一种单片机控制的智能农田排水系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种单片机控制的智能农田排水系统，该系统包括积水收集装置、积水净化处理装置、蒸馏结晶装置、图像采集装置、积水重复利用装置和单片机控制装置；所述积水收集装置位于中间，所述蒸馏结晶装置位于所述积水收集装置的上方，蒸馏结晶装置的排出口连接积水重复利用装置的进口，所述图形采集处理装置安装在积水重复利用装置的上方；单片机控制装置控制积水收集装置、积水净化处理装置、蒸馏结晶装置、图像采集装置、积水重复利用装置进行相应动作。该排水系统的积水收集装置采用浓度差进行积水收集，可以有效避免农田积水容易造成管道堵塞的危险，蒸馏结晶装置可以很方便的将溶质提炼出来重复利用，有效减少了对农田的污染。

An intelligent farmland drainage system controlled by single chip microcomputer

The utility model relates to an intelligent farmland drainage system controlled by a single chip microcomputer. The system includes a water accumulation collection device, a water accumulation treatment device, a distillation crystallization device, an image collection device, a water accumulated reutilization device and a single chip control device. The water collecting collecting device is in the middle, and the distillation crystallization device is located in the middle. Above the water collecting device, the discharge port of the distillation and crystallization device connects the import of the water accumulated reutilization device, and the graphic collection and processing device is installed above the water accumulated reutilization device; the microcontroller control device controls the water collecting collection device, the water accumulation purification treatment device, the distillation crystallization device, and the image acquisition device. The corresponding action is carried out by the reusing device for water accumulation. The accumulation of water in the drainage system is collected by the concentration difference, which can effectively avoid the danger of water accumulation in the farmland. The distillation and crystallization device can be used to reuse the solute easily and effectively reduce the pollution to the farmland.

