CN103518594B - 自动化盆栽作物灌溉装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动化盆栽作物灌溉装置，该自动化盆栽作物灌溉装置包括称重传感器、读码器、PLC控制器、计算机、第一电磁阀模块；该称重传感器和该读码器分别与该计算机相连接，该计算机和该第一电磁阀模块分别与该PLC控制器相连接；该称重传感器，用于采集盆栽作物的重量信息；该读码器，用于读取该盆栽作物上条形码中的信息；该计算机，用于获取该重量信息以及该条形码中的信息，并根据该重量信息以及该条形码中的信息确定该盆栽作物的灌溉值，以及根据该灌溉值发送指令给该PLC控制器；该PLC控制器根据该计算机发送的指令控制该第一电磁阀模块打开或关闭。本发明能够提高盆栽作物灌溉的自动化程度。

Description

自动化盆栽作物灌溉装置

技术领域

本发明涉及农业自动化领域，尤其涉及一种自动化盆栽作物灌溉装置。

背景技术

目前，随着经济的快速发展,人民生活水平的不断提高，我国的盆栽作物也得到了迅速的发展，盆栽的优点是可以根据具体条件任意选择放置盆栽的位置，也更容易通过人工方式创造适宜其生长发育的条件，许多温室大面积采用盆栽技术育苗，而如何对盆栽作物进行合理的灌溉成为影响盆栽作物生长的关键，但现有的自动化盆栽灌溉装置自动化程度还不高。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：提供一种自动化盆栽作物灌溉装置，能够提高盆栽作物灌溉的自动化程度。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种自动化盆栽作物灌溉装置，包括称重传感器、读码器、PLC控制器、计算机、第一电磁阀模块；所述称重传感器和所述读码器分别与所述计算机相连接，所述计算机和所述第一电磁阀模块分别与所述PLC控制器相连接；

所述称重传感器，用于采集盆栽作物的重量信息；

所述读码器，用于读取所述盆栽作物上条形码中的信息；

所述计算机，用于获取所述重量信息以及所述条形码中的信息，并根据所述重量信息以及所述条形码中的信息确定所述盆栽作物的灌溉值，以及根据所述灌溉值发送指令给所述PLC控制器；

所述PLC控制器根据所述计算机发送的指令控制所述第一电磁阀模块打开或关闭，从而实现对所述盆栽作物的灌溉控制。

进一步地，所述称重传感器通过数据采集模块与所述计算机相连，所述数据采集模块用于对所述称重传感器采集的重量信息进行处理并通过串口发送所述计算机。

进一步地，所述PLC控制器通过第一继电器模块与所述第一电磁阀模块相连接，所述PLC控制器通过所述第一继电器模块驱动所述第一电磁阀模块打开或关闭。

进一步地，所述第一继电器模块包括第一继电器和第二继电器，所述第一电磁阀模块包括第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一电磁阀设置在第一灌溉管上，所述第二电磁阀设置在第二灌溉管上，所述第一灌溉管的口径大于所述第二灌溉管的口径，所述PLC控制器通过所述第一继电器驱动所述第一电磁阀打开或关闭，所述PLC控制器通过所述第二继电器驱动所述第二电磁阀打开或关闭。

进一步地，所述PLC控制器根据所述计算机发送的指令控制所述第一电磁阀模块打开或关闭，包括：

所述PLC控制器根据所述计算机发送的指令控制所述第一电磁阀打开第一灌溉管以对所述盆栽作物进行灌溉，当对所述盆栽作物的灌溉量达到预设值时，所述PLC控制器控制所述第一电磁阀关闭第一灌溉管，并控制所述第二电磁阀打开第二灌溉管，当对所述盆栽作物的灌溉量达到所述灌溉值时，所述PLC控制器控制所述第二电磁阀关闭所述第二灌溉管，所述预设值小于所述灌溉值。

进一步地，还包括升降装置，所述升降装置用于对所述盆栽作物进行升降操作，以便所述读码器能够读取所述盆栽作物上条形码中的信息。

进一步地，还包括升降装置，所述升降装置包括气泵、第二电磁阀模块、下降感应器、上升感应器、出气管、进气管、气缸、支撑杆、托盘；其中，所述气泵与所述第二电磁阀模块相连，所述下降感应器、上升感应器分别与所述第二电磁阀模块相连，所述第二电磁阀模块还通过所述出气管以及所述进气管与所述气缸相连，所述气缸通过所述支撑杆与所述托盘相连。

