CN102388787A - 远程控制家用微型自动滴灌系统 - Google Patents

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李晓东
李光林
吴永烽
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Southwest University
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Abstract

远程控制家用微型自动滴灌系统，由控制模块、电磁阀、滴灌水管三个部分构成，电磁阀一端通过水管与自来水或储水箱连接，另一端与滴灌水管连接，控制模块由电源模块、单片机模块、按键输入模块、短消息接收模块、电磁阀驱动模块、状态显示模块构成，控制模块与电磁阀连接。本系统实现了对城市家养植物灌溉的自动化和解决较长时间无人条件下的植物灌溉问题，保证植物正常生长，操作方便，成本低。

Description

远程控制家用微型自动滴灌系统
技术领域
本发明涉及远程控制与灌溉技术领域，具体涉及使用GSM网络，利用短消息方式实现远程控制的微型自动滴灌系统。
背景技术
现代都市中，很多家庭在阳台或花园中都种有花草或植物，这些植物都需要间隔一定的时间对其灌溉，否则就会影响生长或枯死。都市人工作忙碌，外出频繁，无法对植物进行定期灌溉，特别是夏秋季，阳台、屋前、屋顶花园植物几天不灌溉就会枯死或生长受到影响。目前尚无相关解决此问题的研究或产品报道。
发明内容
为实现对城市家养植物灌溉的自动化和解决较长时间无人条件下的植物灌溉问题，申请人发明了该远程控制家用微型自动灌溉系统。该系统有两种工作模式，一种为手动模式，一种为远程控制模式。当有人在家时，使用手动模式，按下开关便可实现灌溉；当家中长期无人时，使用远程控制模式，利用手机发送短消息到滴灌控制设备上就可实现定时灌溉。
本发明远程控制家用微型自动滴灌系统由控制模块、电磁阀、滴灌水管三个部分构成，电磁阀一端通过水管与自来水或储水箱连接，另一端与滴灌水管连接，控制模块由电源模块、单片机模块、按键输入模块、短消息接收模块、电磁阀驱动模块、状态显示模块构成，控制模块与电磁阀连接。
控制模块用于接收手动灌溉信号或远程控制信号，控制电磁阀的开启与关闭。电磁阀控制水路的通断，当电磁阀打开时，水（自来水或储水箱）通过水管流入滴灌水管实现灌溉；当电磁阀关闭时，切断水源，停止灌溉，滴灌水管上有若干滴孔，需要开启的滴孔数量可根据灌溉对象的需水量进行调整。
控制模块的电源模块将220V交流电变换成5V直流电，为控制模块供电。单片机模块是整个系统的控制核心，接收手动控制或远程控制信号，实现对电磁阀控制、状态显示等功能。按键输入模块用于手动控制灌溉的开启或停止。短消息接收模块用于接收远程控制模式下的短消息命令。电磁阀驱动模块用于驱动电磁阀，实现对电磁阀的控制。状态显示模块用于显示系统所处的状态，用LED来对当前状态进行指示。
电磁阀由控制线圈和阀体构成，线圈通电或断电控制阀体的开启或关闭。线圈受控于单片机，单片机通过电磁阀驱动电路实现对线圈的通电或断电，从而控制阀体的动作实现滴灌的控制。
滴灌水管可用软塑胶管制成，在胶管上布置有滴孔，滴孔大小0.6mm至0.9mm，滴孔位置及数量视灌溉对象定，一般一盆或一株植物设一个滴孔。通过调整水龙头出水的压力（或储水箱高度）来控制每次滴灌。
根据用户实际情况，选择用自来水供水，还是储水箱供水，若选用储水箱，根据灌溉对象需水量的多少，将储水箱内储存足够水。系统上电后，单片机执行初始化程序，使系统各部分处于确定的状态，然后系统等待灌溉指令，LED指示灯表明系统处于等待命令状态。只要接收到有效的手动灌溉指令或短消息灌溉指令，单片机便打开电磁阀进行灌溉，同时状态指示为正在灌溉状态。当接收到停止灌溉指令或滴灌时间超过预定时间，停止灌溉，系统又回到等待灌溉指令状态。预定滴灌时间根据需要通过程序设定，一般以2小时为宜，也可以设定为其它时间长度。
本发明的优点是，本系统实现了对城市家养植物灌溉的自动化和解决较长时间无人条件下的植物灌溉问题，保证植物正常生长，操作方便，成本低。
附图说明
图1为系统总体结构图
图2为控制模块结构图；
图3为系统工作流程图。
具体实施方式
远程控制家用微型自动滴灌系统，电源模块采用TOP223开关电源控制器、开关变压器、光电耦合器等器件构成AC-DC变换电路，该电路的输入电压为85~265V，输出电压为8V。采用LM317线性稳压器件，将8V电源变换成5V电源，为单片机及所有外围电路提供电源。单片机采用microchip公司的dsPIC30F2010。短消息模块采用西门子的GSM模块，型号为TC35。按键输入模块为2个触点式，无锁定按键，一个按键为开始灌溉按键，另一个为停止灌溉按键。电磁阀驱动模块采用ULN2003实现将单片机IO口对继电器的控制，再由继电器控制电磁阀线圈的通电或断电。状态显示模块由3个直径5mm的LED（发光二极管）构成，三个LED的颜色分别为红、绿、橙，红色LED用于电源指示，绿色LED用于灌溉指示，橙色LED用于等待状态指示。
电磁阀采用三叶公司的产品，型号为2W-160-15，其输入电压为220V交流电，工作电流0.1A，功率14W，不通电时，电磁阀状态为关闭，通电后电磁阀打开。管径为1/2英寸，内螺纹连接。
滴灌水管采用管径为1/2英寸的软塑胶管，上面分布滴孔，直径0.6mm至0.9mm。滴孔位置视滴灌对象所在位置而定。
试验表明，该系统实现手动模式下的滴灌操作，当灌溉按键按下后，继电器通电，打开电磁阀进行灌溉；当停止灌溉按键按下后，电磁阀关闭，结束灌溉，如果没有按下停止灌溉键，灌溉进行预先设定的2小时后，自动停止灌溉。在远程控制模式下，当系统接收到“灌溉开始”的短消息后，开始灌溉，同时发送应答短消息“灌溉进行中…”，当系统接收到“灌溉停止”的短消息后，停止灌溉，同时发送应答短消息“灌溉已停止”，如果系统没有收到停止灌溉的短消息，灌溉2小时后，系统自动停止，同时发送短消息“灌溉预先设定的2小时，自动结束灌溉”。

Claims (1)

1.远程控制家用微型自动滴灌系统，其特征在于，由控制模块、电磁阀、滴灌水管三个部分构成，电磁阀一端通过水管与自来水或储水箱连接，另一端与滴灌水管连接，控制模块由电源模块、单片机模块、按键输入模块、短消息接收模块、电磁阀驱动模块、状态显示模块构成，控制模块与电磁阀连接。
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