農田信息自動採集與灌溉智能控制裝置的製作方法

2023-04-23 22:27:51

專利名稱：農田信息自動採集與灌溉智能控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於農田灌溉控制設備，具體涉及農田信息自動釆 集與灌溉智能控制裝置。二、 背景技術隨著信息技術的發展，農業信息化和智能化水平不斷提高。在 農業灌溉方面，自動化滴灌技術已經從設施農業向大田種植普及。 但傳統的自動化滴灌技術只是進行固定時序的灌溉，由系統執行預設的指令。如申請號為200520016081. 0的中國專利說明書公開的一 種時序灌溉控制器，該控制器可以按照用戶預設的時間來進行時序 灌溉控制，其包括微控制器、外部數據存儲器、LCD顯示器、操作按 鍵、功能旋鈕、實時日曆時鐘、控制輸出、數據採集、外殼等，通 過運行PC上的灌水時間表編輯軟體將灌水時間表的配置輸入控制 器，實現定時灌溉。此控制器不能按照土壤水分和農田環境的變化 進行動態控制，灌溉的精確度不高。要實現完全的自動控制和灌溉 智能化，就必須要在採集農田墒情實時數據的基礎上，進行微機決 策，之後將指令發送至控制系統，完成全自動控制。申請號為 200420000723. 3的中國專利說明書公開了 一種灌溉遠程監測與控制 器，可通過GSM簡訊或手機通訊實現數據釆集與灌溉控制，雖然能 夠將檢測到的監測數據經GSM模塊以簡訊或手機通訊的形式發送至 用戶，同時可以用簡訊或手機通訊來控制灌溉，但仍然沒有實現智能決策，農田信息和灌溉指令之間沒有建立必然的聯繫，無法實現 按作物需要和田間墒情制定灌溉制度，影響了灌水效率。三、 發明內容本實用新型的目的是提供一種通過實時採集農田土壤墒情信息 經決策分析生成灌溉制度的智能決策控制系統。本實用新型述及的農田信息自動採集與灌溉智能控制裝置，由 信息採集控制器、中央監控中心、傳感器和電磁閥通過現場總線網 絡方式裝配構成，所述信息採集控制器包含單片機採集卡、單片機 控制卡和總線電源，其通過傳感器接線端子分別與水分傳感器、鹽 分傳感器和壓力傳感器連接，通過電磁閥接線端子與脈衝電磁閬連接；所述總線電源通過電源接線端子與電源線連接、通過總線接線 端子與信號線連接；所述中央監控中心由電源控制器、總線接口卡、 決策模塊和監控計算機構成，通過電源線和信號線與信息釆集控制 器相連。本系統加載了裝有專用分析軟體的決策模塊，集成了信息 釆集和分析決策與智能控制功能，可通過對前端釆集的農田水分、鹽分信息進行分析決策，依據土壤含水量臨界值生成實時動態的灌 溉指令並控制系統進行自動灌溉，並具有對電磁閥實際開啟狀態的 檢測反饋，可以實現灌溉系統的全自動化。四、
圖l為本實用新型系統原理示意圖。圖2為本實用新型裝配結構示意圖。五具體實施方式
如圖1和圖2,本實用新型農田信息自動釆集與灌溉智能控制裝 置與滴灌系統配合設計，包括信息釆集控制器1、中央監控中心2 及脈衝電磁閥13,其信息釆集控制器1包含單片機採集卡3、單片 機控制卡4和總線電源5,通過傳感器接線端子19分別與水分傳感 器10、鹽分傳感器11和壓力傳感器12連接，通過電磁閥接線端子 "分別與脈衝電磁閥13連接，壓力傳感器12和脈衝電磁閥13與滴 灌裝置14連接；所述總線電源5通過電源接線端子17與電源線15 連接、通過總線接線端子18與信號線16連接，通過電源轉換模塊 23、電源指示燈21、電源開關24實現電源轉換、正常性檢測和電源 開啟，通過信號指示燈22實現總線信號正常性檢測；所述中央監控 中心2由電源控制器6、總線接口卡8、決策模塊7和監控計算機9 構成，通過電源線15和信號線16與信息釆集控制器1連接。