CN207070711U - 一种无人值守式智能灌溉系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种无人值守式智能灌溉系统，包括水泵、水箱、电源模块、环境监测及显示模块、无线通信模块、单片机、电源开关模块、水泵驱动器以及土壤传感器。本实用新型适用于植物种植、校园绿化、城市绿化。以土壤传感器和环境监测及显示模块对土壤温湿度和空气温湿度进行实时监测，并以此为依据进行灌溉作业。单片机负责整合数据并依据这些数据自主判断是否进行灌溉作业，若此时的环境数据表明需要灌溉作业，单片机则下达指令自动进行灌溉作业，整个过程无需人工干预。
Description
技术领域
本实用新型属于农业智能化技术领域，具体涉及一种无人值守式智能灌溉系统的设计。
背景技术
现如今，在绿化、农作物种植等方面，浇水方式普遍分为“地表灌溉”、“喷灌”、“滴灌”、“渗灌”这几种。这些传统灌溉方式普遍存在以下几个不足：(1)效率低、劳动强度大；(2)不易维护；(3)耗能大、受风、空气湿度影响大；(4)施工复杂、维修困难；(5)运营成本高，投资回报率低。结合以上几点，需要设计一种能感应空气温度、湿度、土壤温度、湿度并依据其变化自主进行灌溉作业的全自动无人值守式一体浇灌系统。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对传统灌溉方式存在的上述问题，提出了一种无人值守式智能灌溉系统。
本实用新型的技术方案为：一种无人值守式智能灌溉系统，包括水泵、水箱、电源模块、环境监测及显示模块、无线通信模块、单片机、电源开关模块、水泵驱动器以及土壤传感器；水泵设置于水箱一侧，并与水箱的出水口连接，用于将水箱存储的水源导向需浇灌处，水泵驱动器与水泵连接，用于驱动水泵出水灌溉，电源模块通过电源开关模块分别与环境监测及显示模块、无线通信模块、单片机、水泵驱动器以及土壤传感器电性连接，单片机通过串口分别与环境监测及显示模块、无线通信模块、水泵驱动器以及土壤传感器通信连接。
环境监测及显示模块包括显示器、温度传感器以及湿度传感器；显示器、温度传感器和湿度传感器分别与单片机通信连接，温度传感器和湿度传感器分别采集空气温度、湿度值，并将采集到的空气温度、湿度值反馈给单片机，同时显示在显示屏上。
土壤传感器包括土壤温度传感器和土壤湿度传感器；土壤温度传感器和土壤湿度传感器分别与单片机通信连接，用于采集土壤温度、湿度值，并将采集到的土壤温度、湿度值反馈给单片机，同时显示在显示屏上。
本实用新型的有益效果是：本实用新型适用于植物种植、校园绿化、城市绿化，以土壤传感器和环境监测及显示模块对土壤温湿度和空气温湿度进行实时监测，并以此为依据进行灌溉作业。单片机负责整合数据并依据这些数据自主判断是否进行灌溉作业，若此时的环境数据表明需要灌溉作业，单片机则下达指令自动进行灌溉作业，整个过程无需人工干预，且灌溉效率高。
优选地，电源模块采用太阳能电池板。
上述优选方案的有益效果是：本实用新型采用太阳能电池板，可应用于露天环境中，更加节能环保。
优选地，显示器采用LED显示屏。
上述优选方案的有益效果是：传感器和环境监测及显示模块检测到的土壤温湿度值和空气温湿度值都能实时显示到LED显示屏上，便于用户对环境参数进行实时监测，同时LED显示屏还具有高亮度和低功耗的优点。
优选地，无线通信模块采用WiFi模块。
上述优选方案的有益效果是：WiFi模块经编程调试后可与用户终端(手机或电脑)互联，使得用户在与系统保持较长距离时仍然可以通过终端设备监视系统运作，并操控系统进行灌溉作业，使得该系统可无人值守，同时可远程遥控。
优选地，电源开关模块采用闸刀开关。
上述优选方案的有益效果是：采用闸刀开关控制整个系统电路，具有隔离电源、倒闸操作、连通和切断小电流电路的功能。
附图说明
图1所示为本实用新型实施例提供的一种无人值守式智能灌溉系统结构示意图。
附图标记说明：1-水泵、2-水箱、3-电源模块、4-环境监测及显示模块、5-无线通信模块、6-单片机、7-电源开关模块、8-水泵驱动器、9-土壤传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步的说明。
一种无人值守式智能灌溉系统，包括水泵1、水箱2、电源模块3、环境监测及显示模块4、无线通信模块5、单片机6、电源开关模块7、水泵驱动器8以及土壤传感器9。水泵1设置于水箱2一侧，并与水箱2的出水口连接，用于将水箱2存储的水源导向需浇灌处。水泵驱动器8与水泵1连接，用于驱动水泵1出水灌溉。本实用新型实施例中，水泵驱动器8采用L298N电机驱动板模块，该模块采用L298N作为主驱动芯片，具有驱动能力强、发热量低、抗干扰能力强等优点。电源模块3通过电源开关模块7分别与环境监测及显示模块4、无线通信模块5、单片机6、水泵驱动器8以及土壤传感器9电性连接，为整个系统的其它模块提供适配的电源。本实用新型实施例中，电源开关模块7采用闸刀开关，控制整个系统电路。单片机6通过串口分别与环境监测及显示模块4、无线通信模块5、水泵驱动器8以及土壤传感器9通信连接。本实用新型实施例中，单片机6选用51型开发板，支持STC89C52、STC12C5A60S2、AT89S52及与上述单芯片引脚兼容的芯片，带复位电路，使用11.0592M晶振，相当于人类的大脑，负责整合所有数据并自我判定并下达灌溉指令。
