基于累積光輻射的溫室物聯網自動灌溉系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種基于累積光輻射的溫室物聯網自動灌溉系統。
【背景技術】
[0002]我國是世界上設施園藝生產面積最大的國家，但是，設施園藝的科技水平尚低，水肥管理多數依靠經驗模式，溝畦大水漫灌、超量不平衡施肥，不僅水肥的利用效率低，資源浪費嚴重，而且污染環境，影響作物生長發育和生產可持續。
[0003]采用現代節水灌溉技術替代傳統的澆水、施肥方式，實現適時適量“精細灌溉”，具有重要的現實意義和必要性。然而，目前節水灌溉技術的可控水平尚低。
【發明內容】
[0004]針對以上不足，本實用新型提供了一種基于累積光輻射的溫室物聯網自動灌溉系統，本系統可以自動實時采集環境中光輻射強度等信息，處理器根據實時采集的光輻射強度，進行累積計算，并根據作物生長需求設定特定累積輻射下的灌溉量，從而實現自動化灌溉。系統還能通過移動網絡將感知數據上傳至服務器，以便進行遠程實時監控和數據下載，用于科學分析和輔助生產。
[0005]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0006]一種基于累積光輻射的溫室物聯網自動灌溉系統，所述溫室物聯網自動灌溉系統包括微處理器，與微處理器連接有電源、信息感知系統、灌溉控制系統、無線傳輸系統以及顯示模塊；
[0007]其中:
[0008]所述的信息感知系統包括用于測量空氣溫濕度傳感器和用于測量作物接收光的光輻射傳感器；所述的灌溉控制系統以上述的微處理器為核心，與微處理器連接流量計以及繼電器，繼電器控制并連接有電磁閥，電磁閥控制有灌溉裝置；微處理器統計并計算光輻射量，然后根據光輻射量控制繼電器以及電磁閥的開啟。
[0009]進一步的，微處理器選用MSP430F149微處理器；所述空氣溫濕度傳感器采用SLHT5-1傳感器，光輻射傳感器選用ARN-GZ光照傳感器。空氣溫濕度傳感器的接線方式為:弓I腳一接3.3V電源引腳，引腳二接至IJ 3.3V地線引腳，引腳3接到MSP430F149的P6.1引腳，引腳4接到MSP430F149的P6.2引腳；光照輻射傳感器的接線方式為:引腳一接3.3V電源引腳，引腳二接3.3V地線引腳，引腳三接MSP430F149的P6.3引腳。
[0010]進一步的，所述無線傳輸系統選用GPRS，GPRS型號為H 7210 DTU ；GPRS的RX，TX弓I腳連接有串口電路SP3232EEN的13，14引腳，SP3232EEN的11、12引腳連接到MSP430F149的通訊串口 P3.6、P3.7。
[0011]進一步的，所述顯示模塊包含有與控制處理系統連接的顯示屏。
[0012]進一步的，所述基于累積光輻射的溫室物聯網自動灌溉系統配置了與微處理器連接的復位電路、聞低頻晶振及定義好的標準輸入i/o 口。
[0013]進一步的，所述顯示屏選用0CMJ8X10B顯示屏。
[0014]本實用新型的工作原理是:
[0015]光和水是作物進行光合作用的基本因素，外界溫濕度變化對作物的光合作用也有很大影響。本實用新型擬通過測量作物接收的光輻射量計算出作物進行光合作用所需的水分，并通過控制電路實現水分的自動供應，以達到精確灌溉的目的。
[0016]本實用新型的有益效果是:
[0017]本實用新型提供了一種基于累積光輻射的溫室物聯網自動灌溉系統，可以根據作物需求進行自動控制灌溉，從而最大限度的節約水、肥，提高利用效率，并實現灌溉自動化。
[0018]該系統可以實時采集有關環境信息，并將環境光輻射強度進行累積計算，根據作物生長特點確定特定累積光輻射下的水分需求，通過控制系統實現定時定量自動灌溉。系統還能通過移動網絡將感知數據上傳至服務器，以便進行實時監控、數據下載、科學分析和輔助生產。
【附圖說明】
[0019]圖1為基于MSP430F149的系統主板；
[0020]圖2為光輻射傳感器；
[0021]圖3為控制電路原理圖；
[0022]圖4為空氣溫濕度接線原理圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述:
[0024]如圖所示為本實用新型的一個具體實施例，累計光輻射的物聯網自動灌溉系統，包括微處理器，所述微處理器連接有電源、光輻射信息感知系統、溫室環境信息感知系統、信息處理系統、灌溉控制系統、無線傳輸系統及顯示模塊。
[0025]控制處理系統設置為以微處理器為核心，微處理器連接繼電器1、電磁閥2、流量計。
[0026]微處理器選用了 MSP430F149微處理器。該型微處理器為16位精簡指令集架構，指令運行速度快，具有超低功耗特性，具有豐富的片內資源及外圍模塊，內置60KB FLASH存儲器，2KBRAM,具有2個通用串行通信接口。
[0027]除微處理器外，核心板配置了復位電路、高低頻晶振及定義好的標準輸入I/O 口，方便進行系統設計和擴展。MSP430F149微處理器核心板設計如圖2所示。
