一种微灌用自动控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种微灌用自动控制系统，用于包括滴灌和微喷灌的农业微灌作业，包括主控器和遥控器，主控器包括红外接收器，遥控器包括红外发射器，遥控器通过红外无线传输数据至主控器，所述遥控器具有键盘和显示屏，所述的主控器连接有土壤湿度传感器、雨量传感器和电磁阀，通过土壤湿度传感器和雨量传感器进行土壤湿度和雨量检测，并且向电磁阀发出开、闭控制指令。所述的遥控器内置时钟。所述主控器和遥控器均采用低电压微静态功耗芯片，且采用电池也可采用太阳能充电电池作为电源。主控器的运行模式参数在遥控器上编辑完成并保存后，用红外无线传输至主控器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于农业灌溉设备
，特别涉及一种微灌用自动控制系统。
技术介绍
农业生产中的微灌(包括滴灌、微喷灌)作业，可以控制需要微灌作业范围的温、湿度，为作物提供良好的生长条件，因此被世界各国广泛采用。滴灌可大量节省水、电、人工，其优越性日渐受人们重视。微灌系统一般由尾部：滴头、微喷头、防滴阀；首部：泵组、过滤器、施肥器、电器控制柜；中间连接：干、支管道、阀门等零部件组成，以往对这些部件的开关控制均是由人工进行操作的。由于微灌作业时间较长，开关次数频繁，人工费时且不易掌握灌水施肥的准确性，随着电子技术的发展，国内外先后逐渐采用了自动控制技术。与本技术方案较接近的现有技术有，美国的Hunter公司的WVS系统和美国雨鸟公司的CYCLIK控制装置，它们都是由电子技术装置的自动控制系统，对微灌系统部件进行操纵控制，实现了自动化灌溉，但是，它们存在一定的不足。美国雨鸟公司的电子控制系统是有线输入控制模式，编程器与控制器间需要用插头连接，程序输入后再将插头拔下移走。插头裸露在外面，野外或水下工作存在不可靠因素。而美国Hunter公司，为无线控制，其编程遥控器可在30米距离内进行控制，一则传送的距离有限，同时，其无线控制是采用电磁波原理，这种装置的结构较复杂，造价较高，电耗大，不适宜我国国内经济薄弱和偏远地区推广使用。目前国内现有的主要用于温室的灌溉控制器，大都是有线控制，由于微灌系统一般应用面积较大，而且微灌用水的泵站常常离控制阀门较远，采用有线形式，很长的导线埋在地下，常会出现不慎被压坏碰、勾断的现象，尤其在我国广大农村的规划还跟不上，有时是这边规划设计安装好，下一个项目又要另行规划设计开挖，将别说是电线就连灌溉管道都被挖坏。还有，有时掩埋时间长了，电线老化，也常会出现短路，使控制出现故障，导致整个控制系统瘫痪，甚至对人身安全造成威胁。而且导线埋入土壤中，对清查修复工作也带来困难。因此弊端明显，难以在我国广大农村特别是在西北贫困少雨地区推广。有些科研院校虽以单片机为核心研制出有线小型智能化灌溉控制器，但尚存在以下问题：控制器以8031等为核心，通常还需加EPROM，RAM以及显示接口芯片(如8279)等，键盘及显示器等。带来的问题是静态功耗达到数十毫瓦及至数百毫瓦级以上。又因输出一般采用继电器驱动电磁阀方式，运行时维持电流较大。使得这一系统一般都需接入220V工频电源，经变压器减压、整流，以获得低压直流源供系统使用。由于工频电源极易引进干扰，为可靠稳定地工作，往往需在软件、硬件上采用一系列抗干扰措施。这些都使得装置的体积增大，本体及安装成本增加，便携性、移动性减低，难以适应野外工作环境。近年有不少使用无线传输模块ZigBee节点控制传输方式进行传感器网络技术传输，这种形式可进行远距离信号传输，但是系统复杂，价格远高于本技术方案，并且需无线传输网络运行使用费或者建设无线发射基站，建成后有一定的使用成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种微灌用自动控制系统，用于包括滴灌和微喷灌的农业微灌作业。本专利技术的自动控制系统包括主控器和遥控器，主控器包括红外接收器，遥控器包括红外发射器，遥控器通过红外无线传输数据至主控器，所述遥控器具有键盘和显示屏，所述的主控器连接有土壤湿度传感器、雨量传感器和电磁阀，通过土壤湿度传感器和雨量传感器进行土壤湿度检测，并且向电磁阀发出开闭控制指令。所述的遥控器内置时钟。所述主控器和遥控器均采用低电压微静态功耗芯片，且采用电池作为电源。所述主控器的运行模式参数在遥控器上编辑完成并保存后，用红外无线传输至主控器。