[發(fā)明專利]一種基于植物全生育期的智能灌溉控制器及使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610103351.4
• 申請日: 2016-02-25
• 公開（公告）號: CN105638394B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 錢春陽;王建春;呂雄杰;李鳳菊
• 申請（專利權(quán)）人: 天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院信息研究所
• 主分類號: A01G25/16
• 分類號: A01G25/16;A01G9/24
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 朱紅星

1.一種基于植物全生育期的智能灌溉控制器，其特征在于該控制器包括：智能灌溉控制器主機和智能灌溉控制器主機外殼；

所述的智能灌溉控制器主機包括：ARM數(shù)據(jù)處理核心單元（20）、通信單元（21）、電源管理單元（22）、灌溉管理單元（23）以及灌溉控制單元（24）；智能灌溉控制器主電路板通過4個電路板固定孔（8）與安裝底板（7）連接；通過向觸摸屏系統(tǒng)輸入與植物全生育期灌溉相關(guān)的處方參數(shù)后啟動自動灌溉流程，系統(tǒng)能夠自動判斷作物所處生育周期，根據(jù)流量傳感器傳回的實時數(shù)據(jù)，并按照設(shè)定參數(shù)控制電磁閥的啟停完成灌溉；

所述的智能灌溉控制器主機外殼包括：殼體（6）、外層門（1），有機玻璃窗（2）、外層門手柄鎖（3）、百葉窗散熱孔（19）、高強度鉸鏈（5）、懸掛安裝孔（9）、內(nèi)層門（14）、內(nèi)層門手柄鎖（15）、觸摸屏安裝孔（16）、合頁（18）和觸摸屏安裝窗（17）；殼體（6）通過高強度鉸鏈（5）與外層門（1）連接，殼體（6）通過合頁（18）與內(nèi)層門（14）連接；殼體（6）兩側(cè)分別有一排具有散熱和防水功能百葉窗散熱孔（19），殼體（6）底面連接安裝底板（7），用于固定安裝智能灌溉控制器主電路板，殼體（6）上方設(shè)置有天線安裝孔（13）、下部設(shè)有電源線固定孔（10）、流量傳感器引線孔（11）、電磁閥接線孔（12）；所述的外層門（1）上設(shè)有有機玻璃窗（2），通過密封膠圈（4）連接，還設(shè)有外層門手柄鎖（3），所述的內(nèi)層門（14）上設(shè)有觸摸屏安裝窗（17）和觸摸屏固定孔（16），還設(shè)有內(nèi)層門手柄鎖（15）；所述的智能灌溉控制器主機同時存儲4種植物全生育期內(nèi)的灌溉處方參數(shù)，以供種植選擇；程序通過實時時鐘和已設(shè)定的灌溉處方參數(shù)自動判斷植物當(dāng)前所處生育期；或采用臨時補灌方案，隨時增加灌水量,其中臨時補灌方式可選擇按需水量補灌或者按照時間補灌；所述的植物全生育期內(nèi)的灌溉處方參數(shù)是通過進(jìn)行不同水分處理實驗挑選出的參數(shù)，這些參數(shù)通過觸摸屏輸入到控制器CPU當(dāng)中，并存儲在控制器的外部存儲器中，該外部存儲器具有非易失性；所述的觸摸屏能夠采用VGUS組態(tài)開發(fā)軟件進(jìn)行用戶圖形界面設(shè)計,通過SD卡批量下載程序；ARM主控制器采用 32 位的ARM 低功耗微處理器STM32F103RCT6，具有25Kbyte Flash、48Kbyte RAM，工作頻率可達(dá)72MHz，能夠滿足該控制器監(jiān)測與數(shù)據(jù)處理的需求；

該處理器具有5個異步串行接口，能夠同時連接觸摸屏單元、GPRS模塊、無線傳輸模塊和流量檢測模塊，還可以擴展TF卡用于存儲數(shù)據(jù)；

所述的灌溉控制單元包括流量傳感器接口和電磁閥接口，其中，流量傳感器接口采用標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS DTU協(xié)議，通過STM32F103RCT6控制芯片與外部流量計進(jìn)行連接，用于實時監(jiān)測灌水量值，保證整個系統(tǒng)灌溉作業(yè)的精確程度；其中電磁閥接口通過控制芯片的GPIO引腳與一路5DVC-24DVC高電平觸發(fā)繼電器模塊相連接，來實現(xiàn)電磁閥的接通和斷開。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于植物全生育期的智能灌溉控制器，其特征在于通過采用433MHz短距離無線通訊芯片接收下位機傳感器傳回的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)為植物全生育期的灌溉提供有力的參考依據(jù)；或打包環(huán)境數(shù)據(jù)后通過GPRS模塊上傳至設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中。

3.權(quán)利要求1所述的一種基于植物全生育期的智能灌溉控制器的使用方法，其特征在于按如下的步驟進(jìn)行：

（1）將智能灌溉控制器通過懸掛安裝孔，安放于日光溫室耳房墻壁上，將棚內(nèi)的電磁閥和流量計引線通過線路保護(hù)管引入安裝于耳房內(nèi)，分別引入控制器的流量傳感器引線孔和電磁閥引線孔內(nèi)與智能灌溉控制器主機電路板相連接，市電線路通過電源固定孔引入并連接至主機電路板；

（2）安裝完畢，啟動控制器，選擇灌溉方式和要灌溉的植物品種；

（3）初次啟動設(shè)備需要進(jìn)行用戶身份驗證，然后進(jìn)入修改參數(shù)界面通過觸摸屏輸入已選植物在整個生育期內(nèi)的所有的灌溉處方參數(shù)，之后再次啟動設(shè)備系統(tǒng)會自動調(diào)用對應(yīng)處方參數(shù)，無需重復(fù)輸入；

（4）點擊屏幕上的“啟動灌溉”按鈕，系統(tǒng)自動進(jìn)入準(zhǔn)備灌溉狀態(tài)，系統(tǒng)在每次打開電磁閥后定時更新當(dāng)前總灌溉水量，直到達(dá)到應(yīng)灌水量值關(guān)閉電磁閥，并更新已灌水量、已灌溉次數(shù)的參數(shù)，系統(tǒng)將在每天0時判斷是否需要更新植物生育期，并調(diào)用該生育期內(nèi)的相關(guān)灌溉處方參數(shù)，最終完成選定品種在整個生育期內(nèi)的灌溉任務(wù)；

（5）管理員可以根據(jù)需要暫停灌溉，進(jìn)行臨時補灌，以選擇采用按水量或按時間方式進(jìn)行補灌；

（6）管理員可以查詢已選植物在整個生育期內(nèi)的完整灌溉記錄；

（7）管理員可以通過設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)查詢當(dāng)前溫室內(nèi)環(huán)境信息，以對種植作業(yè)進(jìn)行輔助管理。