無線遙測遙控土壤濕度直流電機(jī)水泵的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及電子【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種無線遙測遙控土壤濕度直流電機(jī)水泵。包括土壤濕度傳感器、土壤濕度測量電橋、低頻晶體振蕩器、差動放大器、功率放大器、無線發(fā)射器、水源檢測傳感器、水源光耦控制開關(guān)、無線接收器、直流電機(jī)水泵，土壤濕度水分遙測遙控，全自動控制農(nóng)田灌溉，解決交流電源不便鋪設(shè)、離水源較遠(yuǎn)或水源不足、地勢不平坦農(nóng)作物都能處于最佳生長狀態(tài)，大大提高農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)水平，土壤濕度傳感器、水源檢測傳感器電極正弦波傳感有效防護(hù)電解腐蝕延長使用。無線收/發(fā)晶振高穩(wěn)頻遙測遙控，脈沖編碼、譯碼容量大、抗干擾性強(qiáng)，相鄰農(nóng)田運(yùn)行穩(wěn)定可靠，互不干擾。本實用新型廣泛適用于農(nóng)田灌溉保障土壤濕度滿足作物生長要求。
【專利說明】無線遙測遙控土壤濕度直流電機(jī)水泵

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及電子【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種無線遙測遙控土壤濕度直流電機(jī)水 栗。

【背景技術(shù)】 [0002]
[0003] 生長植物的土壤需要保持一定的濕度，用人工控制土壤濕度既不準(zhǔn)確，勞動量又 大，不適合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求。尤其交流電網(wǎng)不便鋪設(shè)，雨水稀少干旱貧脊地區(qū)水源不足或 離水源較遠(yuǎn)，或地勢不平坦農(nóng)田不便灌溉，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]
[0005] 本實用新型的目的是提供交流電網(wǎng)不便鋪設(shè)的農(nóng)田，測量土壤濕燥信息無線發(fā) 射，電磁波空間傳輸?shù)接兴吹臒o線接收器設(shè)定灌溉濕度、供水范圍的一種無線遙測遙控 土壤濕度直流電機(jī)水泵。
[0006] 本實用新型技術(shù)解決方案：包括蓄電池、控制器電源、土壤濕度傳感器、土壤濕度 測量電橋、低頻晶體振蕩器、緩沖放大器、有源帶通濾波器、差動放大器、檢波器、功率放大 器、調(diào)制器、無線發(fā)射器、水源檢測傳感器、水源光耦控制開關(guān)、無線接收器、繼電器、直流電 機(jī)水泵，其中，低頻晶體振蕩器輸出正弦波信號經(jīng)緩沖放大器、有源帶通濾波器濾除高次諧 波接土壤濕度測量電橋輸入端，土壤濕度測量電橋測量橋臂連接土壤濕度傳感器，土壤濕 度測量電橋輸出經(jīng)差動放大器、檢波器、功率放大器驅(qū)動調(diào)制器至無線發(fā)射器一次調(diào)制攜 帶土壤濕度測量信息，無線發(fā)射器脈沖編碼二次調(diào)制信道加密由天線發(fā)射，電磁波經(jīng)空間 傳輸?shù)綗o線接收器，無線接收器脈沖譯碼信道解密，解調(diào)土壤濕度測量信息控制水泵灌溉， 無線接收器由水源檢測傳感器LC振蕩器輸出低頻交變正弦波接入水源光耦控制開關(guān)提供 傳感信號，LC振蕩器電感Tk 一端接入水源檢測傳感器探測電極，另一端經(jīng)隔直電容C6接 二極管整流、電容濾波、限流電阻至三極管VT 2電流放大驅(qū)動光耦發(fā)光二極管，光電三極管 與無線射頻接收器譯碼輸出驅(qū)動繼電器三極管^3串聯(lián)相接，經(jīng)繼電器觸點(diǎn)連接直流電機(jī) 水泵和蓄電池，直流電機(jī)并接RC阻容抑制電刷產(chǎn)生的火花干擾，控制器電源接入無線接收 器電源端；
[0007] 土壤濕度傳感器至少有兩支圓柱或扁圓形不銹鋼電極，其下端呈尖錐形插入土 壤，上端由導(dǎo)線焊接引出，電極之間設(shè)有間距由工程塑料注塑成一體，粘合在無線發(fā)射器工 程塑料盒底，電極引出導(dǎo)線連接土壤濕度測量電橋測量橋臂；
