一种土壤湿度智能调控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种土壤湿度智能调控系统，包括供电装置、土壤湿度探测器、比较器、继电器、给水装置和报警装置；供电装置分别与土壤湿度探测器和比较器连接；比较器、给水装置、报警装置与继电器连接，土壤湿度探测器和比较器连接；给水装置包括控制设备和浇灌设备；所述控制设备与继电器输出端连接；所述浇灌设备与控制设备连接；所述浇灌设备用于对待检测土壤喷淋水分。本实用新型专利技术提供的土壤湿度智能调控系统根据所测土壤湿度状况，自动进行给水调节湿度的装置。相比于现存的自动增湿系统，本新型使用的元件基础，电路结构简单，同样可以到达根据土壤湿度自动给水的功能，且原理易懂，外接设备少，由繁到简，体积小，成本低。

An intelligent control system of soil moisture

【技术实现步骤摘要】
一种土壤湿度智能调控系统
本技术涉及土壤湿度调节
，特别是一种土壤湿度智能调控系统。
技术介绍
栽种植物时，需要给植物适时地浇灌。但是，不同的植物对土壤湿度的需求均不同，每种植物的生长发育都有其最适宜的土壤湿度。水分对植物的生长发育影响极大，如果水分吸收超过消耗，植物体内水分过多，则植株特长细弱，抗寒力下降，抗逆性减弱；如果长期水分过多，又会造成烂根、落叶，甚至死亡；水分吸收少于消耗，由于缺水，植物枯萎，严重缺水时，就会导致植物枯死。人们往往只能看到植物的表面情况，土壤的内部湿度情况如何，难以直接观察，只能通过经验和植物的生长情况间接判断，很多时候错过了最佳的挽救时间。此外，由于外出时间较长时，植物无人照看，时常会因缺水或溺水导致植物死亡。在农业养殖中，如蚯蚓养殖，对土壤湿度的要求较高，时常需对土壤湿度进行调节，否则会导致蚯蚓逃逸或死亡，造成不必要的经济损失。
技术实现思路
本技术的目的是提出一种土壤湿度智能调控系统；本系统通过自动检测土壤湿度，然后再根据实际应用时对水分的需求进行适时浇灌。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：本技术提供的土壤湿度智能调控系统，包括供电装置、土壤湿度探测器、比较器、继电器、给水装置和报警装置；所述供电装置分别与土壤湿度探测器和比较器连接；所述土壤湿度探测器和比较器连接，所述比较器与继电器连接，所述继电器与给水装置连接。进一步，所述给水装置包括控制设备和浇灌设备；所述控制设备与继电器输出端连接；所述浇灌设备与控制设备连接；所述浇灌设备用于对待检测土壤喷淋水分。进一步，还包括调节电路，所述调节电路与比较器连接。进一步，所述土壤湿度探测器包括第一电极和第二电极；所述第一电极和第二电极均设置有基体，所述基体上设置有凹槽，所述凹槽内设置有金属棒，所述金属棒与设置于基体上的探测接口端连接；所述探测接口端与比较器连接；进一步，所述第一电极和第二电极分离设置。进一步，所述金属棒上设置有若干孔洞。进一步，所述金属棒上的孔洞内设置有湿度敏感层。进一步，所述供电装置为太阳能供电装置、USB充电装置、开关电源适配器、干电池、充电宝中的一种或几种的组合。进一步，还包括报警装置，所述报警装置与继电器连接。由于采用了上述技术方案，本技术具有如下的优点：本技术提供的土壤湿度智能调控系统根据所测土壤湿度状况，自动进行给水调节湿度的装置。相比于现存的自动增湿系统，如以单片机与各种传感器为主的系统，或是以浇花为主的花盆类的湿度调节装置，本新型使用的元件基础，电路结构简单，同样可以到达根据土壤湿度自动给水的功能，且原理易懂，外接设备少，由繁到简，体积小，成本低。与现有市面销售的定时类喷淋系统相比：定时类喷淋系统，无论土壤中是否缺水，只要设置的时间一到，即开始喷淋；本系统不同于定时喷淋，而是基于土壤湿度检测的，土壤湿度不够时，才给水调节，当湿度达到阈值就停止，并且阈值可以调节，实现无人值守浇灌或保湿。本技术提供的金属电极设置的孔洞结构能充分保留土壤的水分，从而改变两个金属电极之间的电阻和介电常数，可以在少量吸附水分的条件下达到高灵敏度检测低湿的目的；在金属棒上的孔洞内设置有湿度敏感层，可以通过湿度敏感层来检测土壤的湿度；同时，由于湿度敏感层设置在孔洞内侧，所以降低湿度敏感层在使用过程被磨损，延长了土壤湿度探测器的使用寿命，增强了土壤湿度探测器的稳定性。还有，土壤湿度探测器中第一电极与第二电极连接处设有凹槽，便于自主更换金属棒，增强了实用性。本技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本技术的实践中得到教导。本技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。附图说明本技术的附图说明如下。图1为本技术的土壤湿度智能调控系统原理框图。图2为本技术的土壤湿度探测器结构示意图。