【技术实现步骤摘要】
一种单片机控制的智能农田排水系统
本技术属于农田排水
，主要涉及一种单片机控制的智能农田排水系统。
技术介绍
我国是农业大国，但是应用于农田的排水系统还不是很多，智能化程度也不高，在我国的平原地区，当下连绵大雨的时候如果雨水不能即时排出，会对庄稼造成很大的危害，最终造成经济损失。为了能够即时的排出积水，减少损失，需要设计合理的农田排水系统。现在我国对农田排水系统主要还是利用沟渠进行排水，或者设计更合理的排水管道，在专利CN201380029850.8中介绍了一种表面排水系统，设计了一种新型的呈等腰三角形的排水管道，充分将排水管道和地表结合，效果很显著。但是在农田里铺设地下排水管道会花费巨大的资金，对土壤环境造成不可逆的影响，农田种庄稼的时候没办法犁地，而且智能化程度不高，所以设计更加智能化的，花费较少的，对环境没影响的排水系统是未来的主要趋势。我国的农田排水系统在应用时，由于农田积水中淤泥较多，会导致管道堵塞，在专利CN201410059838.8中介绍了一种排水系统的拦浮渣结构，可以有效解决农田排水容易堵塞的问题。但是农田里会施加化肥，积水中会含有氮磷等元素，将其直接排出会对周边的土壤环境造成很大的影响。所以需要设计更加方便，无污染或者降低污染的排水系统。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术拟解决的技术问题是：提供一种单片机控制的智能农田排水系统。该排水系统的积水收集装置采用浓度差进行积水收集，可以有效避免农田积水容易造成管道堵塞的危险，蒸馏结晶装置可以很方便的将溶质提炼出来重复利用，安装方便，结构简单、智能化及机械化程度高，有效减少了对农田的污染。本技术解决所述技术问题采用的技术方案是：提供一种单片机控制的智能农田排水系统，其特征在于该系统包括积水收集装置、积水净化处理装置、蒸馏结晶装置、图像采集装置、积水重复利用装置和单片机控制装置；所述积水收集装置位于中间，所述蒸馏结晶装置位于所述积水收集装置的上方，蒸馏结晶装置的排出口连接积水重复利用装置的进口，所述图像采集装置安装在积水重复利用装置的上方；单片机控制装置控制积水收集装置、积水净化处理装置、蒸馏结晶装置、图像采集装置、积水重复利用装置进行相应动作；积水收集装置的出口与积水净化装置的入口连接，积水净化装置的出水口通过冷凝管与蒸馏结晶装置的入口连接；所述积水收集装置利用浓度差进行吸水，包括多个相互分离的集水袋、中空导流管、滑块、滑轨、电磁线圈、滑轮以及旋转滑杆，中空导流管上均匀设有多个对外凹槽，在每个凹槽中均设置有滑轨和固定杆，固定杆位于滑轨的一端，在固定杆上方通过横杆固定有滑轮，滑轮连接旋转滑杆的一端，旋转滑杆的另一端连接集水袋一端，滑块嵌套在滑轨上，滑块与该集水袋的另一端连接；在固定杆上安装有电磁线圈，电磁线圈位于滑轮的正下方且贯穿整个固定杆；所述集水袋由渗透膜制成，内部填充易溶于水的盐；在集水袋的内部安装有分光光度计，所述中空导流管内部含有多条通道，通道的数量与集水袋的数量相匹配，每个通道通过一个小软管连接一个相应滑块的输盐口，输盐口与集水袋内部相通；所述积水净化处理装置包括吸水管、抽水泵、弯曲管、三通管、螺旋管、沉淀池、絮凝剂池和旋流分离器；一个集水袋连接一个吸水管，吸水管的另一端通过抽水泵与三通管的一口连接；所述絮凝剂池通过管道与三通管的二口连接；所述三通管的三口与螺旋管的一端螺纹连接，螺旋管的另一端通过弯曲管、导水管与沉淀池连接；沉淀池通过抽水管及另一个抽水泵与旋流分离器的旋流分离器进水口连接；所述旋流分离器的底部为排液口，中部引出溢流口，溢流口通过溢流管与蒸馏结晶装置连接；所述蒸馏结晶装置包括结晶罐体和冷凝罐体，两个罐体并列放置，上部通过冷凝管连接；在结晶罐体内安装有水位探测器，结晶罐体的进口连接溢水管，结晶罐体的下端排出口正对中空导流管上端；所述积水重复利用装置包括蓄水池和抽水机，所述蓄水池的进口与冷凝罐体的冷凝罐体排水口通过排水管连接，蓄水池内部安装有抽水泵，抽水泵上连接喷水管，且喷水管穿出蓄水池，由喷水管喷水为农田灌溉使用；所述图像采集装置包括四组CCD相机，四组CCD相机分别通过相机支架固定安装在蓄水池上部的前后左右方位上。