，電容C7的容值為0.03μF，電容C8的容值為1000μF，二極管D4采用1N4001型二極管來實現(xiàn)。

其中，所述電源電路由變壓器T，二極管整流器U1，三端穩(wěn)壓器U2，三端穩(wěn)壓器U3，電阻R1，電容C1，電容C2，電容C3，二極管D1以及二極管D2組成。

連接時，電容C1的正極與二極管整流器U1的負極輸出端相連接，負極接地。電阻R1串接在二極管整流器U1的負極輸出端和三端穩(wěn)壓器U2的IN管腳之間。二極管D1的N極與三端穩(wěn)壓器U2的IN管腳相連接，P極與三端穩(wěn)壓器U2的OUT管腳相連接。電容C2的正極與二極管D1的P極相連接，負極接地。二極管D2的N極與三端穩(wěn)壓器U3的IN管腳相連接，P極與三端穩(wěn)壓器U3的OUT管腳相連接。電容C3的正極與二極管D2的P極相連接，負極接地。

所述三端穩(wěn)壓器U2的GND管腳和三端穩(wěn)壓器U3的GND管腳均接地。所述電容C2的負極與觸發(fā)電路相連接。所述三端穩(wěn)壓器U3的IN管腳與電容C1的正極相連接。所述電容C3的負極與高頻干擾消除電路相連接。所述二極管整流器U1的輸入端同時與變壓器T的副邊電感線圈的同名端和非同名端相連接。所述變壓器T的原邊電感線圈的同名端和非同名端則形成電源輸入端并與市電相連接。

該變壓器T對220V市電進行變壓后由二極管整流器U1整流為直流電。該電容C1為濾波電容，該電容C1對殘留的交流信號進行過濾，使直流電更加平順。該三端穩(wěn)壓器U2和三端穩(wěn)壓器U3則可以使直流電更加穩(wěn)定，該二極管D1和二極管D2為保護二極管，其可以防止輸入短路而損壞三端穩(wěn)壓器U2和三端穩(wěn)壓器U3。為了更好的實現(xiàn)本發(fā)明，該三端穩(wěn)壓器U2和三端穩(wěn)壓器U3均采用LM317集成芯片來實現(xiàn)，而變壓器T采用5～lOW、二次電壓為15V的電源變壓器，該二極管整流器U1則由4個1N5401型硅整流二極管所構(gòu)成，電阻R1的阻值設(shè)定為5KΩ，電容C1的容值為200μF，電容C2和電容C3的容值則均為50μF。

所述觸發(fā)電路由放大器P，與非門A1，與非門A2，與非門A3，與非門A4，三極管VT1，三極管VT2，電阻R2，電阻R3，電阻R4，電位器R5，電阻R6，電阻R8，電阻R9，二極管D3，二極管D5，電容C4，電容C5，電容C6，電容C9，電容C10，電容C11以及繼電器K組成。

連接時，電容C4的正極與兩級放大電路相連接，負極與放大器P的負極相連接。電位器R5串接在探針G1和電容C2的負極之間。電容C5的負極經(jīng)電阻R6后與與非門A2的輸出端相連接，正極接地。電阻R2的一端與探針G1相連接，另一端經(jīng)電阻R3后與電容C5的正極相連接。電阻R4串接在放大器P的正極和輸出端之間。電容C6的正極與電容C2的負極相連接，負極與與非門A1的輸出端相連接。二極管D3的P極順次經(jīng)電容C10和電阻R8后與與非門A4的輸出端相連接，N極與三極管VT2的基極相連接。電容C9的正極與與非門A3的輸出端相連接，負極與與非門A4的正極相連接。電容C11的正極與電容C3的負極相連接，負極經(jīng)電阻R9后與三極管VT1的集電極相連接。二極管D5的N極與三極管VT2的發(fā)射極相連接，P極與三極管VT1的發(fā)射極相連接的同時接地。繼電器K與二極管D5相并聯(lián)。

