CN106577192A - 一种柠檬园环境监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柠檬园环境监测系统，包括：环境检测装置和灌溉装置，灌溉装置包括水泵、第一水管、第二水管和喷洒装置；环境检测装置包括微控制器、太阳能电池模块以及与微控制器相接的无线通信模块，微控制器的输入端接有时钟模块、摄像头模块、按键操作电路、温度传感器、湿度传感器和光强传感器，微控制器的输出端接有声光报警模块、液晶显示模块和电机驱动模块；太阳能电池模块的输出端通过定时器开关与各用电模块连接，定时器开关的输入端接有时间设定键。本发明结构简单，设计合理，方便使用，成本低，实现了对柠檬园的自动灌溉和实时监控，且节约电能。
Description
技术领域
本发明涉及农产品技术领域，特别涉及一种柠檬园环境监测系统。
背景技术
在柠檬园内，光强度信息和土壤的温湿度信息对柠檬树生长与病虫害都有很大的影响，因此需要实时对柠檬园内的光强度信息和土壤的温湿度信息进行监控，而现有技术中，工作人员需要实地通过温度传感器检测土壤的温度，通过湿度传感器检测土壤的湿度，通过光强度传感器检测柠檬园内的光照强度，然后根据检测到的土壤温湿度和光照强度采取灌溉等措施，实现对柠檬园的管理。由于柠檬种植的面积较大，若通过工作人员手动的方式对大面积的土壤温湿度及柠檬园内的光照强度进行检测，则会耗费大量人力和物力，从而导致对柠檬园的管理效率下降。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种柠檬园环境监测系统，其结构简单，设计合理，方便使用，成本低，实现了对柠檬园的自动灌溉和工作人员对柠檬园的实时监控，提高了对柠檬园的管理效率，且节约电能，解决了以往手动检测导致对柠檬园的管理效率下降等问题。
本发明通过以下技术手段解决上述问题：
本发明的柠檬园环境监测系统，包括：环境检测装置和灌溉装置，所述灌溉装置包括水泵、第一水管、第二水管和喷洒装置，所述水泵的一端与所述第一水管的一端连接，所述水泵的另一端与所述第二水管的一端连接，所述第一水管的另一端接入水井中，所述第二水管的另一端与所述喷头连接；所述环境检测装置包括微控制器、为各用电模块供电的太阳能电池模块以及与所述微控制器相接且用于将微控制器接收到的数据传输至上位机的无线通信模块，所述微控制器的输入端接有时钟模块、摄像头模块、按键操作电路、布设于土壤中的温度传感器、布设于土壤中的湿度传感器和布设于柠檬树上的光强传感器，所述微控制器的输出端接有声光报警模块、液晶显示模块和用于驱动所述水泵工作的电机驱动模块；所述太阳能电池模块的输出端通过定时器开关与各用电模块连接，所述定时器开关的输入端接有时间设定键。
进一步，所述水泵与所述第一水管和所述第二水管的连接处均设有密封圈。
进一步，所述微控制器包括单片机STC12C5A60S2。
进一步，所述电机驱动模块包括NPN三极管Q1和型号为HK4100F-DC5V-SH的继电器芯片，所述NPN三极管Q1的基极通过电阻R1与所述单片机STC12C5A60S2的输入/输出口连接，所述NPN三极管Q1的发射极接地，所述继电器芯片HK4100F-DC5V-SH的第5引脚与所述NPN三极管Q1的集电极连接，所述继电器芯片HK4100F-DC5V-SH的第2引脚分别与电阻R2的一端和5V电源的输出端连接，所述继电器芯片HK4100F-DC5V-SH的第1引脚与所述水泵的负电源输入端连接，所述继电器芯片HK4100F-DC5V-SH的第3引脚与所述水泵的正电源输入端连接，所述电阻R2的另一端与所述继电器芯片HK4100F-DC5V-SH的集电极连接。
进一步，所述无线通信模块包括基于芯片CC2530的ZigBee无线通信模块。
进一步，所述温度传感器包括芯片DS18B20。
进一步，所述湿度传感器包括芯片HIH6131-001。
进一步，所述光强传感器包括芯片BH1750FVI。
本发明的柠檬园环境监测系统具有以下有益效果：
1．本发明的柠檬园环境监测系统的结构简单，设计合理，方便使用且成本低。
2．本发明的柠檬园环境监测系统能够采集柠檬园中各环境参数的信息，并将各环境参数信息通过无线通信模块传输至上位机，实现了工作人员对柠檬园的实时监控，提高了对柠檬园的管理效率。
3．本发明的柠檬园环境监测系统能够根据柠檬园中各环境参数信息自动控制灌溉装置的开启与关闭，实现了对柠檬园的自动灌溉。