[0008] 水源檢測傳感器由一段塑料水管內(nèi)截面設(shè)有間隔的兩個不銹鋼探測電極，屏蔽電 纜線連接插腳引出，引出處設(shè)有防潮濕外護(hù)套管，電極引出屏蔽電纜線連接水源檢測信號 發(fā)生器、水源光耦控制開關(guān)，水源檢測傳感器塑料水管連接水源進(jìn)水管和水泵；
[0009] 無線發(fā)射器由射頻晶體振蕩器、射頻功率放大器、脈沖編碼器、調(diào)制器、天線組成， 射頻晶體振蕩器輸出接射頻功率放大器，射頻功率放大器與調(diào)制器饋電串聯(lián)相接，調(diào)制器 輸入端接脈沖編碼器編碼脈沖，調(diào)制器電源端由攜帶土壤濕度測量信息功率放大器驅(qū)動， 經(jīng)天線發(fā)射；
[0010] 無線接收器由天線信號接入射頻高放、混頻，本機(jī)晶振信號接入混頻器，混頻后提 取中頻信號經(jīng)放大、解調(diào)、低放至脈沖譯碼器，脈沖譯碼器輸出經(jīng)驅(qū)動繼電器三極管與水源 光耦控制開關(guān)光耦光電三極管串聯(lián)相接，繼電器觸點(diǎn)連接直流電機(jī)水泵，解調(diào)土壤濕度測 量信息控制直流電機(jī)水泵開啟或停止灌溉。
[0011] 本實用新型產(chǎn)生積極效果：交流電網(wǎng)不便鋪設(shè)的農(nóng)田，無線遙測遙控土壤濕度全 自動灌溉，保持土壤濕度在規(guī)定范圍內(nèi)，尤其離水源較遠(yuǎn)、水源不足和地勢不平坦農(nóng)田作物 都能處于最佳生長狀態(tài)，省時省力大大提高農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)水平，土壤濕度傳感器、水源檢測 傳感器電極均設(shè)成正弦波傳感防護(hù)措施，有效避免因直流電傳感電極產(chǎn)生電解極化腐蝕， 保障無線遙測遙控水泵長期可靠使用，無線收/發(fā)晶振高穩(wěn)頻遙測遙控、脈沖編碼譯碼容 量大，抗干擾性強(qiáng)，相鄰農(nóng)田運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，互不干擾。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1本實用新型技術(shù)方案原理框圖
[0013] 圖2 土壤濕度傳感器示意圖
[0014] 圖3 土壤濕度測量無線發(fā)射器電路
[0015] 圖4無線接收器直流電機(jī)水泵電路

【具體實施方式】
[0016] 參照圖1、2、3、4,本實用新型【具體實施方式】和實施例，包括蓄電池、控制器電源、土 壤濕度傳感器6、土壤濕度測量電橋5、低頻晶體振蕩器1、緩沖放大器2、有源帶通濾波器3、 差動放大器4、檢波器7、功率放大器8、調(diào)制器9、無線發(fā)射器10、水源檢測傳感器15、水源 光耦控制開關(guān)12、無線接收器11、繼電器13、直流電機(jī)水泵14,其中，低頻晶體振蕩器1輸 出正弦波信號經(jīng)緩沖放大器2、有源帶通濾波器3濾除高次諧波接土壤濕度測量電橋5輸入 端，土壤濕度測量電橋5測量橋臂連接土壤濕度傳感器6, 土壤濕度測量電橋5輸出經(jīng)差動 放大器4、檢波器7、功率放大器8驅(qū)動調(diào)制器9至無線發(fā)射器10 -次調(diào)制攜帶土壤濕度測 量信息，無線發(fā)射器10脈沖編碼二次調(diào)制信道加密由天線發(fā)射，電磁波經(jīng)空間傳輸?shù)綗o線 接收器11，無線接收器11脈沖譯碼信道解密，解調(diào)土壤濕度測量信息控制水泵灌溉，無線 接收器11由水源檢測傳感器15LC振蕩器16輸出低頻交變正弦波接入水源光耦控制開關(guān) 12提供傳感信號，LC振蕩器16電感TL 2 -端接水源檢測傳感器15探測電極，另一端經(jīng)隔直 電容C6接二極管整流、電容濾波、限流電阻至三極管VT 2電流放大驅(qū)動光耦發(fā)光二極管，光 耦光電三極管與無線接收器11譯碼輸出驅(qū)動繼電器13三極管VT3串聯(lián)相接，經(jīng)繼電器13 觸點(diǎn)連接直流電機(jī)水泵14和蓄電池，直流電機(jī)14并接RC阻容抑制電刷產(chǎn)生的火花干擾， 控制器電源接入無線接收器11電源端。