进一步地，还包括电源，用于对自动化盆栽作物灌溉装置提供稳定的电压。

（三）有益效果

本发明通过根据盆栽作物的重量信息以及条形码中的信息确定盆栽作物的灌溉值，并通过PLC控制器控制盆栽作物的灌溉过程，从而提高了盆栽作物灌溉的自动化程度。

附图说明

图1是本发明实施方式提供的一种自动化盆栽作物灌溉装置的结构图；

图2是本发明实施方式提供的自动化盆栽作物灌溉装置的俯视图；

图3为本发明实施方式提供的自动化盆栽作物灌溉装置进行灌溉的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1是本发明实施方式提供的一种自动化盆栽作物灌溉装置的结构图，包括称重传感器8、读码器16、PLC（Programmable LogicController，可编程逻辑控制器）控制器25、计算机28、第一电磁阀模块；所述称重传感器8和所述读码器16分别与所述计算机28相连接，所述计算机28和所述第一电磁阀模块分别与所述PLC控制器25相连接；其中，所述称重传感器8，用于采集盆栽作物12的重量信息；

所述读码器16，用于读取所述盆栽作物12上条形码13中的信息，其中，条形码13中的信息具体可以包括以下的一种或多种：该盆栽作物的种植时间、盆栽的水分ph值、施肥量。此外，条形码还可以包括该盆栽作物各阶段生长情况等信息。

所述计算机28，用于获取所述重量信息以及所述条形码13中的信息，并根据所述重量信息以及所述条形码13中的信息确定所述盆栽作物12的灌溉值，以及根据所述灌溉值发送指令给所述PLC控制器25，该计算机28固定在铝型材框架29上；

具体地，计算机28中存储有预先创建的数据库，该数据库中包括盆栽作物的重量信息以及条形码中的信息所对应的的灌溉值，通过将数据中的信息与盆栽作物的重量信息以及条形码中的信息进行比对，就可以获取该盆栽作物的灌溉值。

此外，该数据库中还可以包括用于存储花盆作物12生长必须的成分信息，可以将数据库信息与条形码13信息进行对比，经对比后，通过计算机28中基于Visual C#2008软件开发的用户界面，可以实时显示盆栽作物12已经含有的成分，这样种植人员就可以根据需要往盆栽作物12添加营养成分；同时还处理称重传感器8传送来的数据，计算机28以界面的方式实时显示以上信息，实现了人机交互。

所述PLC控制器25根据所述计算机28发送的指令控制所述第一电磁阀模块打开或关闭，从而实现对所述盆栽作物12的灌溉控制。

其中，所述称重传感器8通过数据采集模块26与所述计算机28相连，所述数据采集模块26用于对所述称重传感器8采集的重量信息进行处理并通过串口发送所述计算机28，具体地，称重传感器8是利用电阻应变片变形时其电阻也随之改变的原理工作的，受到压力后就将重量信号转换为4-20mA工业标准电流信号输出，工业标准电流信号输入到数据采集模块26，经数据采集模块26处理后输出数字信号，然后通过串口把数据传送到计算机28。

其中，所述PLC控制器25通过第一继电器模块与所述第一电磁阀模块相连接，所述PLC控制器25通过所述第一继电器模块驱动所述第一电磁阀模块打开或关闭，其中，第一电磁阀模块是由PLC控制器25控制，而PLC控制器25实时与计算机28进行通信，计算机28确定灌溉值后，计算机28给PLC控制器25发出指令，PLC控制器25收到指令后，驱动I/O口变为高电平，然后通过第一继电器模块连接电磁阀模块，驱动第一电磁阀模块打开或关闭，从而实现了人机交互、自动化功能。

具体地，所述第一继电器模块包括第一继电器22和第二继电器23，所述第一电磁阀模块包括第一电磁阀18和第二电磁阀17，所述第一电磁阀18设置在第一灌溉管14上，所述第二电磁阀17设置在第二灌溉管15上，所述第一灌溉管14的口径大于所述第二灌溉管15的口径，所述PLC控制器25通过所述第一继电器22驱动所述第一电磁阀18打开或关闭，所述PLC控制器25通过所述第二继电器23驱动所述第二电磁阀17打开或关闭，其中，第一电磁阀18和第二电磁阀17分别与三通接口19相连接，三通接口19通过水管连接至贮水箱21底端。