图3为本技术的土壤湿度探测器电路结构示意图。图中：1为基体、2为凹槽、3为金属棒、4为探测接口端、5为孔洞、6为湿度敏感层。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。如图1和图2所示，本实施例提供的土壤湿度智能调控系统，包括供电装置、土壤湿度探测器、比较器、调节电路、继电器、给水装置和报警装置；所述土壤湿度探测器包括分离设置的第一电极和第二电极；所述第一电极和第二电极均设置有基体，所述基体上设置有凹槽，所述凹槽内设置有金属棒，所述金属棒与设置于基体上的探测接口端连接；所述探测接口端与比较器连接；所述金属棒上设置有若干孔洞。所述金属棒上的孔洞内设置有湿度敏感层。所述基体上开设有与金属棒直径匹配的开口，开口内设置于凸起，所述凸起与金属棒的凹陷匹配，用于当金属棒插入开口内时卡紧金属棒。所述供电装置分别与土壤湿度探测器和比较器连接；所述比较器与继电器连接，所述土壤湿度探测器和给水装置连接，所述调节电路和比较器连接。所述给水装置包括控制设备(水泵、电磁阀等)和浇灌机构；所述控制设备与继电器输出端连接；所述浇灌设备与控制设备连接；所述浇灌设备用于对待检测土壤喷淋水分。所述报警装置与继电器连接。所述供电装置为太阳能供电装置、USB充电装置、开关电源适配器、干电池、充电宝中的一种或几种的组合。本实施例提供的湿度敏感层采用纳米复合湿度敏感材料，可以选用TiO2纳米粒子、聚合物纳米线、石墨烯的纳米复合材料。本实施例提供的供电装置、比较器、调节电路、继电器可以设置于电路板上，形成土壤湿度智能控制系统的控制主板；其中，比较器可以使用LM393比较器来控制电路的开闭，根据土壤湿度所转换到电路的压差来自动选择开闭，所以本实施例的控制主板采用基础元件代替单片机集成电路芯片，使得控制主板的成本下降，继电器采用常闭状态，在土壤湿度过低时状态由闭转为开。如图3所示，本实施例中的LM393比较器的反相输入端与调节电路连接，正向输入端与供电装置(电源端)的接口连接；所述比较器的输出端通过电阻与三极管的基极连接，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极与继电器连接，所述继电器的常闭端与给水装置的接口(外设端)连接，图中，a1为电源端、a2为比较器、a3为继电器、a4为外设端、a5为调节电路、a6为土壤探测器。在控制主板设置两个接线端口用于连接两个分离的第一电极和第二电极，两个电极第一电极和第二电极插入所测土壤中，在电路中作为一个串联电阻，形成回路，其电阻的大小随土壤的湿度变化而变化，当土壤湿度大时，电阻小；当土壤湿度小时，电阻大。调节电路包括可变电阻器，通过设置于可变电阻器上的旋钮来改变电阻阻值的大小，可以通过转动旋钮改变其阻值，从而改变电路分压情况，导致所测湿度限值的变化，可根据需求进行调控，灵活应用。用简单元件代替以单片机为主的装置通过编程设置数据来实现对所测土壤湿度的限值。本实施例提供的报警装置蜂鸣器或发光二极管组成的电路，给水装置采用与控制设备(水泵、电磁阀等)连接的水箱，控制设备与继电器连接，在使用时首先将第一电极和第二电极隔一定距离插入所测土壤；然后连接好电源与控制设备，形成回路；调节旋钮，根据土壤湿度需求调到合适的位置；电路为常闭状态，当由第一电极和第二电极所组成的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种土壤湿度智能调控系统，其特征在于：包括供电装置、土壤湿度探测器、比较器、继电器、给水装置和报警装置；所述供电装置分别与土壤湿度探测器和比较器连接；所述土壤湿度探测器和比较器连接，所述比较器与继电器连接，所述继电器与给水装置连接。

【技术特征摘要】
1.一种土壤湿度智能调控系统，其特征在于：包括供电装置、土壤湿度探测器、比较器、继电器、给水装置和报警装置；所述供电装置分别与土壤湿度探测器和比较器连接；所述土壤湿度探测器和比较器连接，所述比较器与继电器连接，所述继电器与给水装置连接。2.如权利要求1所述的土壤湿度智能调控系统，其特征在于：所述给水装置包括控制设备和浇灌设备；所述控制设备与继电器输出端连接；所述浇灌设备与控制设备连接；所述浇灌设备用于对待检测土壤喷水。3.如权利要求1所述的土壤湿度智能调控系统，其特征在于：还包括调节电路，所述调节电路与比较器连接。4.如权利要求1所述的土壤湿度智能调控系统，其特征在于：所述土壤湿度探测器包括第一电极和第二电极；所述第一电极和第二电极均设...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宁，唐宇，熊晓莉，陆胜，陶亮，
申请(专利权)人：重庆工商大学，重庆博乐农业科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆,50