所述三極管VT2的集電極與電容C3的負極相連接。所述與非門A4的負極與其正極相連接，其輸出端則與三極管VT1的基極相連接。所述與非門A3的負極與處理芯片U的OUT管腳相連接，其正極與與非門A2的輸出端相連接。所述與非門A2的正極與其負極相連接。所述與非門A1的輸出端與與非門A2的正極相連接，其正極與其負極相連接。所述放大器P的正極與電阻R2和電阻R3的連接點相連接，其輸出端與與非門A1的正極相連接。所述電位器R5的控制端與電容C2的負極相連接。所述變壓器T的原邊電線線圈的同名端經(jīng)繼電器K的常開觸點K-1后與其非同名端共同形成負載輸出端并與水泵M相連接。

其中，該放大器P，電容C4以及電阻R4組成電壓比較器，該電壓比較器對探針G1和探針G2給出的測量值進行處理，從而輸出一個控制信號。該與非門A1，與非門A2，電容C6，電位器R5，電阻R6以及電容C5則形成一個施密特觸發(fā)器。該與非門A3，與非門A4，以及電容C9則形成一個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。三極管VT1，三極管VT2，二極管D5以及繼電器K則為開關(guān)電路。該施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器根據(jù)探針G1和探針G2給定的測量值，并結(jié)合多諧振蕩器輸出的脈沖信號來導通或截止開關(guān)電路，從而實現(xiàn)對水泵進行控制。為了更好的實施本發(fā)明，該放大器P的型號為LT1112。電阻R2、電阻R3、電阻R4以及電阻R6的阻值均為5KΩ，電阻R8和電阻R9的阻值均為8KΩ，該電位器的最大阻值為100KΩ，電容C4、電容C5、電容C6、電容C9、電容C10以及電容C11均采用耐壓值為25V的鋁電解電容，二極管D3和二極管D5均為1N4001型二極管，繼電器K的型號為MY218，三極管VT1則為BC547型三極管，三極管VT2則為BC557B型三極管。

如圖2所示，該高頻干擾消除電路由放大器P1，放大器P2，三極管VT3，電阻R10，電阻R11，電阻R12，電容C12，電容C13，電容C14，電容C15以及二極管D6組成。

連接時，電容C12的負極經(jīng)電阻R11后與放大器P1的正極相連接，正極與電容C3的負極相連接。電容C13的正極與電容C12的負極相連接，負極與放大器P1的輸出端相連接。電阻R10的一端與電容C12的負極相連接，另一端接地。電容C14的正極與三極管VT3的發(fā)射極相連接，負極接地。二極管D6的P極與三極管VT3的集電極相連接，N極與放大器P2的正極相連接。電阻R12串接在放大器P2的正極和輸出端之間。電容C15的正極與放大器P2的負極相連接，負極與放大器P2的輸出端相連接。所述三極管VT3的基極與放大器P1的負極相連接的同時接地，其集電極與放大器P1的輸出端相連接。所述放大器P2的輸出端與處理芯片U4的RE管腳相連接。

其中，放大器P1，三極管VT3，電阻R11，電容C13以及電容C13組成第一濾波器。放大器P2，電容C15以及電阻R12則組成第二濾波器。通過兩級濾波的方式使高頻干擾過濾更加徹底，通過消除高頻干擾可以使電源電路輸出的電壓更加穩(wěn)定，從而提高本發(fā)明運行的穩(wěn)定性。該放大器P1和放大器P2均采用SF356型放大器，電阻R10的阻值為1KΩ，電阻R11和電阻R12的阻值則均為5KΩ，二極管D6為1N4001型二極管，電容C12、電容C13、電容C14以及電容C15的容值為50μF，三極管VT3為BC547型三極管。

如圖3所示，該兩級放大器電路由放大器P3，放大器P4，三極管VT4，電阻R13，電阻R14，電阻R15，電阻R16，電阻R17，電容C16，電容C17，電容C18，電容C19，二極管D7，二極管D8以及二極管D9組成。