其中，所述PLC控制器根据所述计算机发送的指令控制所述第一电磁阀模块打开或关闭，具体包括：

所述PLC控制器25根据所述计算机28发送的指令控制所述第一电磁阀打开第一灌溉管以对所述盆栽作物进行灌溉，当对所述盆栽作物的灌溉量达到预设值时，所述PLC控制器控制所述第一电磁阀关闭第一灌溉管，并控制所述第二电磁阀打开第二灌溉管，当对所述盆栽作物的灌溉量达到所述灌溉值时，所述PLC控制器控制所述第二电磁阀关闭所述第二灌溉管，所述预设值小于所述灌溉值，其中，该预设值可以根据灌溉值进行设定，例如，该预设值可以为灌溉值乘以0.9，例如，若该盆栽作物的灌溉值为200g，该预设值可以为180g，贮水箱21底端通过出水管20连接到一个三通接口19，三通接口19分别连接第一电磁阀18和第二电磁阀17，当开始灌溉时，计算机28向PLC控制器25发出浇水指令，PLC控制器25通过继电器22驱动电磁阀18打开，第一灌溉管14开始灌溉浇水，当灌溉量达到180g时，第一电磁阀18断开；PLC控制器25通过继电器23驱动第二电磁阀17打开，第二灌溉管15开始浇水，当灌溉量达到200g时，第二电磁阀17停止工作。整个过程第一电磁阀18通过第一灌溉管浇水180g，而第二电磁阀17通过第二灌溉管浇水20g，从而提高了灌溉精度。

优选地，该自动化盆栽作物灌溉装置还包括升降装置，该升降装置用于对所述盆栽作物进行升降操作，以便所述读码器能够读取所述盆栽作物上条形码中的信息。具体地，所述升降装置包括气泵1、第二电磁阀模块2、下降感应器5、上升感应器7、出气管3、进气管4、气缸6、支撑杆9、托盘11；其中，所述气泵1与所述第二电磁阀模块2相连，所述下降感应器5、上升感应器7分别与所述第二电磁阀模块2相连，所述第二电磁阀模块2还通过所述出气管3以及所述进气管4与所述气缸1相连，所述气缸1通过所述支撑杆9与所述托盘11相连，托盘11固定在支架10上。具体地，PLC控制器25通过第二继电器模块24驱动第二电磁阀模块2，从而实现该升降装置的升降操作。

此外，该自动化盆栽作物灌溉装置还包括电源27，用于对自动化盆栽作物灌溉装置提供稳定的电压。具体地，电源27分别与PLC控制器25、读码器16和数据采集模块26相连，提供稳定工作电压。

参见图2，图2是该自动化盆栽作物灌溉装置的俯视图，包括计算机28，支撑板30，控制箱31，出水管20，贮水箱21，第二电磁阀17，第二灌溉管15，支架10，托盘11，盆栽作物12，传感器固定板32，称重传感器8，第一灌溉管14，第一电磁阀18以及铝型材框架29。

具体地，计算机28包括基于Visual C#2008软件开发的用户界面，界面上包含盆栽作物12的重量、条形码13中的信息、灌溉值、开始加水、升起、降下和复位按钮，参见图3，首先在计算机28界面上单击升起按钮，计算机28通过串口向PLC控制器25写命令，PLC控制器25通过上升感应器7打开第二电磁阀模块2，气泵1通过第二电磁阀模块2、进气管4使气缸6托起称重传感器8，称重传感器8上装有支撑杆9，支撑杆9托起托盘11，当达到最大高度时，上升感应器7感应到触发信号使第二电磁阀模块2关闭；条形码13此时对准读码器16，盆栽作物12刚好到达灌溉管下方；读码器12读取的信息通过串口传送到计算机28；称重传感器8测量的数据经过数据采集模块26处理后，经串口数据线传送到计算机28。计算机28界面显示出花盘作物12的重量和条形码中的信息，并根据重量信息以及条形码中的信息确定盆栽作物的灌溉值，例如该盆栽作物的灌溉值为200g，预设值可以为180g、灌溉值为200g，这样做的目的是提高灌溉的精度；贮水箱21底端通过水管连接到一个三通接口19，三通接口19分别连接第一电磁阀18和第二电磁阀17，单击开始加水按钮后，计算机28向PLC控制器25发出浇水指令，PLC控制器25通过第一继电器22驱动第一电磁阀18打开，第一灌溉管14开始灌溉浇水，浇水重量达到180g时，第一电磁阀18断开；PLC控制器25通过第二继电器23驱动第二电磁阀17打开，第二灌溉管15开始浇水，浇水重量达到200g时，第二电磁阀17停止工作。整个过程第一电磁阀18通过第一灌溉管浇水180g，而第二电磁阀17通过第二灌溉管浇水20g。在计算机28界面上单击降下按钮，PLC控制器25通过继电器24驱动第二电磁阀模块2打开，出气管3通过第二电磁阀模块2向外放气，盆栽作物12放回原处，当到达底部时下降感应器5感应到信号，使出气第二电磁阀模块2关闭，通过以上操作完成整个灌溉过程。

