[實用新型]肥水一體化自動控制系統

有效

• 申請號: 201420607339.3
• 申請日: 2014-10-18
• 公開（公告）號: CN204317012U
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 韓富根;荊酉軍;郭向陽
• 申請（專利權）人: 鄭州在田農業科學技術研究院
• 主分類號: A01C23/04
• 分類號: A01C23/04
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本實用新型涉及一種肥水一體化自動控制系統,尤其是使用單片機和zigbee無線傳輸的自動控制系統。

背景技術

當前占世界人口總量的40%的80個國家缺水，而我國每年的缺水量近400億立方米，其中農業缺水約300億立方米，而農業用水的90%是灌溉用水，因此節水首先要在農業節水上下功夫。目前我國的灌水利用率只有40%左右，而發達國家的利用率可以高達80%—90%，因此提高灌水利用率成為節水的關鍵。另外隨著工業化、城市化進程的加快，有害垃圾和危險廢料不斷向地表堆放和傾倒，有害廢水不斷向土壤滲透，與空氣污染有關的毒塵埃不斷隨雨水降到土壤中，對土壤造成了污染。且對于農田土壤而言，長期忽視有機肥的施用且過量施用化肥，尤其是連續施用化肥，將會引起土壤的酸化，導致有害物質的釋放，有毒物質毒性增強。對生物體產生極其不良的影響。因此合理施肥，科學施肥成為避免對土壤造成污染的關鍵。

目前我國的節水灌溉施肥自動化還處于起步階段。自動化的程度低，大部分開發的自動灌溉施肥控制系統還處于研制、試用階段。且在大部分沒有考慮通過灌溉系統施肥。即使在最適宜用灌溉施肥技術的設施栽培中，灌溉施肥面積也僅占20%左右。目前在開發的產品中有代表性的如中國農業機械化研究院聯合多家單位研制的2000型溫室自動灌溉施肥系統，具有手動控制、程序控制和自動控制等多種灌溉系統模式，可按需要靈活運用，但其應用成本較高，適用于溫室作物。由中國灌排技術開發公司開發的集中或分散式微灌自動監控系統，根據灌溉計劃能自動對微灌工程進行監視，控制和事故處理，其核心控制部件為8098單片機。北京農業工程大學研制的自動化灌溉控制系統是以8031單片機為核心，可對多通道土壤水分進行檢測，實現對多路通道進行自動灌溉控制功能。但以上兩種系統選用的芯片功能較少，由于電路的擴展而使系統復雜化，而且系統運行不穩定。北京奧特思達科技有限公司研制的WT-02型微噴灌定時自動控制器，是一種供農業、草坪、果園、溫室等一般場合給水的電子灌溉自動化控制系統。但是他只能對作物實現定時定量周期性的灌溉不能按照作物所需水分進行適時、適量的灌溉。維護的費用也相對較高。還有一些自動控制灌溉施肥控制器只能單一的進行控制，而且需要接大量的電線，這樣就大大地增加了成本和勞動量。所以適用化的程度也不高。

發明內容

為解決上述的自動灌溉施肥系統控制系統的缺陷，本實用新型提供一種自動控制系統，該系統結構簡單，所用的單片機集成化程度高，成本低，且系統運行穩定。使用無線模塊進行通訊，降低了功耗，且降低了成本和勞動量。

本實用新型解決其技術問題的技術方案是：自動控制系統的是以STM32F103R6T6(1)單片機為控制核心，單片機得最小系統電路加上一些外圍的數據采集電路，存儲電路24C02（2），掉電存儲電路（3）,2701光電耦合器（9）隔離電路，JZC-32F-012-HS繼電器（8）輸出控制電路，電源電路由三端穩壓器LM317（5）、三端穩壓器LM117（4）和三端穩壓器7805組成（6），zigbee無線傳輸模塊CC2530（10）。模塊化的設計，每一個模塊完成一個確定的任務，實現具體的某個功能，這些模塊再組織起來可以完成一個特定的功能，滿足系統的要求。這樣實際上容易實現、方便理解，還能提高軟件的可修改性及軟件開發工作的組織管理。

每個控制系統通過信號線分別與傳感器或者控制電磁閥連接。這樣控制器就可以將傳感器采集上來的信息通過zigbee模塊傳遞給中心計算機進行處理，也可以根據存儲在單片機中的程序對各個電磁閥進行控制。

基于單片機的智能控制系統，通過配備各種傳感器，控制器可以對土壤溫濕度、大氣溫度、風速、風向、壓力、管道流量等進行檢測，并通過繼電器的開關信號實現控制輸出的功能。并將這些信息通過zigbee模塊傳遞給顯示屏，這樣就能實時顯示采集的傳感器數據及電磁閥的開關狀態。

附圖說明

說明書附圖表示了本實用新型的工作原理圖。

圖1是單片機的最小系統和電源電路圖。

圖2是輸出控制和光電耦合隔離電路。

圖3是zigbee模塊的最小電路

圖中：(1)主芯片STM32F103R6T6，（2）存儲芯片24C02，（3）掉電存儲電路，（4）三端可調穩壓器LM117，（5）三端可調穩壓器LM317，（6）三端穩壓器7805，（7）復位電路，（8）JZC-32F-012-HS繼電器，（9）2701光電耦合器。（10）zigbee模塊的芯片CC2530。