本裝置結構中的信息釆集控制器1具有2路AD輸入、2路開關 輸入、2路脈衝開關量輸出，可以完成2路信息採集和2路脈衝電磁 閥控制及2路閥門狀態檢測功能；釆用防水塑料外殼和電路板組成， 供電電壓為DC12V~40V,數據釆集電壓為0~5V,脈衝輸出 12V/10ms，開關狀態5V，使用環境工作溫度為-40。C +80。C,相對 溼度40。/。 60。/。RH,存儲溫度-55。C +85。C;採用CAN總線接口，光 電隔離，隔離電壓》500V，總線訪問方式為多主方式或主從輪巡方 式，總線上最多可接110個節點，用專有配置軟體Config-ID進行 地址配置，可進行地址修改和讀寫；釆用AT89C51單片機、AT89C2051嵌入式MCU分別進行數據釆集和控制，以時鐘晶片DS12887構成時 鍾電路，以MAX813L構成看門狗電路WAT,監測程序運行，提高系統 的抗幹擾能力。中央監控中心2的電源控制器具有電壓轉換功能， 可進行220V/36V和36V/5,電壓轉換，可防止突然斷電；總線接口 卡為PCI-9820型，通過計算機插口槽與信號線纜直接連接進行數據 雙向通訊。信息採集控制器1通過水分傳感器10和鹽分傳感器11採集田 間數據信息，可根據土壤溼度臨界值自動啟閉電磁閥13,實現依據 田間墒情決策的動態灌溉；也可根據中央監控中心2上的決策管理 模塊7中的管理軟體編制的輪灌制度進行灌溉。本灌溉控制裝置的 另一功能是通過設置於電磁閥13處的壓力傳感器12對出水口壓力 進行監測，將檢測結果實時反饋到中央監控中心2，根據出水口壓力 判別電磁閥13的開啟狀態，通過軟體圖形界面的電磁閥圖形顏色來 顯示電磁閥13的實際開閉狀態，對故障電磁閥13進行及時檢查修 復，從而避免了發出開啟指令但電磁閥13未打開的現象。本實用新 型農田信息自動釆集與灌溉智能控制裝置應用於農田滴灌工程效果 良好，可實現滴灌系統的智能化和全自動化。
權利要求1、一種農田信息自動採集與灌溉智能控制裝置，該裝置由信息採集控制器(1)、中央監控中心(2)、傳感器(10、11)和電磁閥(13)通過現場總線網絡方式裝配構成，其特徵在於所述信息採集控制器(1)包含單片機採集卡(3)、單片機控制卡(4)和總線電源(5)，其通過傳感器接線端子(19)分別與水分傳感器(10)、鹽分傳感器(11)連接，通過電磁閥接線端子(20)與脈衝電磁閥(13)連接；所述總線電源(5)通過電源接線端子(17)與電源線(15)連接、通過總線接線端子(18)與信號線(16)連接；所述中央監控中心(2)由電源控制器(6)、總線接口卡(8)、決策模塊(7)和監控計算機(9)構成，通過電源線(15)和信號線(16)與信息採集控制器(1)相連。
2、 如權利要求1所述的控制裝置，其特徵在於傳感器接線端子(19) 連接有與脈衝電磁閥(13)相連的壓力傳感器(12)。
專利摘要本實用新型提供了一種農田信息自動採集與灌溉智能控制裝置，由信息採集控制器、中央監控中心、傳感器和電磁閥通過現場總線網絡方式裝配構成。其加載了裝有專用分析軟體的決策模塊，集成了信息採集和分析決策與智能控制功能，可通過對前端採集的農田水分、鹽分信息進行分析，依據土壤含水量臨界值生成實時動態的灌溉指令進而控制系統進行自動灌溉，並具有對電磁閥實際開啟狀態的檢測反饋，可以實現灌溉系統的全自動化。
文檔編號G05B19/418GK201218914SQ20082000690
公開日2009年4月8日 申請日期2008年1月30日 優先權日2008年1月30日
發明者劉恩博, 靜 崔, 程裕偉, 重 鄭, 陳贊輝, 馬富裕 申請人:石河子大學;新疆石達賽特科技有限公司