一種植物滴灌自動(dòng)化控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型涉及自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種植物滴灌自動(dòng)化控制系統(tǒng)芯。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是世界上13個(gè)嚴(yán)重缺水國家之一，人均水資源不足世界人均水平的1/4，農(nóng)業(yè)用水量占總用水量的70%，而大部分的農(nóng)業(yè)用水用于農(nóng)田灌溉。因而，發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)、提高灌溉用水的利用率，是解決水資源短缺的根本出路，也是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求。
[0003]近年來，以新疆、甘肅、內(nèi)蒙為代表的地區(qū)大面積的推廣和應(yīng)用膜下滴灌技術(shù)，通過滴灌系統(tǒng)將水、肥、農(nóng)藥等按照作物的不同的生長(zhǎng)期的需求量進(jìn)行混合，借助滴灌管路以滴狀，均勻、定時(shí)、定量的作用在植物的根部，有效地改善土壤水、熱、氣、肥條件，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)的發(fā)展。
[0004]我國現(xiàn)有大面積膜下滴灌系統(tǒng)基本上采用分區(qū)輪灌的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，人工開關(guān)水栗、閥門進(jìn)行灌溉，灌溉的隨意性較大。很多種植戶受到長(zhǎng)期溝灌思維的影響，不能嚴(yán)格地按照設(shè)計(jì)的灌溉時(shí)間及次序進(jìn)行灌溉，人為地改變灌溉面積及灌溉時(shí)間，從而影響整體灌水的均勻性，導(dǎo)致膜下滴灌工程達(dá)不到預(yù)先設(shè)計(jì)的效果，嚴(yán)重影響了滴灌效益的發(fā)揮。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種植物滴灌自動(dòng)化控制系統(tǒng)芯，將基于GPRS傳輸技術(shù)的自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用于膜下滴灌工程，系統(tǒng)通過傳感器采集土壤水分及用水量信息，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)杰浖脚_(tái)，軟件平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)分析匯總，結(jié)合作物的需水規(guī)律，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)、適時(shí)、適量灌溉和施肥，可以有效解決技術(shù)背景中的問題。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供以下技術(shù)方案:一種植物滴灌自動(dòng)化控制系統(tǒng)，包括控制中心、通訊層和監(jiān)控箱，所述控制中心由軟件平臺(tái)及以太網(wǎng)組成，所述通訊層采用GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊方式，所述軟件平臺(tái)與通訊層相連，所述通訊層連接若干監(jiān)控箱，所述監(jiān)控箱連接有采集單元和控制單元，所述采集單元包括液位傳感器、土壤水分傳感器和電量采集模塊，所述控制單元包括閥門控制器、水栗控制器和水栗保護(hù)器。
[0007]在上述方案基礎(chǔ)上優(yōu)選，所述監(jiān)控箱的主處理單元采用MSP430F149單片機(jī)。
[0008]在上述方案基礎(chǔ)上優(yōu)選，所述監(jiān)控箱上設(shè)有數(shù)據(jù)采集接口、電量采集接口、RFIC讀寫接口和LCD接口。
[0009]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是:本實(shí)用新型將基于GPRS傳輸技術(shù)的自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用于膜下滴灌工程，系統(tǒng)通過傳感器采集土壤水分及用水量信息，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)杰浖脚_(tái)，軟件平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)分析匯總，結(jié)合作物的需水規(guī)律，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)、適時(shí)、適量灌溉和施肥;該系統(tǒng)的應(yīng)用節(jié)省了以往灌溉的人工操作水栗、閥門等繁瑣的程序，大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率;并且，該系統(tǒng)可以對(duì)用水量信息進(jìn)行采集，在實(shí)施膜下滴灌節(jié)水措施的基礎(chǔ)上，對(duì)灌溉用水量進(jìn)行定額管理，為采取階梯水價(jià)管理提供決策依據(jù)。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011 ]圖2為本實(shí)用新型監(jiān)控箱的原理圖。
[0012]圖中標(biāo)號(hào)為:1-控制中心；2_通訊層;3_監(jiān)控箱;4_軟件平臺(tái)；5_以太網(wǎng)；6_米集單元;7-控制單元;8-液位傳感器;9-土壤水分傳感器;9-電量采集模塊；10-閥門控制器；11-水栗控制器；12-水栗保護(hù)器；13-數(shù)據(jù)采集接口； 14-電量采集接口； 15-RFIC讀寫接口； 16-LCD接口。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0014]在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0015]實(shí)施例:參照?qǐng)D1和圖2可知，一種植物滴灌自動(dòng)化控制系統(tǒng)，包括控制中心1、通訊層2和監(jiān)控箱3，所述控制中心1由軟件平臺(tái)4及以太網(wǎng)5組成，所述通訊層2采用GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊方式，所述軟件平臺(tái)4與通訊層2相連，所述通訊層2連接若干監(jiān)控箱5，所述監(jiān)控箱5連接有采集單元6和控制單元7，所述采集單元6包括液位傳感器8、土壤水分傳感器9和電量采集模塊10，所述控制單元7包括閥門控制器11、水栗控制器12和水栗保護(hù)器13。
