CN203708964U - 甘蔗精细化种植滴灌控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种甘蔗精细化种植滴灌控制装置，主要由控制器和铺设在甘蔗种植地块上的土壤监测传感器、滴灌设备组成；控制器包括壳体与集成安装在壳体内ARM开发板上的工作电源、存储器、数据采集模块、通信模块、定位模块、ZigBee模块和嵌入式子系统；数据采集模块通过A/D转换模块与开发板上的SPI接口相连；通信模块、定位模块上的北斗芯片串口与开发板的串口相接；壳体表面还设有一显示器；工作电源还与显示器相连接；数据采集模块与存储器相连接；存储器还与通信模块相连接；定位模块还与ZigBee模块相连接；该装置结构简单、使用方便、安全可靠、使用成本低。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种农作物滴灌控制设备，具体涉及了一种甘蔗精细化种植滴灌控制装置。
背景技术
滴灌是按照作物需水要求，通过低压管道系统与安装在毛管上的灌水器，将水和作物需要的养分逐滴均匀而又缓慢地滴入作物根区土壤中的灌水方法。采用该技术能够掌握精确的施水深度，减少土壤水分的无效蒸发，提高水的利用率。同时能够降低病虫害的发生率和农药的施用量。对改善作物产品品质、增产增收、提高经济效益有较大帮助。
北斗卫星导航系统（简称“北斗”）是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务并兼具短报文通信能力。
现有的自动滴灌系统主要有时间控制、水量控制和反馈控制三种。时间控制系统是按预设好的时间放水或关水；水量控制系统是按照设计的配水量放水或关水；反馈控制系统是根据灌区内湿度感受器的反应，将信号传送到首部控制枢纽部分来关水或放水。这三类控制方法都简单易行，但缺乏对农作物品种、生长期、土壤状况和气候条件的研究，因此对农作物的需水量、需养分量和需农药量的判断就不够精准。且每种作物的植期、生长期和自身需水量均不一致，目前的自动滴灌系统基本都是通用型的，并非针对某一特定作物，无法实现更精细的种植灌溉。
发明内容
本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种结构简单、使用方便、安全可靠、使用成本低的专门用于甘蔗精细化种植的滴灌控制装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
一种甘蔗精细化种植滴灌控制装置，该滴灌控制装置主要由控制器和铺设在甘蔗种植地块上的土壤监测传感器、滴灌设备组成；所述的控制器包括壳体与集成安装在壳体内ARM开发板上的工作电源、存储器、数据采集模块、通信模块、定位模块、ZigBee模块和嵌入式子系统；所述的数据采集模块通过A/D转换模块与开发板上的SPI接口相连；所述的通信模块、定位模块上的北斗芯片串口与开发板的串口相接；所述壳体表面还设有一显示器；根据电信号或信息数据流向，所述的工作电源、显示器、滴灌设备、存储器、通信模块、定位模块、ZigBee模块分别与嵌入式子系统相连接；所述的工作电源还与显示器相连接；所述的数据采集模块与存储器相连接；所述的存储器还与通信模块相连接；所述的定位模块还与ZigBee模块相连接；所述的通信模块主要由用于发送通信短报文的北斗卫星导航通信芯片和用于移动数据无线通信的SIM卡构成；所述定位模块采用以北斗卫星导航芯片为核心的北斗卫星导航定位模块；所述的ZigBee模块采用可自动进行无线组网的集成ZigBee模块；所述的嵌入式子系统采用兼容手机操作系统的微处理器。
在本实用新型中，显示器安装在装置外壳正面，数据线与嵌入式子系统相连，电源线与工作电源相连；所述的存储器、数据采集模块、通信模块、定位模块、ZigBee模块和嵌入式子系统在ARM开发板上进行集成；所述的数据采集模块通过A/D转换模块与开发板上的SPI接口相连；所述的通信模块、定位模块上的北斗芯片串口与开发板的串口相接，通过电平转换芯片进行电压转换。
在本实用新型的存储器中存储有预先设计好的甘蔗生长期模型、土壤模型、品种模型和气候模型、以及GIS系统；这种嵌入式子系统可以根据实时采集到的信息数据和相应的模型，对滴灌设备进行控制；而且在本实用新型的滴灌控制装置中设置有ZigBee模块，可以将一定范围内地块上的滴灌控制装置进行快速无线组网，实现同样状况下采用同一滴灌方案的同时滴灌。工作人员可以通过显示器查看相应的信息数据。而通过通信模块，可以将滴灌控制装置采集到信息数据和对滴灌设备实施的控制方案发送给远程管理中心。
所述的土壤监测传感器包括土壤pH值传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、土壤农药残留传感器和土壤养分留存传感器。土壤监测传感器能够快速对土壤里的养分含量进行检测，如对速效氧、速效磷、有效钾等养分的含量检测，以及土壤中的酸碱度（PH值）检测，更能检测出土壤中的农药残留物及其含量。
所述的滴灌设备主要由灌水器、管道及管件、水泵、电机、过滤器、压力表阀门和肥料混合箱组成；所述的电机与水泵、灌水器相连，灌水器与管道相连，管道上安装过滤器、压力表阀门和肥料混合箱。