4．本发明的柠檬园环境监测系统能够通过定时器开关实现间歇式供电，节约电能。
综上所述，本发明的柠檬园环境监测系统的结构简单，设计合理，方便使用，成本低，实现了对柠檬园的自动灌溉和工作人员对柠檬园的实时监控，提高了对柠檬园的管理效率，且节约电能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明的电路结构框图；
图2为本发明的灌溉装置的结构框图；以及
图3为本发明的电路驱动模块的电路连接示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明进行详细说明，如图1和图2所示：本实施例的柠檬园环境监测系统包括：环境检测装置和灌溉装置，所述灌溉装置包括水泵1、第一水管2、第二水管3和喷洒装置4，所述水泵1的一端与所述第一水管2的一端连接，所述水泵1的另一端与所述第二水管3的一端连接，所述第一水管2的另一端接入水井中，所述第二水管3的另一端与所述喷头4连接；所述环境检测装置包括微控制器5、为各用电模块供电的太阳能电池模块6以及与所述微控制器5相接且用于将微控制器5接收到的数据传输至上位机的无线通信模块7，所述微控制器5的输入端接有时钟模块8、摄像头模块9、按键操作电路10、布设于土壤中的温度传感器11、布设于土壤中的湿度传感器12和布设于柠檬树上的光强传感器13，所述微控制器5的输出端接有声光报警模块14、液晶显示模块15和用于驱动所述水泵1工作的电机驱动模块16；所述太阳能电池模块2的输出端通过定时器开关17与各用电模块连接，所述定时器开关3的输入端接有时间设定键18。
作为上述技术方案的进一步改进，所述水泵1与所述第一水管2和所述第二水管3的连接处均设有密封圈。
其中，密封圈用于防止第一水管2和第二水管3内的水压太大时，在水泵1与第一水管2和第二水管3的连接处漏水，起到密封作用。
本实施例中，所述微控制器5包括单片机STC12C5A60S2。
实际使用时，微控制器5还包括与单片机STC12C5A60S2连接的晶振电路和复位电路，具体晶振电路和复位电路的连接方式可参考现有技术中的连接方式，在此不再赘述。
本实施例中，如图3所示，所述电机驱动模块16包括NPN三极管Q1和型号为HK4100F-DC5V-SH的继电器芯片，所述NPN三极管Q1的基极通过电阻R1与所述单片机STC12C5A60S2的输入/输出口连接，所述NPN三极管Q1的发射极接地，所述继电器芯片HK4100F-DC5V-SH的第5引脚与所述NPN三极管Q1的集电极连接，所述继电器芯片HK4100F-DC5V-SH的第2引脚分别与电阻R2的一端和5V电源的输出端连接，所述继电器芯片HK4100F-DC5V-SH的第1引脚与所述水泵1的负电源输入端连接，所述继电器芯片HK4100F-DC5V-SH的第3引脚与所述水泵1的正电源输入端连接，所述电阻R2的另一端与所述继电器芯片HK4100F-DC5V-SH的集电极连接。
需要说明的是，图3中采用I/O表示单片机STC12C5A60S2的输入/输出口。
本实施例中，所述无线通信模块7包括基于芯片CC2530的ZigBee无线通信模块。
本实施例中，所述温度传感器11包括芯片DS18B20。
本实施例中，所述湿度传感器12包括芯片HIH6131-001。
本实施例中，所述光强传感器13包括芯片BH1750FVI。
实际使用时，声光报警模块14包括语音芯片ISD1700以及与语音芯片ISD1700连接的扬声器和发光二极管，具体连接方式可参考现有技术，在此不再赘述。
实际使用时，液晶显示模块15可以为LCD1602液晶显示模块，也可以为LCD12864液晶显示模块，对此不做限制。
本发明的工作过程为：工作人员通过按键操作电路10预先设定最佳土壤温度值、土壤湿度值和柠檬园内光照强度值，温度传感器11对土壤温度进行实时检测，并将检测到的温度值发送至微控制器5；湿度传感器12对土壤湿度进行实时检测，并将检测到的湿度值发送至微控制器5；光强传感器13对柠檬园内的光照强度进行实时检测，并将检测到的光照强度值发送至微控制器5；微控制器5将接收到的温度值、湿度值和光照强度值，通过无线通信模块7发送至计算机，以使得工作人员远程对柠檬园内的各环境参数进行实时监控，微控制器5还将接收到的温度值、湿度值和光照强度值通过液晶显示模块15进行显示，以便工作人员进行现场观察和分析；另外，微控制器5在确定接收到的温度值大于预设温度值，或者接收到的湿度值小于预设湿度值，或者接收到的光照强度值大于预设光照强度值时，均通过声光报警模块14实现报警，以便提醒工作人员采取相应措施，且微控制器5在确定接收到的湿度值小于预设湿度值时，控制电机驱动模块16工作，则电机驱动模块16带动水泵1运转，则水井内的水从喷头4中流出，实现对土壤的灌溉。