[0016]在上述實(shí)施例上優(yōu)選，所述監(jiān)控箱5的主處理單元采用MSP430F149單片機(jī)。
[0017]在上述實(shí)施例上優(yōu)選，所述監(jiān)控箱5上設(shè)有數(shù)據(jù)采集接口14、電量采集接口 15、RFIC讀寫接口 16和LCD接口 17。
[0018]具體的，本實(shí)用新型處理器模塊采用的是TI公司的功能強(qiáng)大的超低功耗處理器MSP430F149。該單片機(jī)具有極低的功耗、強(qiáng)大的處理能力、豐富的外圍模塊、高效的開發(fā)方式等特點(diǎn)。MSP430F149處理器上具有12位A/D轉(zhuǎn)換器，2個(gè)帶有捕獲//比較寄存器的16位定時(shí)器，2個(gè)可實(shí)現(xiàn)異步、同步的串行通行接口，看門狗JSP430F149采用矢量中斷，2個(gè)8位端口有中斷能力，支持十多個(gè)中斷源，并可以任意嵌套。
[0019]GPRS 網(wǎng)絡(luò)采用 MotorolaG24—LWirelessModuleASd—L 是一款高速的 GSM/GPRS/EDGE模塊，支持四頻傳輸，可以適合惡劣的工作環(huán)境，寬溫版模塊的工作范圍可以達(dá)到-30°C~+85°C，可以滿足多通道穩(wěn)定傳輸?shù)囊蟆Ｍ寥浪謧鞲衅鞑捎胣)S—100 土壤水分傳感器，量程0~100%，精度± 3%，工作溫度范圍-20°050°C，輸出為0?20mA電流信號(hào)。電量采集模塊采用RemoDAQ—8073A三相全參數(shù)電量變送模塊，電壓測(cè)量量程為10?500V，測(cè)量精度0.2級(jí)；電流測(cè)量量程0?5A，通過互感器可測(cè)量加大電流，測(cè)量精度0.2級(jí)。模塊內(nèi)部集成了微型控制器、數(shù)字信號(hào)處理芯片、標(biāo)準(zhǔn)的RS232通訊接口，方便實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)的通訊功能。
[0020]本實(shí)用新型每個(gè)監(jiān)控箱根據(jù)灌溉面積配置相應(yīng)的土壤水分傳感器，能夠自動(dòng)定時(shí)測(cè)量土壤水分，監(jiān)控箱根據(jù)需要隨時(shí)將土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)杰浖脚_(tái)，監(jiān)控箱通過采集水栗的用電量數(shù)據(jù)，折算灌溉用水量，通過1C卡對(duì)用水量進(jìn)行計(jì)量及控制，實(shí)現(xiàn)灌溉用水量的管理。
[0021]基于上述，本實(shí)用新型將基于GPRS傳輸技術(shù)的自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用于膜下滴灌工程，系統(tǒng)通過傳感器采集土壤水分及用水量信息，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)杰浖脚_(tái)，軟件平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)分析匯總，結(jié)合作物的需水規(guī)律，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)、適時(shí)、適量灌溉和施肥;該系統(tǒng)的應(yīng)用節(jié)省了以往灌溉的人工操作水栗、閥門等繁瑣的程序，大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率;并且，該系統(tǒng)可以對(duì)用水量信息進(jìn)行采集，在實(shí)施膜下滴灌節(jié)水措施的基礎(chǔ)上，對(duì)灌溉用水量進(jìn)行定額管理，為采取階梯水價(jià)管理提供決策依據(jù)。
[0022]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種植物滴灌自動(dòng)化控制系統(tǒng)，其特征在于:包括控制中心、通訊層和監(jiān)控箱，所述控制中心由軟件平臺(tái)及以太網(wǎng)組成，所述通訊層采用GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊方式，所述軟件平臺(tái)與通訊層相連，所述通訊層連接若干監(jiān)控箱，所述監(jiān)控箱連接有采集單元和控制單元，所述采集單元包括液位傳感器、土壤水分傳感器和電量采集模塊，所述控制單元包括閥門控制器、水栗控制器和水栗保護(hù)器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種植物滴灌自動(dòng)化控制系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)控箱的主處理單元采用MSP430F149單片機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種植物滴灌自動(dòng)化控制系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)控箱上設(shè)有數(shù)據(jù)采集接口、電量采集接口、RFIC讀寫接口和IXD接口。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種植物滴灌自動(dòng)化控制系統(tǒng)，包括控制中心、通訊層和監(jiān)控箱，所述控制中心由軟件平臺(tái)及以太網(wǎng)組成，所述通訊層采用GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊方式，所述軟件平臺(tái)與通訊層相連，所述通訊層連接若干監(jiān)控箱，所述監(jiān)控箱連接有采集單元和控制單元，所述采集單元包括液位傳感器、土壤水分傳感器和電量采集模塊，所述控制單元包括閥門控制器、水泵控制器和水泵保護(hù)器，本實(shí)用新型將基于GPRS傳輸技術(shù)的自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用于膜下滴灌工程，系統(tǒng)通過傳感器采集土壤水分及用水量信息，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)杰浖脚_(tái)，軟件平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)分析匯總，結(jié)合作物的需水規(guī)律，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)、適時(shí)、適量灌溉和施肥。
【IPC分類】A01G25/16
【公開號(hào)】CN205071826
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520885435
【發(fā)明人】鄒歡, 王莘, 楊彥鑫, 張雪萍, 李裕, 張毅杰
【申請(qǐng)人】云南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年11月9日