CN204811333U - 一种园林景观植物智能灌溉设备 - Google Patents
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Abstract
一种园林景观植物智能灌溉设备属于园林灌溉养护技术领域，尤其涉及一种园林景观植物智能灌溉设备。本实用新型提供一种实时性好、灌溉效果好的园林景观植物智能灌溉设备。本实用新型包括设置在地表植物根系下部的输水管道和露出地表的喷灌管道，输水管道上设置有与主控制电路相连的电磁阀，主控制电路包括第一单片机，第一单片机通过无线射频收发芯片与计算机相连，第一单片机外围设置有接口电路模块、太阳能电池模块和数据缓存模块，湿度传感器通过A/D转换电路与第一单片机相连，第一单片机通过放大电路模块与电磁阀相连，所述的喷灌管道上设置喷水孔。
Description
技术领域
本实用新型属于园林灌溉养护技术领域，尤其涉及一种园林景观植物智能灌溉设备。
背景技术
灌溉是一种为作物补充所需水分的技术措施。为了保证作物正常生长，获取高产稳产，必须供给作物以充足的水分。在自然条件下，往往因降水量不足或分布的不均匀，不能满足作物对水分要求。因此，必须人为地进行灌溉，以补天然降雨之不足。
现有的定时自动灌溉是指预先设定灌溉开始的时间和灌溉时长，当达到预先设定的时间，系统就会自动打开控制阀门，进行一定时长的灌溉。这种灌溉方式灌溉精度低，不能够根据植被的实际需水状况进行灌溉，没能充分合理地利用水资源，针对性较差，且需要在控制阀与控制终端之间铺设电缆，增加了人力、物力的成本。
发明内容
本实用新型就是针对上述问题，提供一种实时性好、灌溉效果好的园林景观植物智能灌溉设备。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，本实用新型包括设置在地表植物根系下部的输水管道和露出地表的喷灌管道，输水管道上设置有与主控制电路相连的电磁阀，主控制电路包括第一单片机，第一单片机通过无线射频收发芯片与计算机相连，第一单片机外围设置有接口电路模块、太阳能电池模块和数据缓存模块，湿度传感器通过A/D转换电路与第一单片机相连，第一单片机通过放大电路模块与电磁阀相连，所述的喷灌管道上设置喷水孔。
所述放大电路模块晶体管Q2、比较器、电压采样模块、电阻R1、电阻R2及CMOS管Q1：所述的晶体管Q2的集电极与电源连接，晶体管Q2的发射极接地，晶体管Q2的基极与比较器的输出端连接；所述比较器的一个输入端与电压采样模块连接，另一个输入端与第一单片机连接；所述的CMOS管Q1的栅极通过电阻R1与电源连接，漏极连接直流电源，源极依次连接电阻R2、电压采样模块后接地。
作为另一种优选方案，本实用新型所述A/D转换电路包括积分电路、双D触发比较器、第二单片机、隔离变压器；所述湿度传感器信号输出端连接到积分电路同相输入端，积分电路输出接双D触发器清除端，双D触发器的输出接积分电路的反相输入端和第二单片机捕获输入引脚。
作为另一种优选方案，本实用新型所述第一单片机采用8051型单片机，第一单片机外围还设置有时钟电路模块、LCD显示屏；第一单片机通过SRWF—501无线射频收发芯片向计算机反馈数据，并接受计算机的控制。
作为另一种优选方案，本实用新型所述的CMOS管Q1为IRFP264CMOS管。
其次，本实用新型所述湿度传感器采用S302H湿度传感器，湿度传感器设置在地表下植物根系下1—3cm处。
另外，本实用新型所述太阳能电池模块的供电电压为12V，太阳能电池模块通过电压转换电路输出5V电压接主控制电路，所述的电压转换电路包括电容C1、C2、电阻R3、二极管D1和7805芯片U1；C1的正极端分别与供电电压为12V、U1的1脚相连，C1的负极端分别与U1的3脚、D1的阴极、地线、C2的负极端相连，C2的正极端分别与U1的2脚、R3一端相连，R3另一端与D1的阳极相连。
本实用新型有益效果。
本实用新型能够根据土壤墒情和气象条件作进行控制，打开阀门实施灌溉，使植物得到合适的水分补给。本实用新型减少了人力、物力、财力的消耗，充分合理地利用了水资源，园林绿化灌溉的实时性与针对性好。
本实用新型湿度传感器将所感应到的植物根区附近土壤湿度信息通过A/D转换电路转换成单片机所能识别的数据，并将这些数据存入数据缓存，单片机控制开闭电磁阀，同时将数据通过无线射频收发芯片传送到计算机，建立数据库。
本实用新型提供一种园林景观植物智能灌溉设备的硬件基础。
本实用新型放大电路模块采用CMOS管，CMOS管响应速度比较快，信号放大效果好。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。
图1是本实用新型电路原理框图。
图2是本实用新型电压转换电路电路原理图。
图3是本实用新型放大电路模块电路原理框图。
图4是本实用新型A/D转换电路电路原理图。
具体实施方式
如图所示，本实用新型包括设置在地表植物根系下部的输水管道和露出地表的喷灌管道，输水管道上设置有与主控制电路相连的电磁阀，主控制电路包括第一单片机，第一单片机通过无线射频收发芯片与计算机相连，第一单片机外围设置有接口电路模块、太阳能电池模块和数据缓存模块，湿度传感器通过A/D转换电路与第一单片机相连，第一单片机通过放大电路模块与电磁阀相连，所述的喷灌管道上设置喷水孔。
