一種自識別控制的節(jié)能滴灌系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種自識別控制的節(jié)能滴灌系統(tǒng)，具體包括數(shù)字信號處理模塊、溫濕度信號采集模塊和人機(jī)交互模塊。本發(fā)明專利技術(shù)采用實(shí)時(shí)檢測的方法控制環(huán)境的溫濕度保持在適合作物生長的合理范圍內(nèi)，相較傳統(tǒng)的人工控制方式，不僅控制了灌溉用水量避免了過度澆灌和水資源的浪費(fèi)，而且持續(xù)保持溫濕度在科學(xué)范圍內(nèi)有利于作物產(chǎn)量的提高。

Self identification control energy-saving drip irrigation system

The invention discloses an energy saving drip irrigation system with self identification control, which comprises a digital signal processing module, a temperature and humidity signal acquisition module and a human-computer interaction module. The invention adopts the method of temperature and humidity real-time control environment remain within a reasonable range for crop growth, compared with the traditional manual control mode, not only control the irrigation to avoid excessive water and waste of water resources and water, keep the temperature and humidity in the field of science to improve crop yields.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種自識別控制的節(jié)能滴灌系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及一種滴灌系統(tǒng)，具體涉及一種自動(dòng)檢測外界溫濕度，并與內(nèi)置數(shù)據(jù)庫匹配相關(guān)信息的自動(dòng)滴灌系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
農(nóng)業(yè)用水一直是用水需求的一大組成部分，其具體是指用于灌溉和農(nóng)村牲畜的用水。其中農(nóng)業(yè)灌溉用水量受用水水平、氣候、土壤、作物、耕作方法、灌溉技術(shù)以及渠系利用系數(shù)等因素的影響，存在明顯的地域差異。由于各地水源條件、作物品種、耕植面積不同，用水量也不盡相同。中國農(nóng)業(yè)年用水中灌溉用水約占91.1％,占全社會(huì)總用水量的68.7％左右。在現(xiàn)有的水資源面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)與全社會(huì)節(jié)約用水的大背景下，提高農(nóng)業(yè)用水效率是一個(gè)亟待解決的問題。現(xiàn)有的比較節(jié)能的灌溉技術(shù)以滴灌技術(shù)為主，而滴灌的開關(guān)則需要人來判斷相關(guān)條件再啟停，這其中就帶有一定的主觀因素，往往無法達(dá)到最佳的灌溉效果，并造成了水資源的浪費(fèi)。另一方面，就提高作物產(chǎn)量而言，科學(xué)合理的灌溉頻率與用水量是一大決定因素。農(nóng)戶往往根據(jù)一般經(jīng)驗(yàn)控制灌溉與否，但實(shí)際上每種植物適合生長的溫度、濕度都是有一個(gè)確定的范圍的，如果能合理控制滴灌的時(shí)間與數(shù)量還可以對產(chǎn)量的提高有所裨益。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有的灌溉技術(shù)所存在的上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供了一種基于土壤濕度、空氣溫度等物理量自動(dòng)采樣并與現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫匹配從而自動(dòng)控制滴灌開關(guān)的灌溉系統(tǒng)。一種自識別控制的節(jié)能滴灌系統(tǒng)，包括：主電路單元，用于對采集到的土壤濕度、空氣溫度進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換得到數(shù)字信號，并與預(yù)先存儲在數(shù)據(jù)庫中的植物合理溫濕度進(jìn)行比較，從而相應(yīng)控制滴灌閥門的開關(guān)。所述的主電路單元包括：數(shù)字信號處理模塊，用于將整合輸入進(jìn)來的各個(gè)信號(包括信號類型的AD/DA轉(zhuǎn)換)進(jìn)行分析與比較。存儲器模塊，用于保存不同作物的生長較合適的溫濕度范圍。電源模塊，用于為各個(gè)單元的電路提供電源。