一种农业自动化喷淋系统技术方案

技术编号:17121902 阅读:15 留言:0更新日期:2018-01-25 01:59
本实用新型专利技术公开了一种农业自动化喷淋系统,它主要由喷淋泵、电机和喷淋控制系统组成;喷淋控制系统能够驱动电机工作,电机能够带动喷淋泵进行喷淋灌溉;喷淋控制系统包括:微控制单元、电机驱动芯片、空气温湿度检测单元和灰尘浓度检测单元;温湿度检测芯片通过I2C总线与微控制单元电连接;灰尘检测芯片的数据输出口与微控制单元的输入口相连接;微控制单元通过电机驱动芯片驱动电机。本实用新型专利技术具有能够实时精确监控农业大棚内温湿度数据和灰尘浓度数据并根据温湿度与灰尘浓度精确控制喷淋泵喷水量实现智能调节大棚内温湿度并去灰除尘的优点。

An automatic sprinkler system for agriculture

The utility model discloses an agricultural automatic sprinkler system, which is mainly composed of a spray pump, motor and spray control system; spray control system can drive motor, the motor can drive the spray pump spray irrigation; sprinkler control system includes: a micro control unit, motor driving chip, air temperature and humidity detection unit and dust concentration detection unit; temperature and humidity detection chip through the I2C bus and the micro control unit is electrically connected with the data output port; dust detection chip and micro input control unit is connected to the mouth; the micro control unit through the motor drive motor drive chip. The utility model has the advantages of accurate real-time temperature monitoring to agricultural greenhouse humidity data and dust concentration data and according to the temperature and humidity and dust concentration control spray pump water volume of the realization of intelligent control of temperature and humidity in greenhouse and ash and dust.

