CN107873491A - 基于单片机控制的农业灌溉系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于单片机控制的农业灌溉系统，主要解决现有技术中人工启动灌溉复杂、需要定时检查，以及定期启动灌溉未考虑实时情况等问题。该控制系统包括AT89C51单片机，与单片机外部中断连接的温湿度传感器采集电路，与单片机并行I/0口P0连接、用于灌溉启动设定的键盘阵列，与单片机并行I/0口P1连接的编码器，与编码器连接、用于采集灌溉蓄水池中水位高程的液位计，以及与单片机串行I/0口连接的电机控制器，其中，电机控制器与水泵连接。通过上述方案，本发明具有结构简单、控制可靠、灌溉动作准确及时等优点，在农业灌溉技术领域有较高的推广应用价值。

Description

基于单片机控制的农业灌溉系统
技术领域
本发明涉及农业灌溉技术领域，尤其是基于单片机控制的农业灌溉系统。
背景技术
随着农业科技技术的不断发展，智能灌溉已经逐步替代传统的人工灌溉，其具有灌溉效率高、节约水资源、喷洒均匀等优点。智能灌溉喷洒系统主要包括灌溉蓄水池、泵站、喷洒水管、喷头已经控制系统。目前，农业灌溉多数采用人工启动水泵进行灌溉或者定时启动，对于人工启动灌溉方式，虽然较为可靠，但是，需要人为看守灌溉情况，无法实现全自动。而采用定时方式的不足在于，未能充分考虑灌溉植物当前是否需要灌溉，或存在在雨天灌溉的情况。在根本上，无法实现智能化控制。
发明内容
本发明的目的在于提供基于单片机控制的农业灌溉系统，主要解决现有技术中人工启动灌溉复杂、需要定时检查，以及定期启动灌溉未考虑实时情况等问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
基于单片机控制的农业灌溉系统，包括单片机，与单片机外部中断连接的温湿度传感器采集电路，与单片机并行I/0口P0连接、用于灌溉启动设定的键盘阵列，与单片机并行I/0口P1连接的编码器，与编码器连接、用于采集灌溉蓄水池中水位高程的液位计，以及与单片机串行I/0口连接的电机控制器；所述电机控制器与水泵连接。
具体地，所述温湿度传感器采集电路包括Y2口与单片机外部中断连接的三输入与门A，输出端依次与三输入与门A的B1端口、B2端口、B3端口连接的比较器A1、比较器A2和比较器A3，一端分别与比较器A1、比较器A2和比较器A3输入正极连接并且另一端外接电源VCC的限流电阻R1，一端分别与比较器A1、比较器A2和比较器A3输入正极连接并且另一端接地的分压电阻R2，一端与比较器A1输入负极连接的第一滤波电路，与第一滤波电路另一端连接、用于外接温湿度传感器的端口Part1，一端与比较器A2输入负极连接的第二滤波电路，与第二滤波电路另一端连接、用于外接温湿度传感器的端口Part2，一端与比较器A3输入负极连接的第三滤波电路，以及与第三滤波电路另一端连接、用于外接温湿度传感器的端口Part3。
进一步地，所述第一滤波电路包括一端与比较器A1输入负极连接并且另一端与端口Part1连接的电容C1，一端与电容C1另一端连接并且另一端接地的电感L1。
优选地，所述第一滤波电路包括一端分别与比较器A1输入负极连接的电感L1和电容C1；所述电感L1的另一端接地；所述容C1另一端与端口Part1连接。
进一步地，所述第二滤波电路包括一端与比较器A2输入负极连接并且另一端与端口Part2连接的电容C2，一端与电容C2另一端连接并且另一端接地的电感L2。
优选地，所述第二滤波电路包括一端分别与比较器A2输入负极连接的电感L2和电容C2；所述电感L2的另一端接地；所述容C2另一端与端口Part2连接。
进一步地，所述第三滤波电路包括一端与比较器A3输入负极连接并且另一端与端口Part3连接的电容C3，一端与电容C3另一端连接并且另一端接地的电感L3。