本发明实施方式提供的自动化盆栽作物灌溉装置通过盆栽作物的重量信息以及条形码中的信息确定盆栽作物的灌溉值，并通过PLC控制器控制盆栽作物的灌溉过程，提高了盆栽作物灌溉的自动化程度，并达到了人机交互的目的。此外，通过实时调节灌溉过程中的浇水量，这样既节约了水资源，又保证了盆栽植物的最适生长条件。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (6)

1.一种自动化盆栽作物灌溉装置，其特征在于，包括称重传感器、读码器、PLC控制器、计算机、第一电磁阀模块；所述称重传感器和所述读码器分别与所述计算机相连接，所述计算机和所述第一电磁阀模块分别与所述PLC控制器相连接；

所述称重传感器，用于采集盆栽作物的重量信息；

所述读码器，用于读取所述盆栽作物上条形码中的信息；

所述计算机，用于获取所述重量信息以及所述条形码中的信息，并根据所述重量信息以及所述条形码中的信息确定所述盆栽作物的灌溉值，以及根据所述灌溉值发送指令给所述PLC控制器；

所述PLC控制器根据所述计算机发送的指令控制所述第一电磁阀模块打开或关闭，从而实现对所述盆栽作物的灌溉控制；

所述自动化盆栽作物灌溉装置还包括升降装置，所述升降装置用于对所述盆栽作物进行升降操作，以便所述读码器能够读取所述盆栽作物上条形码中的信息；

所述升降装置包括气泵、第二电磁阀模块、下降感应器、上升感应器、出气管、进气管、气缸、支撑杆、托盘；其中，所述气泵与所述第二电磁阀模块相连，所述下降感应器、上升感应器分别与所述第二电磁阀模块相连，所述第二电磁阀模块还通过所述出气管以及所述进气管与所述气缸相连，所述气缸通过所述支撑杆与所述托盘相连。

2.根据权利要求1所述的自动化盆栽作物灌溉装置，其特征在于，所述称重传感器通过数据采集模块与所述计算机相连，所述数据采集模块用于对所述称重传感器采集的重量信息进行处理并通过串口发送所述计算机。

3.根据权利要求1所述的自动化盆栽作物灌溉装置，其特征在于，所述PLC控制器通过第一继电器模块与所述第一电磁阀模块相连接，所述PLC控制器通过所述第一继电器模块驱动所述第一电磁阀模块打开或关闭。

4.根据权利要求3所述的自动化盆栽作物灌溉装置，其特征在于，所述第一继电器模块包括第一继电器和第二继电器，所述第一电磁阀模块包括第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一电磁阀设置在第一灌溉管上，所述第二电磁阀设置在第二灌溉管上，所述第一灌溉管的口径大于所述第二灌溉管的口径，所述PLC控制器通过所述第一继电器驱动所述第一电磁阀打开或关闭，所述PLC控制器通过所述第二继电器驱动所述第二电磁阀打开或关闭。

5.根据权利要求4所述的自动化盆栽作物灌溉装置，其特征在于，所述PLC控制器根据所述计算机发送的指令控制所述第一电磁阀模块打开或关闭，包括：

所述PLC控制器根据所述计算机发送的指令控制所述第一电磁阀打开第一灌溉管以对所述盆栽作物进行灌溉，当对所述盆栽作物的灌溉量达到预设值时，所述PLC控制器控制所述第一电磁阀关闭第一灌溉管，并控制所述第二电磁阀打开第二灌溉管，当对所述盆栽作物的灌溉量达到所述灌溉值时，所述PLC控制器控制所述第二电磁阀关闭所述第二灌溉管，所述预设值小于所述灌溉值。

6.根据权利要求1所述的自动化盆栽作物灌溉装置，其特征在于，还包括电源，用于对自动化盆栽作物灌溉装置提供稳定的电压。