CN213695174U - 基于stm的灌溉系统 - Google Patents
基于stm的灌溉系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN213695174U CN213695174U CN202021717330.XU CN202021717330U CN213695174U CN 213695174 U CN213695174 U CN 213695174U CN 202021717330 U CN202021717330 U CN 202021717330U CN 213695174 U CN213695174 U CN 213695174U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- single chip
- chip microcomputer
- humidity
- water pump
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 title claims abstract description 71
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 title claims abstract description 71
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 74
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 63
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 3
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Cultivation Of Plants (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种基于STM的灌溉系统，该系统包括湿度传感器、单片机和水泵灌溉电路；湿度传感器与单片机连接，单片机分别连接湿度传感器和水泵灌溉电路，当湿度传感器检测到土壤湿度较低时，启动所述水泵灌溉电路；水泵灌溉电路与单片机连接，根据接收到的来自单片机的控制信号，驱动水泵工作或停止工作。利用湿度传感器对土壤湿度实时监测，使得土壤的湿度实时保持在适宜的湿度范围内，保证植物生长环境，无需人力进行监控，实现自动灌溉或自动停止灌溉，将水资源充分利用不浪费。
Description
技术领域
本实用新型涉及农业设备领域，尤其涉及一种基于STM的灌溉系统。
背景技术
在中国广大面积的农村里，并没有发展过大的工商业，拥有着大量闲置的田地。若是好好地利用这些闲置的田地，种植有市场需求的树苗或者花草，能够给当地带来一笔额外的收入，推动农业发展，提高土地的价值。而这些花草及树苗的种植对环境的要求特别高，需要农户进行精心的呵护，若是照顾不周会带来更大的经济损失，影响农户的年收入。
传统大棚的灌溉方式则是根据经验利用管道或者人工对作物进行浇灌，存在浪费水资源，成本高，实际效果差等问题，无法达到预期的要求。而传统的人力灌溉，不仅会消耗大量的人力物力，还会造成水资源不必要的浪费，使得水资源的利用率低。
实用新型内容
为此，本实用新型提供一种基于STM的灌溉系统，解决了现有技术中水资源利用率低的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供一种基于STM的灌溉系统，包括：湿度传感器、单片机和水泵灌溉电路；所述湿度传感器与所述单片机连接，将其采集的土壤湿度信号反馈给所述单片机，所述单片机将所述土壤湿度信号转化为土壤湿度值，并根据预先设定的土壤湿度阈值范围判断是否启动所述水泵灌溉电路；所述单片机连接所述湿度传感器和所述水泵灌溉电路，用以根据接收到的所述湿度传感器的土壤湿度信号控制所述水泵灌溉电路的启动或是关闭；所述水泵灌溉电路与所述单片机连接，用以根据接收到的来自所述单片机的控制信号，驱动水泵工作或停止工作。
进一步地，还包括报警电路；所述报警电路与所述单片机连接，用以在所述单片机判定土壤湿度值不在所述土壤湿度阈值范围内时进行报警，或在所述单片机判定土壤湿度值恢复至所述土壤湿度阈值范围内时关闭报警。
进一步地，还包括显示屏；所述显示屏与所述单片机连接，所述显示屏用于显示所述单片机所获取的土壤湿度值；以及按键设置电路，所述按键设置电路与所述单片机连接，所述单片机用以将所述按键设置电路的输入指令转化为所述显示屏的阈值设置指令，并在所述显示屏上显示设置的阈值范围并保存。
进一步地，所述单片机为STM32F103C8T6单片机。
进一步地，所述水泵灌溉电路包括水泵和驱动电路，所述水泵通所述驱动电路与所述单片机连接，所述驱动电路接收所述单片机的输出电压，所述驱动电路将所述输出电压上拉至所述水泵工作的电压，以控制所述水泵工作。
进一步地，所述报警电路包括蜂鸣器、三极管和电阻，所述三极管的集电极和所述蜂鸣器连接，所述三极管的基极通过所述电阻连接所述单片机。
进一步地，所述显示屏为LCD1602显示器。
进一步地，所述湿度传感器为湿度传感器。
进一步地，所述电阻值为1k欧姆。