优选地，所述第三滤波电路包括一端分别与比较器A3输入负极连接的电感L3和电容C3；所述电感L3的另一端接地；所述容C3另一端与端口Part3连接。
进一步地，所述单片机为AT89C51。
优选地，所述限流电阻R1为1.1kΩ，分压电阻R2为0.9kΩ。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明作巧妙地利用温湿度传感器检测当前灌溉植物环境的温度和湿度，为单片机启动灌溉提供基础条件，如此便能做到准确、及时灌溉。另外，温湿度采集电路采用比较器的方式，可有效排除检测干扰，并由三输入与门进行比较，并输入单片机启动灌溉的中断信号，其控制更为可靠。本发明具有结构简单、控制可靠、灌溉动作准确及时等优点，在农业灌溉技术领域有较高的推广应用价值。
附图说明
图1为本发明的控制示意图。
图2为第一实施例温湿度采集电路图。
图3为第二实施例温湿度采集电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
如图1所示，基于单片机控制的农业灌溉系统，包括AT89C51单片机，与单片机外部中断连接的温湿度传感器采集电路，与单片机并行I/0口P0连接、用于灌溉启动设定的键盘阵列，与单片机并行I/0口P1连接的编码器，与编码器连接、用于采集灌溉蓄水池中水位高程的液位计，以及与单片机串行I/0口连接的电机控制器；所述电机控制器与水泵连接。
实施例1
如图2所示，该温湿度传感器采集电路包括Y2口与单片机外部中断连接的三输入与门A，输出端依次与三输入与门A的B1端口、B2端口、B3端口连接的比较器A1、比较器A2和比较器A3，一端分别与比较器A1、比较器A2和比较器A3输入正极连接并且另一端外接电源VCC的限流电阻R1，一端分别与比较器A1、比较器A2和比较器A3输入正极连接并且另一端接地的分压电阻R2，一端与比较器A1输入负极连接的第一滤波电路，与第一滤波电路另一端连接、用于外接温湿度传感器的端口Part1，一端与比较器A2输入负极连接的第二滤波电路，与第二滤波电路另一端连接、用于外接温湿度传感器的端口Part2，一端与比较器A3输入负极连接的第三滤波电路，以及与第三滤波电路另一端连接、用于外接温湿度传感器的端口Part3。
其中，第一滤波电路包括一端与比较器A1输入负极连接并且另一端与端口Part1连接的电容C1，一端与电容C1另一端连接并且另一端接地的电感L1。第二滤波电路包括一端与比较器A2输入负极连接并且另一端与端口Part2连接的电容C2，一端与电容C2另一端连接并且另一端接地的电感L2。第三滤波电路包括一端与比较器A3输入负极连接并且另一端与端口Part3连接的电容C3，一端与电容C3另一端连接并且另一端接地的电感L3。以比较器A1动作为例，比较器输入正极电压为分压电阻R2和限流电路R1之间的电压U+，比较器A1的输入负极电压为U-。当温湿度传感器检测温湿度高于启动灌溉喷淋的温湿度值，温湿度传感器输出高电平，温湿度传感器检测的信号经第一滤波电路滤除干扰波动信号，从比较器A1的输入负极输入，此时，U+小于U-，比较器A1输出低电平，经过三输入与门A的B1端口输入，三输入与门A必然输出低电平，无外部中断信号输入单片机。当且仅当，三个温湿度传感器同时检测到的温湿度值小于启动灌溉喷淋的温湿度值时，三输入与门A输出中断信号的高电平，使得单片机进行灌溉喷淋启动。
实施例2
如图3所示，该温湿度传感器采集电路包括Y2口与单片机外部中断连接的三输入与门A，输出端依次与三输入与门A的B1端口、B2端口、B3端口连接的比较器A1、比较器A2和比较器A3，一端分别与比较器A1、比较器A2和比较器A3输入正极连接并且另一端外接电源VCC的限流电阻R1，一端分别与比较器A1、比较器A2和比较器A3输入正极连接并且另一端接地的分压电阻R2，一端与比较器A1输入负极连接的第一滤波电路，与第一滤波电路另一端连接、用于外接温湿度传感器的端口Part1，一端与比较器A2输入负极连接的第二滤波电路，与第二滤波电路另一端连接、用于外接温湿度传感器的端口Part2，一端与比较器A3输入负极连接的第三滤波电路，以及与第三滤波电路另一端连接、用于外接温湿度传感器的端口Part3。