【技术实现步骤摘要】
一种农业自动化喷淋系统
本技术涉及一种喷淋系统,具体是一种能够根据环境灰尘浓度和湿度控制电机转速从而实现控制喷淋泵喷水量的农业用喷淋系统,属于农业自动化设备领域。
技术介绍
在农业生产中,尤其是在大棚蔬菜、花卉、果树的生产中为了促进农作物生长需要将大棚内的环境温湿度控制在合理范围。通常控制大棚内湿度的方法主要是喷水、吹风和加热等。要实现大棚内的喷水、吹风和加热作业必须依赖相应设备,例如水泵和喷淋头组成的喷淋设备,吹风机和加热器。温室大棚的加热设备有多种类型,较多采用的是燃煤锅炉,以2吨和4吨的链条型热水锅炉为主。然而现有技术中广泛采用的加热设备燃煤锅炉工作过程中又会产生大量的粉尘,粉尘附着在农作物叶面上又会影响农作物生长(影响植物光合作用),并且飘散在大棚内的灰尘也会对在棚内种植的工作人员健康造成危害。此外现有技术中使用喷水方式对大棚内空气温湿度进行控制的过程中,主要也是以为主观经验判断温湿度为主,缺少客观精确的测量温湿度数据,并且也不能根据实际温湿度情况精确控制喷水量(普通电机和水泵系统无法实现喷水量精确控制)。综上所述,现有技术中需要一种能够实时精确监控农业大棚内温湿度数据和灰尘浓度数据并根据温湿度与灰尘浓度精确控制喷淋泵喷水量实现智能调节大棚内温湿度并去灰除尘的自动化喷淋系统。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足,本技术的目的是:怎样提供一种能够实时精确监控农业大棚内温湿度数据和灰尘浓度数据并根据温湿度与灰尘浓度精确控制喷淋泵喷水量实现智能调节大棚内温湿度并去灰除尘的自动化喷淋系统。为了实现上述目的,本技术采用了以下的技术方案。一种农业自动化喷淋系统,其特征在于:它主要由喷淋泵、电机和喷淋控制系统组成;喷淋控制系统能够驱动电机工作,电机能够带动喷淋泵进行喷淋灌溉;所述喷淋控制系统包括:微控制单元、电机驱动芯片、空气温湿度检测单元和灰尘浓度检测单元;所述空气温湿度检测单元主要由温湿度检测芯片组成,所述温湿度检测芯片具有I2C接口,温湿度检测芯片通过I2C总线与微控制单元电连接;所述灰尘浓度检测单元主要灰尘检测芯片构成,所述灰尘检测芯片的数据输出口能够输出灰尘浓度数字信号,所述灰尘检测芯片的数据输出口与微控制单元的输入口相连接;所述电机驱动芯片为ULN2003型集成电路;所述电机驱动芯片的第一输入端B1与微控制单元的第一输出口相连接,电机驱动芯片的第二输入端B2与微控制单元的第二输出口相连接,电机驱动芯片的第三输入端B3与微控制单元的第三输出口相连接,电机驱动芯片的第四输入端B4与微控制单元的第四输出口相连接,电机驱动芯片的第一输出端C1、第二输出端C2、第三输出端C13和第四输出端C4均与电机相连接。进一步的,所述微控制单元为MSP430G2553芯片。进一步的,所述微控制单元还与LCD显示屏相连接,所述LCD显示屏用于显示环境灰尘浓度数值、空气湿度数值和电机转速。更进一步的,所述电机为步进电机。相比现有技术,本技术具有如下优点:本技术中采用温湿度检测芯片(SHT2X芯片)同时实现了温度和湿度两种环境参数的测量,并且采用灰尘浓度检测单元(DSM501型模块)检测环境灰尘浓度参数,以上数据均能实时被微控制单元采集,微控制单元通过电机驱动芯片(ULN2003型集成电路)向步进电机发送PWM波控制信号从而精确控制电机转速,电机驱动喷淋泵工作,因此能够实现根据环境参数精确控制喷淋系统喷水量,一方面进行了正常的农作物灌溉,另一方面实现了大棚内环境温湿度精确调节和及时的除灰抑尘。因此本技术具有能够实时智能调节大棚内温湿度并去灰除尘的优点。附图说明图1为本技术的电路结构图;具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细说明。如图1所示,一种农业自动化喷淋系统,它主要由喷淋泵、电机和喷淋控制系统组成;喷淋泵采用常规水泵,与水泵相配套的喷头和水雾分配器等构件采用常规设计即可,泵系统不属于本技术改进之处,均可采用现有成熟技术,在此不再赘述。电机可采用步进电机,步进电机是一个把电脉冲转换成离散的机械运动的装置,具有很好的数据控制特性,因此,计算机成为步进电机的理想驱动源,随着计算机技术的发展,软硬件结合的控制方式成为了主流,即通过程序产生控制脉冲驱动硬件电路,例如微控制单元通过软件来控制步进电机是一种主流的电机智能控制方式。喷淋控制系统主要负责采集大棚内的环境温湿度以及灰尘浓度数据并根据采集数据对电机转速进行精确控制,从而实现对喷淋泵的精确控制。上述三大主要模块之间的驱动控制关系是:喷淋控制系统能够驱动电机工作,电机能够带动喷淋泵进行喷淋灌溉。喷淋控制系统包括:微控制单元、电机驱动芯片、空气温湿度检测单元和灰尘浓度检测单元;空气温湿度检测单元主要由温湿度检测芯片组成,由温湿度检测芯片次用SHT2X芯片,它具有超小型的体积,特别适合移动测量设备。传感器输出经过标定的数字信号,是标准的I2C总线格式,它内置放大器、A/D转换器、内存单元和数字处理单元,能同时检测温度和湿度。此外,SHT2X的分辨率可以通过输入命令进行改变,传感器可以检测到电池低电量状态,有极低功耗的节能模式,具有优异的长期稳定性。SHT2X温湿度检测芯片具有I2C接口,SHT2X温湿度检测芯片通过I2C总线与微控制单元电连接。此外,SHT2X芯片的电源端VCC可以通过一个电阻与微控制单元的IO连接,并将该微控制单元IO设置为强推挽,很多微控制单元输出电流可达20mA,而SHT2X的最大工作电流为330uA,IO口高电平电压约为3V,这是SHT2X的推荐工作电压,因此从供电电压和供电电流两方面分析,用单片机的一个引脚能提供为SHT2X供电的可控电源,并能将SHT2X的静态电流减小到0,因此以上设计往往能够实现温湿度检测单元的低功耗工作,这在便携式仪器中往往又广泛的应用,本技术虽然不需要过分强调低功耗、便携式设计,但是这样的设计对简化电路结构也能产生有益效果。灰尘浓度检测单元主要灰尘检测芯片构成,检测芯片DSM501一共有5个脚:第1脚为测量精度控制脚,第2脚为普通输出脚,第3脚为正电源脚,第4脚为精度可调输出脚,第5脚为电源地脚。其中,第2脚和第4脚都是输出脚,第2脚输出灵敏度已预设定,最小粒子检出能力为1μm;第4脚灵敏度可通过控制脚(即是第1脚)来调整,默认为第2脚的2.5倍,即最小粒子检出能力为2.5μm;具体的,通过在第1脚与地之间加一个电阻可调整第4脚的最小粒子检出水平,调整电阻值可调整第4脚的灵敏度。通常有三个灵敏度调整范围。本技术采用第2脚为灰尘浓度检测芯片的数据输出口,该数据输出口能够输出灰尘浓度数字信号,灰尘检测芯片的数据输出口与微控制单元的输入口相连接。电机驱动芯片为ULN2003型集成电路;ULN2003是一个单片高电压、高电流的达林顿晶体管阵列集成电路。它是由7对NPN达林顿管组成的,它的高电压输出特性和阴极箝位二极管可以转换感应负载。单个达林顿对的集电极电流是500mA,达林顿管并联可以承受更大的电流。本技术中,电机驱动芯片的第一输入端B1与微控制单元的第一输出口相连接,电机驱动芯片的第二输入端B2与微控制单元的第二输出口相连接,电机驱动芯片的第三输入端本文档来自技高网...
一种农业自动化喷淋系统