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术的积水收集装置采用的是利用浓度差进行吸水，克服了一般排水装置因为农田浮渣的存在导致排水管堵塞的危害，克服了一般排水装置排水不及时的缺点，克服了一般排水装置排水不彻底的缺点。集水袋采用的是渗透膜制成，可以使水流进流出而溶质不会流出。集水袋内部的溶质采用易于溶于水的盐，而且集水袋内部还含有分光光度计，用来测量集水袋内部溶液的浓度，当浓度低于设定值时会发出信号给结晶罐体，判断结晶罐体内部是否有水，若没有则使结晶罐体的排出口打开，盐会重复利用，从而始终保持集水袋内部的浓度高于外部。本技术的图像采集及处理采用的是机器视觉技术，首先用CCD相机拍摄农田植物的照片，然后将拍摄到的图片与图像处理模块进行判别，首先将拍摄到的目标转换成图像信号，传送给图像处理模块，得到拍摄目标的形态信息，根据像素分布、亮度、颜色等信息，将其转换成数字信号，然后图像处理模块对数字信号进行各种计算来提取目标的特征进行判别。从而确定种植的植物种类，然后调出关于该植物的正常状态，患病状态等各种信息，通过将拍摄的图片进行阈值分割等标定颜色，与已知的关于该植物的图片进行对比，从而确定该植物是否缺失N、P、K等微量元素，或者缺水分等。从而可以更加智能化实现对农田植株的观察与调控，既能为农田排水，又能辅助浇灌，提醒农民作物生长情况，有效节省了人力。附图说明图1为本技术具体实例的总体结构示意图；图2为本技术积水收集装置结构示意图；图3为本技术积水收集装置集水袋结构放大图；图4为本技术积水收集装置结构放大图；图5为本技术蒸馏结晶装置结构示意图；图6为本技术数据图像采集装置结构示意图；图7为本技术旋流分离器装置示意图；图8为本技术蓄水池示意图；图中：11为集水袋，12为中空导流管，13为凹槽，14为积水收集装置信号发射器，15为滑块，16为旋转滑杆，17为滑轨，18为电磁线圈，19为横杆，110为滑轮，111为输盐口；21为旋流分离器进水口，22为螺旋管，23为弯曲管，24为导水管，25为抽水管，26为沉淀池，27为絮凝剂池，28为旋流分离器，29为吸水管，210为抽水泵，211为溢水管，212为溢出口，213为三通管，214为排液口；31为罐体支架，32为冷凝罐体排水口，33为排水管，34为排出口，35为蒸馏结晶装置信号接收器，36为冷凝罐体，37为冷凝管，38为结晶罐体，39为旋转电机，310为旋转杆，311为搅拌扇叶，312为电热网，313为导热墙；41为底托，42为相机放置槽，43为支架；51为蓄水池，52为喷水管，53为抽水机。具体实施方式下面结合实施例和附图对本技术作进一步详细描述，但并不以此作为对本申请保护范围的限定：本技术单片机控制的智能农田排水系统(简称排水系统或系统，参见图1-7)包括积水收集装置、积水净化处理装置、蒸馏结晶装置、图像采集装置、积水重复利用装置和单片机控制装置；所述积水收集装置位于中间，所述积水净本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单片机控制的智能农田排水系统，其特征在于该系统包括积水收集装置、积水净化处理装置、蒸馏结晶装置、图像采集装置、积水重复利用装置和单片机控制装置；所述积水收集装置位于中间，所述蒸馏结晶装置位于所述积水收集装置的上方，蒸馏结晶装置的排出口连接积水重复利用装置的进口，所述图像采集装置安装在积水重复利用装置的上方；单片机控制装置控制积水收集装置、积水净化处理装置、蒸馏结晶装置、图像采集装置、积水重复利用装置进行相应动作；积水收集装置的出口与积水净化装置的入口连接，积水净化装置的出水口通过冷凝管与蒸馏结晶装