[0017] 低頻晶體JT振蕩器ICla產(chǎn)生穩(wěn)定的低頻正弦波，經(jīng)緩沖放大器IClb阻抗匹配，有 源帶通濾波器ICi。濾除高次諧波提供測量電橋優(yōu)質(zhì)信號源，作用于土壤濕度傳感器RS傳感 土壤濕度的電阻率改變電橋特性，達(dá)到檢測目的。
[0018] 調(diào)節(jié)電位器RPi設(shè)待灌土壤濕度，使電橋平衡，差動放大器1(：1(1輸出為零，檢波器 IC 2b、IC2。、功放IC2d無輸出信號，無線發(fā)射器沒有發(fā)射遙控指令，因此無線接收器沒譯碼信 號輸出，驅(qū)動三極管VI\截止，繼電器觸點(diǎn)J_i常閉接通交流接觸器K，觸點(diǎn)K_i、κ_ 2接通直 流電機(jī)Μ開啟水泵運(yùn)轉(zhuǎn)抽水灌溉；土壤濕度達(dá)到設(shè)定值，即減小土壤電阻率測量電橋失去 平衡，差動放大器ICld輸出信號經(jīng)檢波器IC2b、IC2。、功放IC 2d、VI\驅(qū)動無線發(fā)射器一次調(diào)制 攜帶土壤濕度測量信息，無線射頻發(fā)射器脈沖編碼二次調(diào)制信道加密由天線Ai發(fā)射，電磁 波經(jīng)空間傳輸?shù)教炀€a2、無線接收器，無線接收器脈沖譯碼信道解密，解調(diào)土壤濕度測量信 息控制繼電器觸點(diǎn)J_i釋放斷開直流電機(jī)Μ水泵停止灌溉，完成設(shè)定供水。調(diào)節(jié)電位器RP 2 改變遙測遙控土壤墑情靈敏度。
[0019] 無線射頻接收器水源檢測傳感器檢測進(jìn)水管JSG水源墑情，水源充足傳感器電極 得到低頻交變正弦波導(dǎo)電，經(jīng)隔直電容C 6、二極管VD5、VD6整流，電容c7濾波、三極管VT 2電 流放大驅(qū)動光耦ELD、無線接收器譯碼輸出信號驅(qū)動繼電器J控制直流電機(jī)Μ水泵抽水灌 溉；如進(jìn)水管JSG斷水，水源檢測傳感器電極開路，光耦ELD、三極管VT 2截止繼電器釋放觸 點(diǎn)h斷開直流電機(jī)Μ電源，確保直流電機(jī)Μ停電，水泵停止抽水，防止水泵空轉(zhuǎn)受損，直流 電機(jī)接過載保護(hù)熱繼電器FR和阻容RC網(wǎng)絡(luò)抑止運(yùn)行過程電刷產(chǎn)生火花干擾，。
[0020] 土壤濕度傳感器、水源檢測傳感器電極均設(shè)成正弦波傳感防護(hù)措施，有效避免因 直流電傳感電極產(chǎn)生電解極化腐蝕，保障無線遙測遙控水泵長期可靠使用。土壤濕度測量 器件IC la~d、《^^采用兩片四運(yùn)放LM234,其中IC2a正輸入端電阻R18、R 19分壓，輸出1/2 電源電壓作為ICla~d、《^^，基準(zhǔn)電壓，使其各自工作在線性區(qū)域內(nèi)，便于使用單電源電池 供電。差動放大器IC ld正、負(fù)輸入端限幅并聯(lián)二極管VDi、VD2防止信號過載降低測量精度。 無線接收控制器電源由穩(wěn)壓器件1C、濾波電容C n、C12接蓄電池，抑制水泵運(yùn)行電壓波動，穩(wěn) 定遙測遙控。
[0021] 無線收/發(fā)晶振高穩(wěn)頻遙測遙控、脈沖編碼譯碼容量大，抗干擾性強(qiáng)，相鄰農(nóng)田運(yùn) 行穩(wěn)定、可靠互不干擾。無線遙測遙控距離根據(jù)農(nóng)田灌溉面積、水源遠(yuǎn)近設(shè)置載頻、發(fā)射功 率及天線輻射特性和接收靈敏度，載頻使用ISM頻率2. 45GHz，發(fā)射功率30mw，接收靈敏 度-lOOmdb，1/4波長天線控制數(shù)十米至數(shù)百米灌溉。
[0022] 本實用新型適于交流電網(wǎng)供電不便的農(nóng)田灌溉，無線遙測遙控土壤，保持土壤濕 度在規(guī)定范圍內(nèi)，尤其離水源較遠(yuǎn)、水源不足和地勢不平坦農(nóng)田作物都能處于最佳生長狀 態(tài)，水分達(dá)到充足或足夠滋潤停止供水，缺水再次開泵供水，水分充足關(guān)機(jī)，以此循環(huán)自動 開機(jī)、關(guān)機(jī)，無須人工操作，避免缺水或過量供水，全自動智能高效節(jié)水節(jié)電，省時省力大大 提高農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)水平。