信號采集單元，用于采集空氣溫度與土壤濕度并轉(zhuǎn)化成電壓信號輸入到主電路單元。用戶交互單元，用于輸入目標(biāo)作物并顯示當(dāng)前數(shù)據(jù)。所述的用戶交互單元包括：鍵盤模塊，用于提供用戶輸入目標(biāo)作物對應(yīng)的數(shù)字代碼的界面。液晶顯示模塊，用于顯示當(dāng)前設(shè)定作物名稱、土壤濕度、空氣溫度等信息。閥門控制與滴灌單元，用于接受主電路輸出的閥門開閉信號并控制繼電器的吸合與開斷，實(shí)現(xiàn)滴灌管道閥門的開關(guān)。本專利技術(shù)的有益效果是：與現(xiàn)有的滴灌系統(tǒng)相比，本專利技術(shù)提供的自動(dòng)滴管系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測土壤濕度與空氣溫度，持續(xù)保持其在科學(xué)合理的范圍內(nèi)，有利于作物產(chǎn)量的提高；同時(shí)由微處理器控制滴灌出水量，避免了過度灌溉，有利于水資源的節(jié)約利用。附圖說明圖1為本自動(dòng)滴灌系統(tǒng)的流程示意圖；圖2為整體裝置裝配示意圖；圖3為本系統(tǒng)各單元的連接關(guān)系圖。具體實(shí)施方式為了更為具體地描述本專利技術(shù)，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對本專利技術(shù)的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1所示為本專利技術(shù)的自識別控制的節(jié)能滴灌系統(tǒng)的流程示意圖。整個(gè)系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)包括空氣溫度采集單元、土壤濕度采集單元、數(shù)字信號處理單元、人機(jī)交互單元和閥門控制單元。如圖1-3所示，各個(gè)單元的功能實(shí)現(xiàn)流程是這樣的：首先由用戶給定作物代號，該步驟在整個(gè)過程中僅需執(zhí)行一次(中途可更改)。確定作物代號之后程序進(jìn)入循環(huán)檢測部分。由空氣溫度采集單元和土壤濕度采集單元實(shí)時(shí)采集溫濕度，檢測結(jié)果經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換后送入數(shù)字信號處理單元。此時(shí)一方面主電路單元將采集到的溫濕度顯示在顯示屏上，另一方面主電路單元(在本專利技術(shù)的實(shí)施例中，選用89C51單片機(jī))根據(jù)作物代號提取出保存在內(nèi)存中的該作物合理溫濕度范圍，并與采樣結(jié)果相比較。若實(shí)時(shí)溫濕度合理則重新采樣溫濕度并循環(huán)；若實(shí)時(shí)溫濕度不合理則根據(jù)其與合理值的差值計(jì)算出本次滴灌的合理用水量，并除以預(yù)設(shè)的滴灌管道流速轉(zhuǎn)換成本次滴灌閥門開啟時(shí)長。完成開啟時(shí)長的計(jì)算之后，主電路單元控制繼電器動(dòng)作，開啟閥門按照計(jì)算出的時(shí)長進(jìn)行滴灌。完成本次滴灌之后待溫濕度達(dá)到合理范圍，程序重新進(jìn)入到檢測循環(huán)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種自識別控制的節(jié)能滴灌系統(tǒng)，其特征在于：主電路單元，用于對采集到的土壤濕度、空氣溫度信息進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換得到數(shù)字信號，并與預(yù)先存儲在數(shù)據(jù)庫中的植物合理溫濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而控制滴灌閥門的開關(guān)；溫濕度采集單元，用于采集空氣溫度與土壤濕度并轉(zhuǎn)化成電壓信號輸入到主電路單元；用戶交互單元，用于用戶輸入作物代號與顯示當(dāng)前環(huán)境信息；閥門控制與滴灌單元，用于受主電路單元輸出的信號控制開啟滴灌管道或關(guān)閉滴灌管道。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種自識別控制的節(jié)能滴灌系統(tǒng)，其特征在于：主電路單元，用于對采集到的土壤濕度、空氣溫度信息進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換得到數(shù)字信號，并與預(yù)先存儲在數(shù)據(jù)庫中的植物合理溫濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而控制滴灌閥門的開關(guān)；溫濕度采集單元，用于采集空氣溫度與土壤濕度并轉(zhuǎn)化成電壓信號輸入到主電路單元；用戶交互單元，用于用戶輸入作物代號與顯示當(dāng)前環(huán)境信息；閥門控制與滴灌單元，用于受主電路單元輸出的信號控制開啟滴灌管道或關(guān)閉滴灌管道。2.根據(jù)權(quán)利...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳彬彬，盧慧芬，
申請(專利權(quán))人：浙江大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：浙江,33