專利名稱：農(nóng)田信息自動(dòng)采集與灌溉智能控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于農(nóng)田灌溉控制設(shè)備，具體涉及農(nóng)田信息自動(dòng)釆 集與灌溉智能控制裝置。二、 背景技術(shù)隨著信息技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)信息化和智能化水平不斷提高。在 農(nóng)業(yè)灌溉方面，自動(dòng)化滴灌技術(shù)已經(jīng)從設(shè)施農(nóng)業(yè)向大田種植普及。 但傳統(tǒng)的自動(dòng)化滴灌技術(shù)只是進(jìn)行固定時(shí)序的灌溉，由系統(tǒng)執(zhí)行預(yù)設(shè)的指令。如申請(qǐng)?zhí)枮?00520016081. 0的中國專利說明書公開的一 種時(shí)序灌溉控制器，該控制器可以按照用戶預(yù)設(shè)的時(shí)間來進(jìn)行時(shí)序 灌溉控制，其包括微控制器、外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、LCD顯示器、操作按 鍵、功能旋鈕、實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘、控制輸出、數(shù)據(jù)采集、外殼等，通 過運(yùn)行PC上的灌水時(shí)間表編輯軟件將灌水時(shí)間表的配置輸入控制 器，實(shí)現(xiàn)定時(shí)灌溉。此控制器不能按照土壤水分和農(nóng)田環(huán)境的變化 進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，灌溉的精確度不高。要實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)控制和灌溉 智能化，就必須要在采集農(nóng)田墑情實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行微機(jī)決 策，之后將指令發(fā)送至控制系統(tǒng)，完成全自動(dòng)控制。申請(qǐng)?zhí)枮?200420000723. 3的中國專利說明書公開了 一種灌溉遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制 器，可通過GSM短信或手機(jī)通訊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)釆集與灌溉控制，雖然能 夠?qū)z測(cè)到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)GSM模塊以短信或手機(jī)通訊的形式發(fā)送至 用戶，同時(shí)可以用短信或手機(jī)通訊來控制灌溉，但仍然沒有實(shí)現(xiàn)智能決策，農(nóng)田信息和灌溉指令之間沒有建立必然的聯(lián)系，無法實(shí)現(xiàn) 按作物需要和田間墑情制定灌溉制度，影響了灌水效率。三、 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種通過實(shí)時(shí)采集農(nóng)田土壤墑情信息 經(jīng)決策分析生成灌溉制度的智能決策控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型述及的農(nóng)田信息自動(dòng)采集與灌溉智能控制裝置，由 信息采集控制器、中央監(jiān)控中心、傳感器和電磁閥通過現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng) 絡(luò)方式裝配構(gòu)成，所述信息采集控制器包含單片機(jī)采集卡、單片機(jī) 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沖電磁閬連接；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(hào)線連接；所述中央監(jiān)控中心由電源控制器、總線接口卡、 決策模塊和監(jiān)控計(jì)算機(jī)構(gòu)成，通過電源線和信號(hào)線與信息釆集控制 器相連。本系統(tǒng)加載了裝有專用分析軟件的決策模塊，集成了信息 釆集和分析決策與智能控制功能，可通過對(duì)前端釆集的農(nóng)田水分、鹽分信息進(jìn)行分析決策，依據(jù)土壤含水量臨界值生成實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的灌 溉指令并控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)灌溉，并具有對(duì)電磁閥實(shí)際開啟狀態(tài)的 檢測(cè)反饋，可以實(shí)現(xiàn)灌溉系統(tǒng)的全自動(dòng)化。四、
圖l為本實(shí)用新型系統(tǒng)原理示意圖。圖2為本實(shí)用新型裝配結(jié)構(gòu)示意圖。五具體實(shí)施方式