[0023] 實施例1，電壓48V蓄電池供電，輸出功率lkw永磁直流電機(jī)水泵，抽水量1000L/ nin，灌溉5公頃農(nóng)田。
[0024] 實施例2,電壓48V兩組蓄電池串聯(lián)供電，輸出功率5kw線繞激磁直流電機(jī)水泵，抽 水量5000L/nin，灌溉25公頃農(nóng)田。
【權(quán)利要求】
1. 一種無線遙測遙控土壤濕度直流電機(jī)水泵，其特征在于：包括蓄電池直流電源、控 制器電源、土壤濕度傳感器、土壤濕度測量電橋、低頻晶體振蕩器、緩沖放大器、有源帶通濾 波器、差動放大器、檢波器、功率放大器、調(diào)制器、無線發(fā)射器、水源檢測傳感器、水源光耦控 制開關(guān)、無線接收器、繼電器、直流電機(jī)水泵，其中，低頻晶體振蕩器輸出正弦波信號經(jīng)緩沖 放大器、有源帶通濾波器濾除高次諧波接土壤濕度測量電橋輸入端，土壤濕度測量電橋測 量橋臂連接土壤濕度傳感器，土壤濕度測量電橋輸出經(jīng)差動放大器、檢波器、功率放大器驅(qū) 動調(diào)制器至無線發(fā)射器一次調(diào)制攜帶土壤濕度測量信息，無線發(fā)射器脈沖編碼二次調(diào)制信 道加密由天線發(fā)射，電磁波經(jīng)空間傳輸?shù)綗o線接收器，無線接收器脈沖譯碼信道解密，解調(diào) 土壤濕度測量信息控制水泵灌溉，無線接收器由水源檢測傳感器LC振蕩器輸出低頻交變 正弦波接入水源光耦控制開關(guān)提供傳感信號，LC振蕩器電感TL 2 -端接入水源檢測傳感器 探測電極，另一端經(jīng)隔直電容C6接二極管整流、電容濾波、限流電阻至三極管VT 2電流放大 驅(qū)動光耦發(fā)光二極管，光電三極管與無線射頻接收器譯碼輸出驅(qū)動繼電器三極管VT3串聯(lián) 相接，經(jīng)繼電器觸點(diǎn)連接直流電機(jī)水泵和蓄電池直流電源，直流電機(jī)并接RC阻容抑制電刷 產(chǎn)生的火花干擾，控制器電源接入無線接收器電源端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線遙測遙控土壤濕度直流電機(jī)水泵，其特征在于：土 壤濕度傳感器至少有兩支圓柱或扁圓形不銹鋼電極，其下端呈尖錐形插入土壤，上端由導(dǎo) 線焊接引出，電極之間設(shè)有間距由工程塑料注塑成一體，粘合在無線發(fā)射器工程塑料盒底， 電極引出導(dǎo)線連接土壤濕度測量電橋測量橋臂。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線遙測遙控土壤濕度直流電機(jī)水泵，其特征在于：水 源檢測傳感器由一段塑料水管內(nèi)截面設(shè)有間隔的兩個不銹鋼探測電極，屏蔽電纜線連接插 腳引出，引出處設(shè)有防潮濕外護(hù)套管，電極引出屏蔽電纜線連接水源檢測信號發(fā)生器、水源 光耦控制開關(guān)，水源檢測傳感器塑料水管連接水源進(jìn)水管和水泵。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線遙測遙控土壤濕度直流電機(jī)水泵，其特征在于：無 線發(fā)射器由射頻晶體振蕩器、射頻功率放大器、脈沖編碼器、調(diào)制器、天線組成，射頻晶體振 蕩器輸出接射頻功率放大器，射頻功率放大器與調(diào)制器饋電串聯(lián)相接，調(diào)制器輸入端接脈 沖編碼器編碼脈沖，調(diào)制器電源端由攜帶土壤濕度測量信息功率放大器驅(qū)動，經(jīng)天線發(fā)射。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線遙測遙控土壤濕度直流電機(jī)水泵，其特征在于：無 線接收器由天線信號接入射頻高放、混頻，本機(jī)晶振信號接入混頻器，混頻后提取中頻信號 經(jīng)放大、解調(diào)、低放至脈沖譯碼器，脈沖譯碼器輸出經(jīng)驅(qū)動繼電器三極管與水源光耦控制開 關(guān)光電三極管串聯(lián)相接，繼電器觸點(diǎn)連接直流電機(jī)水泵，解調(diào)土壤濕度測量信息控制直流 電機(jī)水泵開啟或停止灌溉。
【文檔編號】A01G25/16GK203872717SQ201420339922
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】阮樹成 申請人:阮樹成