进一步地，所述三极管为S8050。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，通过湿度传感器实时监测土壤的湿度，根据土壤的湿度利用单片机控制水泵灌溉电路是否开启，使得可以在检测湿度低于阈值范围的最小值时启动水泵灌溉电路对土壤进行灌溉，以及在土壤湿度高于阈值范围的最大值时关闭水泵灌溉电路停止对土壤的灌溉，使得土壤的湿度实时保持在适宜的湿度范围内，保证植物生长环境，无需人力进行监控，实现自动灌溉或自动停止灌溉，将水资源充分利用不浪费。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的基于STM的灌溉系统结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的基于STM的灌溉系统中水泵灌溉电路的电路结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的基于STM的灌溉系统中报警电路的电路结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本实用新型作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非在限制本实用新型的保护范围。
需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
请参阅图1所示，本实用新型实施例提供的基于STM的灌溉系统包括：湿度传感器10、单片机20和水泵灌溉电路30；所述湿度传感器10与所述单片机20连接，将其采集的土壤湿度信号反馈给所述单片机20，所述单片机20将所述土壤湿度信号转化为土壤湿度值，并根据预先设定的土壤湿度阈值范围判断是否启动所述水泵灌溉电路30；所述单片机20连接所述湿度传感器10和所述水泵灌溉电路30，用以根据接收到的所述湿度传感器10的土壤湿度信号控制所述水泵灌溉电路30的启动或是关闭；所述水泵灌溉电路30与所述单片机20连接，用以根据接收到的来自所述单片机20的控制信号，驱动水泵工作或停止工作。
具体而言，本实用新型实施例提供的基于STM的灌溉系统包括：湿度传感器10、单片机20和水泵灌溉电路30，湿度传感器10可以设置在土壤中，直接对土壤内的湿度进行采集，还可以采用超声波的方式对土壤的湿度进行采集，湿度传感器10的具体实现形式并不限定，只要可以实现对土壤湿度进行采集即可。湿度传感器10采集到的数据可能是电压值或是电流值，单片机20将接收湿度传感器10采集到的数据，单片机20所述土壤湿度信号转化为土壤湿度值，并根据预先设定的土壤湿度阈值范围判断是否启动所述水泵灌溉电路30，具体而言，当湿度传感器10检测到当前土壤湿度较低时，单片机20接收到的土壤湿度值较低，低于土壤湿度阈值范围的最小值，表示土壤干燥不适合植物生长，需要进行灌溉，此时单片机20将启动水泵灌溉电路30中的水泵，对当前土壤进行灌溉。随着灌溉时间的增长，土壤的湿度处于不断上升的状态，当湿度传感器10检测到当前土壤湿度较高时，单片机20接收到的土壤湿度值较高，高于土壤湿度阈值范围的最大值，表示土壤湿度过大，也不适合植物生长，需要停止灌溉，此时单片机20将关闭水泵灌溉电路30中的水泵，停止对当前土壤的灌溉。
本实用新型实施例提供的基于STM的灌溉系统，通过湿度传感器10实时监测土壤的湿度，根据土壤的湿度利用单片机20控制水泵灌溉电路30是否开启，使得可以在检测湿度低于阈值范围的最小值时启动水泵灌溉电路30对土壤进行灌溉，以及在土壤湿度高于阈值范围的最大值时关闭水泵灌溉电路30停止对土壤的灌溉，使得土壤的湿度实时保持在适宜的湿度范围内，保证植物生长环境，无需人力进行监控，实现自动灌溉或自动停止灌溉，将水资源充分利用不浪费。
具体而言，结合图1所示，本实用新型实施例提供的基于STM的灌溉系统还包括报警电路40；所述报警电路40与所述单片机20连接，用以在所述单片机20判定土壤湿度值不在所述土壤湿度阈值范围内时进行报警，或在所述单片机20判定土壤湿度值恢复至所述土壤湿度阈值范围内时关闭报警。
具体而言，在实际应用过程中，检测当前土壤湿度值是否低于所设置的湿度下限值，若是则蜂鸣器报警；利用蜂鸣器报警来表示土壤湿度偏低，需要进行灌溉。若否则检测当前土壤湿度值是否高于所设置的湿度上限值，若否则蜂鸣器关闭，只有在湿度处于设置的湿度下限值和湿度上限值之间时，蜂鸣器才处于正常状态，不进行报警，若当前土壤湿度超过预设的湿度下限值和湿度上限值范围，则利用蜂鸣器进行报警，此时若湿度过低则打开水泵进行灌溉，若湿度过高则关闭水泵，通过报警电路40，实现对水泵的控制，不但可以有效的呈现土壤的湿度，还可以根据报警进行土壤湿度的调节，直观有效，使用方便。
具体而言，结合图1所示，在本实用新型实施例提供的基于STM的灌溉系统还包括显示屏50；所述显示屏50与所述单片机20连接，所述显示屏50用于显示所述单片机20所获取的土壤湿度值；以及按键设置电路，所述按键设置电路与所述单片机20连接，所述单片机20用以将所述按键设置电路的输入指令转化为所述显示屏50的阈值设置指令，并在所述显示屏50上显示设置的阈值范围并保存。