此外，摄像头模块9实时对柠檬园进行拍摄，并将拍摄信息发送至微控制器5，微控制器5再将接收到的拍摄信息通过无线通信模块7发送至计算机，以使得工作人员对柠檬园进行监控，以防非法分子偷盗。
微控制器5还接收时钟模块8发送的时间信息，并将时间信息与温度值、湿度值和光照强度值对应进行存储，并通过液晶显示模块15对应进行显示，方便工作人员对每一时间的温度值、湿度值和光照强度值进行了解。
另外，工作人员还可以通过时间设定键18设定供电时间，使得定时器开关17在达到设定的供电时间时，停止太阳能电池模块6对各用电模块供电，达到省电的目的。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种柠檬园环境监测系统，其特征在于：包括：环境检测装置和灌溉装置，所述灌溉装置包括水泵（1）、第一水管（2）、第二水管（3）和喷洒装置（4），所述水泵（1）的一端与所述第一水管（2）的一端连接，所述水泵（1）的另一端与所述第二水管（3）的一端连接，所述第一水管（2）的另一端接入水井中，所述第二水管（3）的另一端与所述喷头（4）连接；
所述环境检测装置包括微控制器（5）、为各用电模块供电的太阳能电池模块（6）以及与所述微控制器（5）相接且用于将微控制器（5）接收到的数据传输至上位机的无线通信模块（7），所述微控制器（5）的输入端接有时钟模块（8）、摄像头模块（9）、按键操作电路（10）、布设于土壤中的温度传感器（11）、布设于土壤中的湿度传感器（12）和布设于柠檬树上的光强传感器（13），所述微控制器（5）的输出端接有声光报警模块（14）、液晶显示模块（15）和用于驱动所述水泵（1）工作的电机驱动模块（16）；所述太阳能电池模块（2）的输出端通过定时器开关（17）与各用电模块连接，所述定时器开关（3）的输入端接有时间设定键（18）。
2.根据权利要求1所述的柠檬园环境监测系统，其特征在于：所述水泵（1）与所述第一水管（2）和所述第二水管（3）的连接处均设有密封圈。
3.根据权利要求1所述的柠檬园环境监测系统，其特征在于：所述微控制器（5）包括单片机STC12C5A60S2。
4.根据权利要求3所述的柠檬园环境监测系统，其特征在于：所述电机驱动模块（16）包括NPN三极管Q1和型号为HK4100F-DC5V-SH的继电器芯片，所述NPN三极管Q1的基极通过电阻R1与所述单片机STC12C5A60S2的输入/输出口连接，所述NPN三极管Q1的发射极接地，所述继电器芯片HK4100F-DC5V-SH的第5引脚与所述NPN三极管Q1的集电极连接，所述继电器芯片HK4100F-DC5V-SH的第2引脚分别与电阻R2的一端和5V电源的输出端连接，所述继电器芯片HK4100F-DC5V-SH的第1引脚与所述水泵（1）的负电源输入端连接，所述继电器芯片HK4100F-DC5V-SH的第3引脚与所述水泵（1）的正电源输入端连接，所述电阻R2的另一端与所述继电器芯片HK4100F-DC5V-SH的集电极连接。
5.根据权利要求1所述的柠檬园环境监测系统，其特征在于：所述无线通信模块（7）包括基于芯片CC2530的ZigBee无线通信模块。
6.根据权利要求1所述的柠檬园环境监测系统，其特征在于：所述温度传感器（11）包括芯片DS18B20。
7.根据权利要求1所述的柠檬园环境监测系统，其特征在于：所述湿度传感器（12）包括芯片HIH6131-001。
8.根据权利要求1所述的柠檬园环境监测系统，其特征在于：所述光强传感器（13）包括芯片BH1750FVI。
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2015
- 2015-10-19 CN CN201510675075.4A patent/CN106577192A/zh active Pending
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| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170426 |