所述的存储器包括用于运行嵌入式子系统并存放少量的实时采集到的数据的内置内存卡和用于长期存放大量数据的外置内存卡。
所述的工作电源采用事件触发启动模式的智能电源模块。
与现有技术相比较，本实用新型具备的有益效果：
1.本实用新型的滴灌控制装置结构简单、使用方便、安全可靠、使用成本低。
2.基础数据丰富，滴灌控制方案可靠、有效。采用土壤监测传感器采集甘蔗种植地块的信息数据，能够快速对土壤里的养分含量进行检测，如对速效氧、速效磷、有效钾等养分的含量检测，以及土壤中的酸碱度（PH值）检测，更能检测出土壤中的农药残留物及其含量。嵌入式子系统根据采集到的基础数据和预先设计的控制模型，对滴灌设备实施控制，实现精细化种植。
3.增设了ZigBee模块，可以将一定范围内地块上的滴灌控制装置进行快速无线组网，实现同样状况下采用同一滴灌方案的同时滴灌，省时省力。
4.设有通信模块，方便远程监控管理。
附图说明
图1是本实用新型一实施例的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
实施例：
一种甘蔗精细化种植滴灌控制装置，主要由控制器和铺设在甘蔗种植地块上的土壤监测传感器、滴灌设备组成；所述的控制器包括壳体与集成安装在壳体内ARM开发板上的工作电源、存储器、数据采集模块、通信模块、定位模块、ZigBee模块和嵌入式子系统；所述的数据采集模块通过A/D转换模块与开发板上的SPI接口相连；所述的通信模块、定位模块上的北斗芯片串口与开发板的串口相接；所述壳体表面还设有一显示器；根据电信号或信息数据流向，所述的工作电源、显示器、滴灌设备、存储器、通信模块、定位模块、ZigBee模块分别与嵌入式子系统相连接；所述的工作电源还与显示器相连接；所述的数据采集模块与存储器相连接；所述的存储器还与通信模块相连接；所述的定位模块还与ZigBee模块相连接；所述的通信模块主要由用于发送通信短报文的北斗卫星导航通信芯片和用于移动数据无线通信的SIM卡构成；所述定位模块采用以北斗卫星导航芯片为核心的北斗卫星导航定位模块；所述的ZigBee模块采用可自动进行无线组网的集成ZigBee模块；所述的嵌入式子系统采用兼容手机操作系统的微处理器。
所述的土壤监测传感器包括土壤pH值传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、土壤农药残留传感器和土壤养分留存传感器。所述的滴灌设备主要由灌水器、管道及管件、水泵、电机、过滤器、压力表阀门和肥料混合箱组成；所述的电机与水泵、灌水器相连，灌水器与管道相连，管道上安装过滤器、压力表阀门和肥料混合箱。所述的存储器包括用于运行嵌入式子系统并存放少量的实时采集到的数据的内置内存卡和用于长期存放大量数据的外置内存卡。所述的工作电源采用事件触发启动模式的智能电源模块。
该装置结构简单、使用方便、安全可靠、使用成本低。
Claims (5)
1.一种甘蔗精细化种植滴灌控制装置，其特征在于，该滴灌控制装置主要由控制器和铺设在甘蔗种植地块上的土壤监测传感器、滴灌设备组成；所述的控制器包括壳体与集成安装在壳体内ARM开发板上的工作电源、存储器、数据采集模块、通信模块、定位模块、ZigBee模块和嵌入式子系统；所述的数据采集模块通过A/D转换模块与开发板上的SPI接口相连；所述的通信模块、定位模块上的北斗芯片串口与开发板的串口相接；所述壳体表面还设有一显示器；根据电信号或信息数据流向，所述的工作电源、显示器、滴灌设备、存储器、通信模块、定位模块、ZigBee模块分别与嵌入式子系统相连接；所述的工作电源还与显示器相连接；所述的数据采集模块与存储器相连接；所述的存储器还与通信模块相连接；所述的定位模块还与ZigBee模块相连接；所述的通信模块主要由用于发送通信短报文的北斗卫星导航通信芯片和用于移动数据无线通信的SIM卡构成；所述定位模块采用以北斗卫星导航芯片为核心的北斗卫星导航定位模块；所述的ZigBee模块采用可自动进行无线组网的集成ZigBee模块；所述的嵌入式子系统采用兼容手机操作系统的微处理器。
2.根据权利要求1所述的甘蔗精细化种植滴灌控制装置，其特征在于：所述的土壤监测传感器包括土壤pH值传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、土壤农药残留传感器和土壤养分留存传感器。
3.根据权利要求1或2所述的甘蔗精细化种植滴灌控制装置，其特征在于：所述的滴灌设备主要由灌水器、管道及管件、水泵、电机、过滤器、压力表阀门和肥料混合箱组成；所述的电机与水泵、灌水器相连，灌水器与管道相连，管道上安装过滤器、压力表阀门和肥料混合箱。
4.根据权利要求3所述的甘蔗精细化种植滴灌控制装置，其特征在于：所述的存储器包括用于运行嵌入式子系统并存放少量的实时采集到的数据的内置内存卡和用于长期存放大量数据的外置内存卡。
5.根据权利要求3所述的甘蔗精细化种植滴灌控制装置，其特征在于：所述的工作电源采用事件触发启动模式的智能电源模块。
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