所述放大电路模块晶体管Q2、比较器、电压采样模块、电阻R1、电阻R2及CMOS管Q1：所述的晶体管Q2的集电极与电源连接，晶体管Q2的发射极接地，晶体管Q2的基极与比较器的输出端连接；所述比较器的一个输入端与电压采样模块连接，另一个输入端与第一单片机连接；所述的CMOS管Q1的栅极通过电阻R1与电源连接，漏极连接直流电源，源极依次连接电阻R2、电压采样模块后接地。
当湿度传感器检测到植物根区附近土壤湿度参数小于所设定的湿度阀值下限时，第一单片机控制打开电磁阀实施灌溉；当湿度传感器检测到植物根区附近土壤湿度参数大于所设定的湿度阀值上限时，第一单片机控制关闭电磁阀停止灌溉。
所述电压采样模块采样得到的反馈电压与第一单片机输入信号的电压进行比较，来控制晶体管Q2的通断，然后通过Q2的导通或截止来控制CMOS管Q1的状态，从而控制电压输出，实现小信号的放大。
所述A/D转换电路包括积分电路、双D触发比较器、第二单片机、隔离变压器；所述湿度传感器信号输出端连接到积分电路同相输入端，积分电路输出接双D触发器清除端，双D触发器的输出接积分电路的反相输入端和第二单片机捕获输入引脚。本实用新型A/D转换电路具有隔离功能，第二单片机输出定时脉冲控制积分电路正向积分时间，由双D触发比较器输出控制积分电路反向积分时间，并由第二单片机在积分电路正、反向积分时间内进行采样计数以实现A/D转换。
所述第一单片机采用8051型单片机，第一单片机外围还设置有时钟电路模块、LCD显示屏；第一单片机通过SRWF—501无线射频收发芯片向计算机反馈数据，并接受计算机的控制。
所述的CMOS管Q1为IRFP264CMOS管。
所述湿度传感器采用S302H湿度传感器，湿度传感器设置在地表下植物根系下1—3cm处。
所述太阳能电池模块的供电电压为12V，太阳能电池模块通过电压转换电路输出5V电压接主控制电路，所述的电压转换电路包括电容C1、C2、电阻R3、二极管D1和7805芯片U1；C1的正极端分别与供电电压为12V、U1的1脚相连，C1的负极端分别与U1的3脚、D1的阴极、地线、C2的负极端相连，C2的正极端分别与U1的2脚、R3一端相连，R3另一端与D1的阳极相连。
可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种园林景观植物智能灌溉设备，包括设置在地表植物根系下部的输水管道和露出地表的喷灌管道，其特征在于输水管道上设置有与主控制电路相连的电磁阀，主控制电路包括第一单片机，第一单片机通过无线射频收发芯片与计算机相连，第一单片机外围设置有接口电路模块、太阳能电池模块和数据缓存模块，湿度传感器通过A/D转换电路与第一单片机相连，第一单片机通过放大电路模块与电磁阀相连，所述的喷灌管道上设置喷水孔；
所述放大电路模块晶体管Q2、比较器、电压采样模块、电阻R1、电阻R2及CMOS管Q1：所述的晶体管Q2的集电极与电源连接，晶体管Q2的发射极接地，晶体管Q2的基极与比较器的输出端连接；所述比较器的一个输入端与电压采样模块连接，另一个输入端与第一单片机连接；所述的CMOS管Q1的栅极通过电阻R1与电源连接，漏极连接直流电源，源极依次连接电阻R2、电压采样模块后接地。
2.根据权利要求1所述一种园林景观植物智能灌溉设备，其特征在于所述A/D转换电路包括积分电路、双D触发比较器、第二单片机、隔离变压器；所述湿度传感器信号输出端连接到积分电路同相输入端，积分电路输出接双D触发器清除端，双D触发器的输出接积分电路的反相输入端和第二单片机捕获输入引脚。
3.根据权利要求2所述一种园林景观植物智能灌溉设备，其特征在于所述第一单片机采用8051型单片机，第一单片机外围还设置有时钟电路模块、LCD显示屏；第一单片机通过SRWF—501无线射频收发芯片向计算机反馈数据，并接受计算机的控制。
4.根据权利要求3所述一种园林景观植物智能灌溉设备，其特征在于所述的CMOS管Q1为IRFP264CMOS管。
5.根据权利要求4所述一种园林景观植物智能灌溉设备，其特征在于所述湿度传感器采用S302H湿度传感器，湿度传感器设置在地表下植物根系下1—3cm处。
6.根据权利要求5所述一种园林景观植物智能灌溉设备，其特征在于所述太阳能电池模块的供电电压为12V，太阳能电池模块通过电压转换电路输出5V电压接主控制电路，所述的电压转换电路包括电容C1、C2、电阻R3、二极管D1和7805芯片U1；C1的正极端分别与供电电压为12V、U1的1脚相连，C1的负极端分别与U1的3脚、D1的阴极、地线、C2的负极端相连，C2的正极端分别与U1的2脚、R3一端相连，R3另一端与D1的阳极相连。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106180173A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-12-07 | 北京师范大学 | 一种用于放射性污染土壤治理的植物修复系统 |
| CN106258861A (zh) * | 2016-10-14 | 2017-01-04 | 宁夏大学 | 阳台园艺水肥一体化智能自动灌溉装置 |
| CN106527259A (zh) * | 2016-10-26 | 2017-03-22 | 常州工学院 | 大田作物灌水量决策系统 |
| CN117617097A (zh) * | 2023-11-06 | 2024-03-01 | 廊坊市园林绿化事务中心 | 一种特殊园林景观的智能养护系统及方法 |
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