具体而言，显示屏50为常见的点阵型液晶显示屏50，液晶显示器画质高不会出现闪烁的情况，色彩亮度保持稳定。液晶显示器相对于其它类型的显示器，同等面积下，液晶显示器要更加的轻，而且功耗也要低上很多。液晶1，2引脚为电源；15，16引脚为背光电源。液晶3引脚为液晶对比度调节端。液晶4引脚为向液晶控制器写数据/写命令选择端。液晶5引脚为读/写选择端。液晶6引脚为使能信号，是操作时必须的信号。液晶7—14引脚为数据总线，与单片机的数据总线A7—A0相连，实现显示屏50与单片机20之间的数据传输，实现单片机20对现实电路的控制及数据的传输。利用显示屏显示土壤湿度值，更为直观有效。在按键设置电路中按下按键时，单片机引脚的电平也会随之转变。通过按键设置湿度的阈值并在显示屏50进行显示，便于与实时湿度进行比较，直观可靠。
具体而言，所述单片机20为STM32F103C8T6单片机。STM32具有强大的控制功能和通信功能，STM32一次能处理的数据宽度为32位，51单片机一次能处理的数据宽度为8位。STM32的内部存储器和寄存器都要比51单片机的要大，运算能力要强大得多。STM32片上外设比较丰富，自带两个AD转换，ADC精度也达到12位。利用STM32F103C8T6单片机作为单片机20，功能强大丰富，应用更为广泛，扩展性较强。
具体而言，所述水泵灌溉电路30包括水泵和驱动电路，所述水泵通所述驱动电路与所述单片机20连接，所述驱动电路接收所述单片机20的输出电压，所述驱动电路将所述输出电压上拉至所述水泵工作的电压，以控制所述水泵工作。
如图2所示，为水泵的电路设计，首先我们采用1k电阻R15对电平进行限制，只有当单片机给DJ一个高电平的时候(8050是高电平导通)8050三极管才被导通。这个时候VCC和GND就导通了，10k电阻在这里只是用作上拉(如果不接VCC电流直接就可以导通三极管8050就无法进行控制)，三极管8550这个时候就可以正常工作，然后我们通过程序来控制一段时间内通过8050的高电平次数(脉冲)从而控制了M1工作的频率(8550是放大电流，驱动m1进行工作，实际控制就是8050在一定时间内通过高电平的次数)。
具体而言，所述报警电路40包括蜂鸣器、三极管和电阻，所述三极管的集电极和所述蜂鸣器连接，所述三极管的基极通过所述电阻连接所述单片机20。如图3所示，图3为报警电路40的电路设计图，该报警电路40采用的是蜂鸣器电路，单片机上电后引脚为低电平，蜂鸣器报警电路需要的工作电流比较大，电路上的电平达不到蜂鸣器需要的工作电流，所以加了一个三极管来增加通过蜂鸣器的电流，三极管S8050是高电平导通，只需给三极管高电平，就能让蜂鸣器报警。1K欧姆电阻的作用是限流。
具体而言，所述显示屏50为LCD1602显示器，所述湿度传感器10为湿度传感器。
本实用新型实施例提供的基于STM的灌溉系统，具有可靠性高、操作维护方便、性价比高等特点。在系统的软硬件设计时，尽量去除人机互动界面，采用程序烧录进单片机的方法，以LCD显示需要的数据，仅剩按键电路需要人工操作设置土壤湿度的阈值，这样能更方便简洁。同时，单片机应用系统还拥有体积小、重量轻、功耗低的优势。土壤湿度是模数转换，通过传感器获取到的是湿度模拟量，转换为不同的电阻值，然后通过STM32的ad引脚输出为不同的电压值，最终在LCD1602液晶显示。土壤湿度越高，检测得到的电阻值越低，相应的模拟量则越高(电压值升高)，土壤湿度和电压值的转换公式为：土壤湿度(％)＊5＝电压值，从湿度的运算公式可以看出，土壤湿度无法达到100％，因为电路工作时有消耗，而整个系统的设计电源供应是5V，所以输出电压值小于5V。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型；对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于STM的灌溉系统，其特征在于，包括：湿度传感器、单片机和水泵灌溉电路；
所述湿度传感器与所述单片机连接，湿度采集电路采集土壤湿度信号，所述单片机将所述土壤湿度信号转化为土壤湿度值，并根据土壤湿度值启动所述水泵灌溉电路；
所述单片机分别连接所述湿度传感器和所述水泵灌溉电路，所述单片机根据所述湿度传感器的土壤湿度值控制所述水泵灌溉电路的启动或是关闭；
所述水泵灌溉电路与所述单片机连接，根据接收到的来自所述单片机的控制信号，驱动水泵工作或停止工作。
2.根据权利要求1所述的基于STM的灌溉系统，其特征在于，还包括报警电路；
所述报警电路与所述单片机连接，当所述单片机获取的土壤湿度低于湿度最小值或高于湿度最大值时进行报警。
3.根据权利要求2所述的基于STM的灌溉系统，其特征在于，还包括显示屏；
所述显示屏与所述单片机连接，所述显示屏显示所述单片机所获取的土壤湿度值；
以及按键设置电路，所述按键设置电路与所述单片机连接，所述单片机用以将所述按键设置电路的输入指令转化为所述显示屏的最大值和最小值，并在所述显示屏上显示设置的湿度最大值和湿度最小值并保存。
4.根据权利要求3所述的基于STM的灌溉系统，其特征在于，所述单片机的型号为STM32F103C8T6。
5.根据权利要求2所述的基于STM的灌溉系统，其特征在于，所述水泵灌溉电路包括水泵和驱动电路，所述水泵通所述驱动电路与所述单片机连接，所述驱动电路接收所述单片机的输出电压，所述驱动电路将所述输出电压上拉至所述水泵工作的电压，以控制所述水泵工作。