如圖1和圖2,本實(shí)用新型農(nóng)田信息自動(dòng)釆集與灌溉智能控制裝 置與滴灌系統(tǒng)配合設(shè)計(jì)，包括信息釆集控制器1、中央監(jiān)控中心2 及脈沖電磁閥13,其信息釆集控制器1包含單片機(jī)采集卡3、單片 機(jī)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 "分別與脈沖電磁閥13連接，壓力傳感器12和脈沖電磁閥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(hào)線16連接，通過電源轉(zhuǎn)換模塊 23、電源指示燈21、電源開關(guān)24實(shí)現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換、正常性檢測(cè)和電源 開啟，通過信號(hào)指示燈22實(shí)現(xiàn)總線信號(hào)正常性檢測(cè)；所述中央監(jiān)控 中心2由電源控制器6、總線接口卡8、決策模塊7和監(jiān)控計(jì)算機(jī)9 構(gòu)成，通過電源線15和信號(hào)線16與信息釆集控制器1連接。本裝置結(jié)構(gòu)中的信息釆集控制器1具有2路AD輸入、2路開關(guān) 輸入、2路脈沖開關(guān)量輸出，可以完成2路信息采集和2路脈沖電磁 閥控制及2路閥門狀態(tài)檢測(cè)功能；釆用防水塑料外殼和電路板組成， 供電電壓為DC12V~40V,數(shù)據(jù)釆集電壓為0~5V,脈沖輸出 12V/10ms，開關(guān)狀態(tài)5V，使用環(huán)境工作溫度為-40。C +80。C,相對(duì) 濕度40。/。 60。/。RH,存儲(chǔ)溫度-55。C +85。C;采用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(gè)節(jié)點(diǎn)，用專有配置軟件Config-ID進(jìn)行 地址配置，可進(jìn)行地址修改和讀寫；釆用AT89C51單片機(jī)、AT89C2051嵌入式MCU分別進(jìn)行數(shù)據(jù)釆集和控制，以時(shí)鐘芯片DS12887構(gòu)成時(shí) 鐘電路，以MAX813L構(gòu)成看門狗電路WAT,監(jiān)測(cè)程序運(yùn)行，提高系統(tǒng) 的抗干擾能力。中央監(jiān)控中心2的電源控制器具有電壓轉(zhuǎn)換功能， 可進(jìn)行220V/36V和36V/5,電壓轉(zhuǎn)換，可防止突然斷電；總線接口 卡為PCI-9820型，通過計(jì)算機(jī)插口槽與信號(hào)線纜直接連接進(jìn)行數(shù)據(jù) 雙向通訊。信息采集控制器1通過水分傳感器10和鹽分傳感器11采集田 間數(shù)據(jù)信息，可根據(jù)土壤濕度臨界值自動(dòng)啟閉電磁閥13,實(shí)現(xiàn)依據(jù) 田間墑情決策的動(dòng)態(tài)灌溉；也可根據(jù)中央監(jiān)控中心2上的決策管理 模塊7中的管理軟件編制的輪灌制度進(jìn)行灌溉。本灌溉控制裝置的 另一功能是通過設(shè)置于電磁閥13處的壓力傳感器12對(duì)出水口壓力 進(jìn)行監(jiān)測(cè)，將檢測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)反饋到中央監(jiān)控中心2，根據(jù)出水口壓力 判別電磁閥13的開啟狀態(tài)，通過軟件圖形界面的電磁閥圖形顏色來 顯示電磁閥13的實(shí)際開閉狀態(tài)，對(duì)故障電磁閥13進(jìn)行及時(shí)檢查修 復(fù)，從而避免了發(fā)出開啟指令但電磁閥13未打開的現(xiàn)象。本實(shí)用新 型農(nóng)田信息自動(dòng)釆集與灌溉智能控制裝置應(yīng)用于農(nóng)田滴灌工程效果 良好，可實(shí)現(xiàn)滴灌系統(tǒng)的智能化和全自動(dòng)化。
權(quán)利要求1、一種農(nóng)田信息自動(dòng)采集與灌溉智能控制裝置，該裝置由信息采集控制器(1)、中央監(jiān)控中心(2)、傳感器(10、11)和電磁閥(13)通過現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)方式裝配構(gòu)成，其特征在于所述信息采集控制器(1)包含單片機(jī)采集卡(3)、單片機(jī)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)與脈沖電磁閥(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(hào)線(16)連接；所述中央監(jiān)控中心(2)由電源控制器(6)、總線接口卡(8)、決策模塊(7)和監(jiān)控計(jì)算機(jī)(9)構(gòu)成，通過電源線(15)和信號(hào)線(16)與信息采集控制器(1)相連。
2、 如權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于傳感器接線端子(19) 連接有與脈沖電磁閥(13)相連的壓力傳感器(12)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種農(nóng)田信息自動(dòng)采集與灌溉智能控制裝置，由信息采集控制器、中央監(jiān)控中心、傳感器和電磁閥通過現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)方式裝配構(gòu)成。其加載了裝有專用分析軟件的決策模塊，集成了信息采集和分析決策與智能控制功能，可通過對(duì)前端采集的農(nóng)田水分、鹽分信息進(jìn)行分析，依據(jù)土壤含水量臨界值生成實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的灌溉指令進(jìn)而控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)灌溉，并具有對(duì)電磁閥實(shí)際開啟狀態(tài)的檢測(cè)反饋，可以實(shí)現(xiàn)灌溉系統(tǒng)的全自動(dòng)化。
文檔編號(hào)G05B19/418GK201218914SQ20082000690
公開日2009年4月8日 申請(qǐng)日期2008年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月30日
發(fā)明者劉恩博, 靜 崔, 程裕偉, 重 鄭, 陳贊輝, 馬富裕 申請(qǐng)人:石河子大學(xué);新疆石達(dá)賽特科技有限公司