置的入口连接；所述积水收集装置包括多个相互分离的集水袋、中空导流管、滑块、滑轨、电磁线圈、滑轮以及旋转滑杆，中空导流管上均匀设有多个对外凹槽，在每个凹槽中均设置有滑轨和固定杆，固定杆位于滑轨的一端，在固定杆上方通过横杆固定有滑轮，滑轮连接旋转滑杆的一端，旋转滑杆的另一端连接集水袋一端，滑块嵌套在滑轨上，滑块与该集水袋的另一端连接；在固定杆上安装有电磁线圈，电磁线圈位于滑轮的正下方且贯穿整个固定杆；所述集水袋由渗透膜制成，内部填充易溶于水的盐；在集水袋的内部安装有分光光度计，所述中空导流管内部含有多条通道，通道的数量与集水袋的数量相匹配，每个通道通过一个小软管连接一个相应滑块的输盐口，输盐口与集水袋内部相通；所述积水净化处理装置包括吸水管、抽水泵、弯曲管、三通管、螺旋管、沉淀池、絮凝剂池和旋流分离器；一个集水袋连接一个吸水管，吸水管的另一端通过抽水泵与三通管的一口连接；所述絮凝剂池通过管道与三通管的二口连接；所述三通管的三口与螺旋管的一端螺纹连接，螺旋管的另一端通过弯曲管、导水管与沉淀池连接；沉淀池通过抽水管及另一个抽水泵与旋流分离器的旋流分离器进水口连接；所述旋流分离器的底部为排液口，中部引出溢流口，溢流口通过溢流管与蒸馏结晶装置连接；所述蒸馏结晶装置包括结晶罐体和冷凝罐体，两个罐体并列放置，上部通过冷凝管连接；在结晶罐体内安装有水位探测器，结晶罐体的进口连接溢水管，结晶罐体的下端排出口正对中空导流管上端；所述积水重复利用装置包括蓄水池和抽水机，所述蓄水池的进口与冷凝罐体的冷凝罐体排水口通过排水管连接，蓄水池内部安装有抽水泵，抽水泵上连接喷水管，且喷水管穿出蓄水池，由喷水管喷水为农田灌溉使用；所述图像采集装置包括四组CCD相机，四组CCD相机分别通过相机支架固定安装在蓄水池上部的前后左右方位上。...

【技术特征摘要】
1.一种单片机控制的智能农田排水系统，其特征在于该系统包括积水收集装置、积水净化处理装置、蒸馏结晶装置、图像采集装置、积水重复利用装置和单片机控制装置；所述积水收集装置位于中间，所述蒸馏结晶装置位于所述积水收集装置的上方，蒸馏结晶装置的排出口连接积水重复利用装置的进口，所述图像采集装置安装在积水重复利用装置的上方；单片机控制装置控制积水收集装置、积水净化处理装置、蒸馏结晶装置、图像采集装置、积水重复利用装置进行相应动作；积水收集装置的出口与积水净化装置的入口连接，积水净化装置的出水口通过冷凝管与蒸馏结晶装置的入口连接；所述积水收集装置包括多个相互分离的集水袋、中空导流管、滑块、滑轨、电磁线圈、滑轮以及旋转滑杆，中空导流管上均匀设有多个对外凹槽，在每个凹槽中均设置有滑轨和固定杆，固定杆位于滑轨的一端，在固定杆上方通过横杆固定有滑轮，滑轮连接旋转滑杆的一端，旋转滑杆的另一端连接集水袋一端，滑块嵌套在滑轨上，滑块与该集水袋的另一端连接；在固定杆上安装有电磁线圈，电磁线圈位于滑轮的正下方且贯穿整个固定杆；所述集水袋由渗透膜制成，内部填充易溶于水的盐；在集水袋的内部安装有分光光度计，所述中空导流管内部含有多条通道，通道的数量与集水袋的数量相匹配，每个通道通过一个小软管连接一个相应滑块的输盐口，输盐口与集水袋内部相通；所述积水净化处理装置包括吸水管、抽水泵、弯曲管、三通管、螺旋管、沉淀池、絮凝剂池和旋流分离器；一个集水袋连接一个吸水管，吸水管的另一端通过抽水泵与三通管的一口连接；所述絮凝剂池通过管道与三通管的二口连接；所述三通管的三口与螺旋管的一端螺纹连接，螺旋管的另一端通过弯曲管、导水管与沉淀池连接；沉淀池通过抽水管及另一个抽水泵与旋流分离器的旋流分离器进水口连接；所述旋流分离器的底部为排液口，中部引出溢流口，溢流口通过溢流管与蒸馏结晶装置连接；所述蒸馏结晶装置包括结晶罐体和冷凝罐体，两个罐体并列放置，上部通过冷凝管连接；在结晶罐体内安装有水位探测器，结晶罐...

【专利技术属性】
技术研发人员：李民，周亚同，李梦瑶，张若男，李晓璐，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：新型
国别省市：天津,12