連接時，電容C16的負極與放大器P3的負極相連接，正極與探針G2相連接。電阻R14串接在放大器P3的正極和輸出端之間。二極管D7的P極接地，N極經(jīng)電阻R13后與放大器P3的負極相連接。電容C17的正極與二極管D7的N極相連接，負極經(jīng)電阻R15后與放大器P3的輸出端相連接。二極管D8的P極與放大器P3的輸出端相連接，N極與三極管VT4的基極相連接。電阻R16的一端與三極管VT4的集電極相連接，另一端接地。二極管D9的P極接地，N極與三極管VT4的發(fā)射極相連接。電容C18的正極與放大器P4的正極相連接，負極與放大器P4的輸出端相連接。電阻R17與電容C18相并聯(lián)。電容C19的正極與放大器P4的輸出端相連接，負極與電容C4的正極相連接。所述三極管VT4的發(fā)射極與放大器P4的負極相連接。

該放大器P3，電阻R14，電阻R15，電阻R16以及電阻R13組成第一級放大器。三極管VT4，放大器P4，電阻R17以及電容C18則組成第二級放大器。探針測定到的信號級過第一級放大器放大處理后再輸入第二級放大器，由第二級放大器進一步的放大。由于信號進行了放大，所述觸發(fā)電路可以更好的識別信號，從而提高本發(fā)明的靈敏度。為了更好的實現(xiàn)本發(fā)明，該放大器P3和放大器P4均采用OP07D型放大器，電阻R13和電阻R15的阻值為5KΩ，電阻R14、電阻R16以及電阻R17的阻值則為8KΩ，二極管D7、二極管D8以及二極管D9均為1N4001型二極管，電容C16和電容C19的容值為1μF，電容C17和電容C18的容值則為0.05μF，該三極管VT4為3DG6型三極管。

當通電后該多諧振蕩器開始起振，剛開始通電時處理芯片U4的THRE管腳的起始電平為低電平，這時處理芯片U4置位，其OUT管腳為高電平，電容C8開始充電；當電容C8上的電壓達到閾值電平2/3時，處理芯片U4復位其OUT管腳輸出低電平，電容C8開始放電；即該多諧振蕩器會交替輸出高電平和低電平。

與此同時，探針G1和探針G2也對土壤的濕度進行測定，并給出一定的測量值輸出給電壓比較器，電壓比較器則輸出相應(yīng)的信號給施密特觸發(fā)器。當土壤的濕度不夠時，探針G1和探針G2之間的阻值很大，其給出的測定值大于電位器R5所設(shè)定的值，這時電壓比較器輸出高電平。當土壤濕度足夠時，探針G1和探針G2之間的阻值變小，其給出的測定值小于電位器R5所設(shè)定的值，這時電壓比較器輸出低電平。

當多諧振蕩器和電壓比較器均輸出高電平時，即為土壤濕度不夠時，與非門A4輸出高電平，開關(guān)電路導通，繼電器K得電其常開觸點閉合，水泵開始抽水，抽水時間由電容C8的充電時間來決定，在本實例在設(shè)置為2分鐘。當水泵抽水時間結(jié)束后多諧振蕩器翻轉(zhuǎn)，電容C8開始緩慢放電，多諧振蕩器開始輸出低電平，與非門A4輸出低電，平水泵停止抽水；電容C8放電的時間即為水泵停止抽水的時間，在本實施例中水泵停止抽水時間為30分鐘，在水泵停止抽水時，水繼續(xù)往下滲，設(shè)置水泵停止抽水時間是為了防止抽水速度比滲水速度快而導致出現(xiàn)多澆水的情況。當停止抽水時間結(jié)束后，即電容C8放電結(jié)束后，處理芯片U4重新置位，多諧振蕩器重新輸出高電平，電容C8再次進入充電狀態(tài)；同時探針G1和探針G2繼續(xù)監(jiān)測土壤濕度，如土壤濕度不足，電壓比較器繼續(xù)輸出高電平，與非門A4也輸出高電平，水泵再次抽水；如土壤濕度足夠，電壓比較器則輸出低電平，這時即使諧振蕩器輸出高電平，與非門A4都輸出低電平，水泵不再工作。之后探針G1和探針G2會一直檢測土壤濕度，當土壤濕度再次不足時則重復上述步驟，如此循環(huán)則可以很好的對無花果進行澆灌，不會因澆水速度比滲水速度快而導致澆水過多的現(xiàn)象，提高本發(fā)明的澆灌效果。

如上所述，便可很好的實現(xiàn)本發(fā)明。