[發(fā)明專利]基于ARM的節(jié)水灌溉智能系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610042412.0
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN105432428A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發(fā)明（設計）人: 倪振松;郭藝洪;蘇振強;鄭森泉;劉曉英;何佳強;林曉靜;何樂業(yè)
• 申請（專利權）人: 福建師范大學福清分校
• 主分類號: A01G25/00
• 分類號: A01G25/00;A01G25/16
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發(fā)明涉及農業(yè)灌溉領域，特別是一種基于ARM的節(jié)水灌溉智能系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法。

背景技術

農業(yè)是我們人類社會最古老的行當，是各門各業(yè)的基本，同時也是我們人類得以生活的條件。農業(yè)的發(fā)展取決于，兩個條件，一是技術的條件，二是水條件。

創(chuàng)新的農業(yè)技術影響著農業(yè)的發(fā)展未來。要想讓古老的人工種植模式向著高科技自動種植轉化，粗放經營向集約經營轉化，就要求農業(yè)技術要有一次大的跳躍，開始一次巨大的農業(yè)技術革新。但是農業(yè)還是落后了其他產業(yè)一大截，農業(yè)澆溉技術尤為落后。灌溉技術的低下嚴重拖累了我國農業(yè)的發(fā)展。以前的灌溉系統(tǒng)自動化程度太低，大部分還要依賴于人工操作，即使預先給定一個固定值，但是又不好對其有效操控，于是為了有效提高灌溉效率，簡化勞動時間和節(jié)省水資源，節(jié)水灌溉技術的研發(fā)勢在必行。

對于田間灌溉管理來說現(xiàn)代智能灌溉控制系統(tǒng)是一種高效的技術，它可以有效提高操作準確度，方便灌溉過程中的科學管理，并且對于操作者的素質要求低。在極大地降低了勞動量的同時還能定時定量精準有效的給農作物自動澆水，來提高農作物的質量、產量，并且還能節(jié)約水資源和電力能源。

現(xiàn)代灌溉控制器在我國還沒得到大量的研發(fā)和試用，和外國比起來，我們更多是在手動種植，就算有些地方自己研究了一些類似自動化灌溉的系統(tǒng)，但是那都是憑借以往經驗設定的，不能靈活應用，假如灌溉的水量和農作物實際上所需要的水量相比太少，就不能使農作物健康生長；而灌溉的水量太多了，肥力流失，又會使資源浪費，并且傳統(tǒng)的灌溉法還要靠人們控制才能使用，那樣的生產力太過低下，這不符合現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展所需要的高效率、低勞力的要求

中國今年來購進了外國許多高級灌溉系統(tǒng)，可是相對資金消耗過多，修理維護較為艱難，大部分只能應用于農業(yè)實驗區(qū)、研究單位和農林大學，并且不適合我國土質的特點。在中國的獨立研究和發(fā)展的現(xiàn)代灌溉控制器仍然是在初始階段。所以，中國作為一個農業(yè)大國，必需要研制一個歸于自個的領先的低成本、便利保護、體系功用強而且拓展簡單的數(shù)字式節(jié)水灌溉體系。我的畢業(yè)設計就是一個針對這一現(xiàn)狀而設計出來的智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種基于ARM的節(jié)水灌溉智能系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法，通過實時監(jiān)測采集植物土壤的環(huán)境，使土壤的各參量指標符合植物的最佳生長環(huán)境要求，以保證植物的正常增長和降低人工監(jiān)控、提高經濟效益。

本發(fā)明采用以下方案實現(xiàn)：一種基于ARM的節(jié)水灌溉智能系統(tǒng)，包括復數(shù)個用以對種植作物的土壤進行溫濕度檢測并輸出控制的下位機與一用以數(shù)據(jù)設定與數(shù)據(jù)傳送的上位機；所述下位機包括單片機以及與其相連的控制模塊、LCD顯示模塊、報警模塊、A/D轉換模塊與無線通信模塊；所述A/D轉換模塊還與一溫度傳感器以及一濕度傳感器相連；所述控制模塊與一提示放水的信號燈以及一用以調節(jié)灌溉水量的控制閥門相連；所述上位機包括單片機以及與其相連的無線通信模塊、顯示模塊、報警模塊與按鍵模塊；所述上位機與所述下位機通過無線通信模塊進行數(shù)據(jù)通信。

進一步地，所述下位機中的單片機為STC12C5A60S2單片機。由于下位機需要較大的存儲量，因此選擇一個數(shù)據(jù)和程序容量較大的單片機，就不用擴展數(shù)據(jù)和程序存儲器，則采用STC12C5A60S2單片機作為核心控制器。該單片機STC12C5A60S2是作為使用51內核為核心的一系列宏晶生產的單時鐘、機器周期單片機之中的佼佼者，具有迅速、低消耗、強烈抵抗干擾等等幾項新機能，同時又繼承了傳統(tǒng)8051的操作指令，可是又快出傳統(tǒng)8051的8~12倍速度，并且STC12C5A60S2單片機還在但片子里面集合了MAX810專用復位電閘。4路，高速10位A/D轉成換五路，在電機控制中，強干擾。

進一步地，所述上位機中的單片機為STM32單片機。

進一步地，所述溫度傳感器與濕度傳感器為溫濕度復合傳感器，所述溫濕度復合傳感器為SHT-11。

進一步地，所述控制模塊包括有溫度輸出控制電路、濕度輸出控制電路，數(shù)值設置控制電路；所述溫度輸出控制電路、濕度輸出控制電路均包括一用以實現(xiàn)開關控制的繼電器。下位機的單片機I/O口通過光耦輸出控制繼電器開關作用，實現(xiàn)對輸出端器件的控制。