其中，环境监测及显示模块4包括显示器、温度传感器以及湿度传感器。显示器、温度传感器和湿度传感器分别与单片机6通信连接，温度传感器和湿度传感器分别采集空气温度、湿度值，并将采集到的空气温度、湿度值反馈给单片机6，同时显示在显示屏上。本实用新型实施例中，温度传感器采用K型M6螺钉偶WRNT-01/02精密型J型M6螺钉式热电偶螺纹温度传感器，测量精度高且测量范围广。湿度传感器采用HR202湿敏传感器，能精确测量周围环境的湿度值。
土壤传感器9包括土壤温度传感器和土壤湿度传感器。土壤温度传感器和土壤湿度传感器分别与单片机6通信连接，用于采集土壤温度、湿度值，并将采集到的土壤温度、湿度值反馈给单片机6，同时显示在显示屏上。本实用新型实施例中，显示器采用LED显示屏。本实用新型实施例中，土壤温度传感器采用HA2002土壤温度传感器，该传感器体积小巧，埋性能可靠，采用IP68防护等级设计，耐腐蚀，响应速度快(<1秒)，可选用电压或电流输出，电流输出在长缆线传输的时候没有信号衰减。土壤湿度传感器采用YL-69土壤湿度传感器，该传感器能够兼容arduino，表面采用镀镍处理，有加宽的感应面积，可以提高导电性能，防止接触土壤容易生锈的问题，延长使用寿命。
本实用新型中，环境监测及显示模块4以及和土壤传感器9相当于整个系统的“眼睛”，一方面，它们实时采集土壤温湿度值和空气温湿度值，并显示到LED显示屏上，便于用户对环境参数进行实时监测。另一方面，在单片机6中分别设定了空气温度阈值、空气湿度阈值、土壤温度阈值以及土壤湿度阈值，当满足以下四个条件的任意一个时，单片机6就会将该环境定义为“可灌溉”环境，进而向水泵驱动器8下达指令，驱动水泵1放水灌溉：
条件一、采集到的空气温度值高于空气温度阈值；
条件二、采集到的空气湿度值低于空气湿度阈值；
条件三、采集到的土壤温度值高于土壤温度阈值；
条件四、采集到的土壤湿度值低于土壤湿度阈值。
本实用新型实施例中，电源模块3采用太阳能电池板，可应用于露天环境中，将太阳能转换为电能，同时其自身也会储存一定量的电能，可以等效为蓄电池。
本实用新型实施例中，无线通信模块5采用ESP12E Devkit型号的WiFi模块，专为移动设备和物联网应用设计，可以应用于互联网、局域网通信、智能家居、工业控制、手持设备等多个领域。WiFi模块经编程调试后可与用户终端(手机或电脑)互联，使得用户在与系统保持较长距离时仍然可以通过终端设备监视系统运作，并操控系统进行灌溉作业，使得该系统可无人值守，同时可远程遥控。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。
Claims (7)
1.一种无人值守式智能灌溉系统，其特征在于，包括水泵(1)、水箱(2)、电源模块(3)、环境监测及显示模块(4)、无线通信模块(5)、单片机(6)、电源开关模块(7)、水泵驱动器(8)以及土壤传感器(9)；所述水泵(1)设置于水箱(2)一侧，并与水箱(2)的出水口连接，用于将水箱(2)存储的水源导向需浇灌处；所述水泵驱动器(8)与水泵(1)连接，用于驱动水泵(1)出水灌溉；所述电源模块(3)通过电源开关模块(7)分别与环境监测及显示模块(4)、无线通信模块(5)、单片机(6)、水泵驱动器(8)以及土壤传感器(9)电性连接；所述单片机(6)通过串口分别与环境监测及显示模块(4)、无线通信模块(5)、水泵驱动器(8)以及土壤传感器(9)通信连接。
2.根据权利要求1所述的无人值守式智能灌溉系统，其特征在于，所述电源模块(3)采用太阳能电池板。
3.根据权利要求1所述的无人值守式智能灌溉系统，其特征在于，所述环境监测及显示模块(4)包括显示器、温度传感器以及湿度传感器；所述显示器、温度传感器和湿度传感器分别与单片机(6)通信连接，所述温度传感器和湿度传感器分别采集空气温度、湿度值，并将采集到的空气温度、湿度值反馈给单片机(6)，同时显示在显示屏上。
4.根据权利要求3所述的无人值守式智能灌溉系统，其特征在于，所述显示器采用LED显示屏。
5.根据权利要求1所述的无人值守式智能灌溉系统，其特征在于，所述无线通信模块(5)采用WiFi模块。
6.根据权利要求1所述的无人值守式智能灌溉系统，其特征在于，所述电源开关模块(7)采用闸刀开关。
7.根据权利要求1所述的无人值守式智能灌溉系统，其特征在于，所述土壤传感器(9)包括土壤温度传感器和土壤湿度传感器；所述土壤温度传感器和土壤湿度传感器分别与单片机(6)通信连接，用于采集土壤温度、湿度值，并将采集到的土壤温度、湿度值反馈给单片机(6)，同时显示在显示屏上。
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| CN201721094733.1U CN207070711U (zh) | 2017-08-29 | 2017-08-29 | 一种无人值守式智能灌溉系统 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111913413A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-11-10 | 蒙来苏农业科技(苏州)有限公司 | 智慧农业灌溉远程控制系统 |
| CN115316224A (zh) * | 2022-05-16 | 2022-11-11 | 苏州三润景观工程有限公司 | 基于ssm的绿植自动浇灌系统 |
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