进一步的，主控器的运行模式中包括时刻型模式，所述时刻型模式是指：在设定的时间段内进行灌溉，包括日期(年、月、日)、时、分设定，可每天运行，也可间隔某些天数运行，灌溉时间时、分、秒可调。主控器的运行模式还包括：时刻+时间间隔型、土壤湿度控制型和雨量控制型，所述的时刻+时间间隔型，在时刻型模式内再设置时间间隔，可对每天任意个不同灌溉时间段内进行时间间隔设定，时间间隔以时、分、秒任意设定；所述的土壤湿度控制型，用土壤湿度传感器测定土壤湿度，在设定的时间段内，主控器采集土壤湿度实测值，与设定值比较，实测值达到设定下限或上限时，主控器打开电磁阀，电磁阀开启供水灌溉，关闭电磁阀有两种情况，一种是到达设定的灌溉时间时，主控器关闭电磁阀，停止供水；另一种是测定的湿度大于设定值时电磁阀关闭，停止供水；所述的雨量控制型，当电磁阀在设定的时间点打开喷雾时，主控器通过雨量传感器监测喷雾所接收的雨量喷雾次数(每接收到单位面积上某个设定值的水量时传感器记录一次，如每0.5毫米深的雨量记录一次，也可用其它雨量传感器没定，有相应的设置值)，当检测到所接收的雨量达到设定的雨量次数后电磁阀自动关闭喷雾，主控制器也停止雨量检测。主控器运行模式包括的时刻+湿度型和时刻+雨量型，所述时刻+湿度型，是指在预定时间段内运行土壤湿度控制型模式，所述时刻+雨量型，是指在预定时间段内运行雨量控制型模式。本专利技术由遥控器设置灌溉参数并发送给主控器，主控器采集传感器信号并与设置参数比较，当达到设定灌溉开启(关闭)值时，主控单元向电磁阀发出开、闭指令实施灌溉系统的自动控制。其主控单元由信息采集电路、信号隔离电路、遥控接受器、微处理器、驱动电路及电源等部件组成。本专利技术的微处理器采用低功耗芯片，其内置FLASH程序存储器和RAM数据存储器，可满足控制器程序的装载及运行数据的存取和中转，以此为核心构建的单片机系统。勿需增置程序和数据存储等外围器件，也勿需在线路板上设计数据和地址线，从而使硬件构成非常简单。故对微功耗的控制器设计极为有利。微处理器的工作电压仅为1.8～3.6V，在休眠状态下典型电流不到1μA，故其本身能耗极低。本专利技术主控单元的输出驱动，充分考虑到尽量减低功耗，采用驱动芯片来驱动自锁电磁阀工作,该芯片静态电流小于2μA。通过微处理器按控制逻辑输出相应的脉冲信号，使驱动芯片驱动自锁电磁阀打开或关闭。电磁阀打开或关闭完成后，芯片处于静态状态，在实际工作条件下，电磁阀状态改变的次数是有限的，故在绝大部分时间，是不消耗任何能量的。本专利技术与通常采用键盘进行命令输入的方式不同，它采用遥控器对主控制器的运行模式进行设置和修改，本专利技术提供的无线控制装置采用红外发射接受控制方式。对各电磁阀的开停时序和周期的命令由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微灌用自动控制系统，用于包括滴灌和微喷灌的农业微灌作业，其特征在于，包括主控器和遥控器，主控器包括红外接收器，遥控器包括红外发射器，遥控器通过红外无线传输数据至主控器，所述遥控器具有键盘和显示屏，所述的主控器连接有土壤湿度传感器、雨量传感器和电磁阀，通过土壤湿度传感器和雨量传感器进行土壤湿度和雨量的检测，并且向电磁阀发出开、闭控制指令。

【技术特征摘要】
1.一种微灌用自动控制系统，用于包括滴灌和微喷灌的农业微灌作业，其特征
在于，包括主控器和遥控器，主控器包括红外接收器，遥控器包括红外发射器，
遥控器通过红外无线传输数据至主控器，
所述遥控器具有键盘和显示屏，
所述的主控器连接有土壤湿度传感器、雨量传感器和电磁阀，通过土壤湿
度传感器和雨量传感器进行土壤湿度和雨量的检测，并且向电磁阀发出开、闭
控制指令。
2.如权利要求1所述的微灌用自动控制系统，其特征在于，所述的遥控器内置
时钟。
3.如权利要求1所述的微灌用自动控制系统，其特征在于，所述主控器和遥控
器均采用低电压微静态功耗芯片，且采用电池或太阳能充电电池作为电源。
4.如权利要求1所述的微灌用自动控制系统，其特征在于，主控器的运行模式
参数在遥控器上编辑设置完成并保存后，用红外无线传输至主控器。
5.如权利要求4所述的微灌用自动控制系统，其特征在于，主控器的运行模式
中包括时刻型模式，所述时刻型模式是指：在设定的时间内进行灌溉，...

【专利技术属性】
技术研发人员：方部玲，叶文朝，齐松涛，禹阿喜，刘红喜，孙雄飞，
申请(专利权)人：河海大学，江苏九澍机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32