【技术保护点】
一种农业自动化喷淋系统,其特征在于:它主要由喷淋泵、电机和喷淋控制系统组成;喷淋控制系统能够驱动电机工作,电机能够带动喷淋泵进行喷淋灌溉;所述喷淋控制系统包括:微控制单元、电机驱动芯片、空气温湿度检测单元和灰尘浓度检测单元;所述空气温湿度检测单元主要由温湿度检测芯片组成,所述温湿度检测芯片具有I2C接口,温湿度检测芯片通过I2C总线与微控制单元电连接;所述灰尘浓度检测单元主要灰尘检测芯片构成,所述灰尘检测芯片的数据输出口能够输出灰尘浓度数字信号,所述灰尘检测芯片的数据输出口与微控制单元的输入口相连接;所述电机驱动芯片为ULN2003型集成电路;所述电机驱动芯片的第一输入端B1与微控制单元的第一输出口相连接,电机驱动芯片的第二输入端B2与微控制单元的第二输出口相连接,电机驱动芯片的第三输入端B3与微控制单元的第三输出口相连接,电机驱动芯片的第四输入端B4与微控制单元的第四输出口相连接,电机驱动芯片的第一输出端C1、第二输出端C2、第三输出端C13和第四输出端C4均与电机相连接。

【技术特征摘要】
1.一种农业自动化喷淋系统,其特征在于:它主要由喷淋泵、电机和喷淋控制系统组成;喷淋控制系统能够驱动电机工作,电机能够带动喷淋泵进行喷淋灌溉;所述喷淋控制系统包括:微控制单元、电机驱动芯片、空气温湿度检测单元和灰尘浓度检测单元;所述空气温湿度检测单元主要由温湿度检测芯片组成,所述温湿度检测芯片具有I2C接口,温湿度检测芯片通过I2C总线与微控制单元电连接;所述灰尘浓度检测单元主要灰尘检测芯片构成,所述灰尘检测芯片的数据输出口能够输出灰尘浓度数字信号,所述灰尘检测芯片的数据输出口与微控制单元的输入口相连接;所述电机驱动芯片为ULN2003型集成电路;所述电机驱动芯片的第一输入端B1与微控制单元的第一输出口相连接,电机驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员:郝秋菊段军义
申请(专利权)人:山西省农业机械化科学研究院
类型:新型
国别省市:山西,14

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