[0028]控制處理系統中，控制信號端與MSP430F149的P3.1引腳及接地引腳相連接，由微處理器通過該引腳輸出相應的高低電平信號進行控制。
[0029]GPRS 的 RX, TX 引腳連接 SP3232EEN 的 13，14 引腳，SP3232EEN 的 11、12 引腳連接到 MSP430F149 的通訊串口 P3.6、P3.7。
[0030]信息感知系統包含有空氣溫濕度傳感器、光福射傳感器。
[0031]空氣溫濕度測量選用了 SLHT5-1傳感器，傳感器工作電壓為3V，兩線數字信號輸出，溫度測量范圍是-40?123.8° C，濕度測量范圍是O?100%RH，溫度測量精度是±0.5° C，濕度測量精度是±4.5%RH，響應時間為8s ;空氣溫濕度傳感器連接在MSP430F149的P6.3和P6.2引腳以及5V供電引腳，通過微處理器的AD轉換得到數據；空氣溫濕度傳感器的接線方式為:引腳一接MSP430F149的3.3V電源引腳，引腳二接到MSP430F149的3.3V地線引腳，引腳3接至Ij MSP430F149的P6.1引腳，引腳4接到MSP430F149 的 P6.2 引腳。
[0032]光照輻射傳感器選用的是ARN-GZ，測量范圍是0_200Klux，精度為±3% ;土壤溫度選用的TW型土壤溫度傳感器，測量范圍為-30°c?70°C，測量精度:±0.15°C ;土壤濕度傳感器型號為ARN-100傳感器ARN-FS傳感器，技術參數:量程:0?100%工作電壓12V，輸出信號:4?20mA。
[0033]本實用新型的電源系統由220V市電、兩路開關電源及相關的控制電路組成。控制處理系統的微處理器連接了信息感知系統和無線傳輸系統；控制處理系統把采集的光輻射信息進行累積計算，根據設定的累積輻射值和灌溉水量，實現自動澆灌，并通過流量計進行閉環控制。
[0034]當然，上述說明并非是對本實用新型的限制，本實用新型也并不僅限于上述舉例，本技術領域的技術人員在本實用新型的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種基于累積光輻射的溫室物聯網自動灌溉系統，其特征在于:所述溫室物聯網自動灌溉系統包括微處理器，與微處理器連接有電源、信息感知系統、灌溉控制系統、無線傳輸系統以及顯示模塊； 其中: 所述的信息感知系統包括用于測量空氣溫濕度傳感器和用于測量作物接收光的光輻射傳感器；所述的灌溉控制系統以上述的微處理器為核心，與微處理器連接流量計以及繼電器，繼電器控制并連接有電磁閥，電磁閥控制有灌溉裝置；微處理器統計并計算光輻射量，然后根據光輻射量控制繼電器以及電磁閥的開啟。
2.根據權利要求1所述的基于累積光輻射的溫室物聯網自動灌溉系統，其特征在于:微處理器選用MSP430F149微處理器；所述空氣溫濕度傳感器采用SLHT5-1傳感器，光輻射傳感器選用ARN-GZ光照傳感器；空氣溫濕度傳感器的接線方式為:引腳一接3.3V電源引腳，引腳二接到3.3V地線引腳，引腳3接到MSP430F149的P6.1引腳，引腳4接到MSP430F149的P6.2引腳；光照輻射傳感器的接線方式為:引腳一接3.3V電源引腳，引腳二接3.3V地線引腳，引腳三接MSP430F149的P6.3引腳。
3.根據權利要求1所述的基于累積光輻射的溫室物聯網自動灌溉系統，其特征在于:所述無線傳輸系統選用GPRS，GPRS型號為H 7210 DTU ;GPRS的RX，TX引腳連接有串口電路SP3232EEN 的 13，14 引腳，SP3232EEN 的 11、12 引腳連接到 MSP430F149 的通訊串 口 P3.6、P3.7。
4.根據權利要求1所述的基于累積光輻射的溫室物聯網自動灌溉系統，其特征在于:所述顯示模塊包含有與控制處理系統連接的顯示屏。
5.根據權利要求1所述的基于累積光輻射的溫室物聯網自動灌溉系統，其特征在于:所述基于累積光輻射的溫室物聯網自動灌溉系統配置了與微處理器連接的復位電路、高低頻晶振及定義好的標準輸入I/o 口。
6.根據權利要求4所述的基于累積光輻射的溫室物聯網自動灌溉系統，其特征在于:所述顯示屏選用0CMJ8X10B顯示屏。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于累積光輻射的溫室物聯網自動灌溉系統，控制處理系統連接有電源、光輻射信息感知系統、溫室環境信息感知系統、灌溉控制系統、無線傳輸系統及顯示模塊等部分。本實用新型可以自動、實時采集環境中的光輻射強度、溫度、濕度等信息，并將光輻射強度進行累積計算，獲得總輻射，以累積輻射量為設定因子實現溫室作物的自動控制灌溉；系統還可將感知信息通過移動網絡傳輸至服務器，以便進行遠程實時監控和數據下載，用于科研分析和輔助決策。
【IPC分類】A01G9-26
【公開號】CN204272827
【申請號】CN201420075827
【發明人】魏珉, 柳平增, 葛慶寶, 饒玲康, 張慶雷, 李汝嶺, 沈蘭奔, 胡瑩瑩, 李冬
【申請人】山東農業大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年2月23日