其中，第一滤波电路包括一端分别与比较器A1输入负极连接的电感L1和电容C1，第二滤波电路包括一端分别与比较器A2输入负极连接的电感L2和电容C2，第三滤波电路包括一端分别与比较器A3输入负极连接的电感L3和电容C3。另外，电感L1、电感L2和电感L3的另一端分别接地，并且电容C1、电容C2和电容C3依次与端口Part1、端口Part2和端口Part3连接。其中，灌溉喷淋过程与实施例1的逻辑过程相同，在此不予赘述。
上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.基于单片机控制的农业灌溉系统，其特征在于，包括单片机，与单片机外部中断连接的温湿度传感器采集电路，与单片机并行I/0口P0连接、用于灌溉启动设定的键盘阵列，与单片机并行I/0口P1连接的编码器，与编码器连接、用于采集灌溉蓄水池中水位高程的液位计，以及与单片机串行I/0口连接的电机控制器；所述电机控制器与水泵连接；
所述温湿度传感器采集电路包括Y2口与单片机外部中断连接的三输入与门A，输出端依次与三输入与门A的B1端口、B2端口、B3端口连接的比较器A1、比较器A2和比较器A3，一端分别与比较器A1、比较器A2和比较器A3输入正极连接并且另一端外接电源VCC的限流电阻R1，一端分别与比较器A1、比较器A2和比较器A3输入正极连接并且另一端接地的分压电阻R2，一端与比较器A1输入负极连接的第一滤波电路，与第一滤波电路另一端连接、用于外接温湿度传感器的端口Part1，一端与比较器A2输入负极连接的第二滤波电路，与第二滤波电路另一端连接、用于外接温湿度传感器的端口Part2，一端与比较器A3输入负极连接的第三滤波电路，以及与第三滤波电路另一端连接、用于外接温湿度传感器的端口Part3。
2.根据权利要求1所述的基于单片机控制的农业灌溉系统，其特征在于，所述第一滤波电路包括一端与比较器A1输入负极连接并且另一端与端口Part1连接的电容C1，一端与电容C1另一端连接并且另一端接地的电感L1。
3.根据权利要求1所述的基于单片机控制的农业灌溉系统，其特征在于，所述第一滤波电路包括一端分别与比较器A1输入负极连接的电感L1和电容C1；所述电感L1的另一端接地；所述容C1另一端与端口Part1连接。
4.根据权利要求1所述的基于单片机控制的农业灌溉系统，其特征在于，所述第二滤波电路包括一端与比较器A2输入负极连接并且另一端与端口Part2连接的电容C2，一端与电容C2另一端连接并且另一端接地的电感L2。
5.根据权利要求1所述的基于单片机控制的农业灌溉系统，其特征在于，所述第二滤波电路包括一端分别与比较器A2输入负极连接的电感L2和电容C2；所述电感L2的另一端接地；所述容C2另一端与端口Part2连接。
6.根据权利要求1所述的基于单片机控制的农业灌溉系统，其特征在于，所述第三滤波电路包括一端与比较器A3输入负极连接并且另一端与端口Part3连接的电容C3，一端与电容C3另一端连接并且另一端接地的电感L3。
7.根据权利要求1所述的基于单片机控制的农业灌溉系统，其特征在于，所述第三滤波电路包括一端分别与比较器A3输入负极连接的电感L3和电容C3；所述电感L3的另一端接地；所述容C3另一端与端口Part3连接。
8.根据权利要求1～7任一项所述的基于单片机控制的农业灌溉系统，其特征在于，所述限流电阻R1为1.1kΩ，分压电阻R2为0.9kΩ。
9.根据权利要求1～7任一项所述的基于单片机控制的农业灌溉系统，其特征在于，所述单片机为AT89C51。
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