6.根据权利要求3所述的基于STM的灌溉系统，其特征在于，所述报警电路包括蜂鸣器、三极管和电阻，所述三极管的集电极和所述蜂鸣器连接，所述三极管的基极通过所述电阻连接所述单片机。
7.根据权利要求3所述的基于STM的灌溉系统，其特征在于，所述显示屏为LCD1602显示器。
8.根据权利要求6所述的基于STM的灌溉系统，其特征在于，所述电阻的阻值为1k欧姆。
9.根据权利要求6所述的基于STM的灌溉系统，其特征在于，所述三极管为S8050。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021717330.XU CN213695174U (zh) | 2020-08-17 | 2020-08-17 | 基于stm的灌溉系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021717330.XU CN213695174U (zh) | 2020-08-17 | 2020-08-17 | 基于stm的灌溉系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN213695174U true CN213695174U (zh) | 2021-07-16 |
Family
ID=76791168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202021717330.XU Expired - Fee Related CN213695174U (zh) | 2020-08-17 | 2020-08-17 | 基于stm的灌溉系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN213695174U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116267539A (zh) * | 2023-02-20 | 2023-06-23 | 北京长峰新联工程管理有限责任公司 | 一种园林绿化灌溉方法、系统、设备以及存储介质 |
-
2020
- 2020-08-17 CN CN202021717330.XU patent/CN213695174U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116267539A (zh) * | 2023-02-20 | 2023-06-23 | 北京长峰新联工程管理有限责任公司 | 一种园林绿化灌溉方法、系统、设备以及存储介质 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101574053B (zh) | 一种智能式作物局部根区交替灌溉控制方法及系统 | |
| CN213695174U (zh) | 基于stm的灌溉系统 | |
| CN113950926A (zh) | 一种智能水肥药一体化灌溉系统及其灌溉方法 | |
| CN112005872A (zh) | 一种作物无土栽培系统及方法 | |
| CN202903721U (zh) | 一种土壤湿度测控装置 | |
| CN201218914Y (zh) | 农田信息自动采集与灌溉智能控制装置 | |
| CN109060028A (zh) | 一种基于nb-iot的种植环境远程监控系统 | |
| CN201898761U (zh) | 设施农业温室自动控制补光系统 | |
| CN210382143U (zh) | 一种智能灌溉装置 | |
| CN211928420U (zh) | 一种基于51单片机的滴水灌溉自动控制系统 | |
| CN205596796U (zh) | 一种分区节水喷灌或滴灌控制系统 | |
| CN204244847U (zh) | 一种智能灌溉系统 | |
| CN203302089U (zh) | 气象站式灌溉控制装置 | |
| CN112806142A (zh) | 一种水肥一体化自动灌溉系统 | |
| CN213404421U (zh) | 智能浇灌器 | |
| CN201414315Y (zh) | 一种带有监控装置的植物栽培容器 | |
| CN207070711U (zh) | 一种无人值守式智能灌溉系统 | |
| CN110637693A (zh) | 一种水田信息监控器 | |
| CN209788019U (zh) | 一种基于单片机控制的温室大棚灌溉系统 | |
| CN212877136U (zh) | 定时饲料投放装置 | |
| CN209768492U (zh) | 一种自动浇花系统 | |
| CN208224512U (zh) | 基于stm32的农田小气候自动监测系统 | |
| CN212232479U (zh) | 一种智能农田灌溉系统 | |
| CN202680148U (zh) | 盆栽自动补水控制器 | |
| CN211020395U (zh) | 一种灌溉指示器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20210716 |