甘蔗精細化種植滴灌控制裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種甘蔗精細化種植滴灌控制裝置，主要由控制器和鋪設在甘蔗種植地塊上的土壤監測傳感器、滴灌設備組成；控制器包括殼體與集成安裝在殼體內ARM開發板上的工作電源、存儲器、數據采集模塊、通信模塊、定位模塊、ZigBee模塊和嵌入式子系統；數據采集模塊通過A/D轉換模塊與開發板上的SPI接口相連；通信模塊、定位模塊上的北斗芯片串口與開發板的串口相接；殼體表面還設有一顯示器；工作電源還與顯示器相連接；數據采集模塊與存儲器相連接；存儲器還與通信模塊相連接；定位模塊還與ZigBee模塊相連接；該裝置結構簡單、使用方便、安全可靠、使用成本低。
【專利說明】甘蔗精細化種植滴灌控制裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種農作物滴灌控制設備，具體涉及了一種甘蔗精細化種植滴灌控制裝置。
【背景技術】
[0002]滴灌是按照作物需水要求，通過低壓管道系統與安裝在毛管上的灌水器，將水和作物需要的養分逐滴均勻而又緩慢地滴入作物根區土壤中的灌水方法。采用該技術能夠掌握精確的施水深度，減少土壤水分的無效蒸發，提高水的利用率。同時能夠降低病蟲害的發生率和農藥的施用量。對改善作物產品品質、增產增收、提高經濟效益有較大幫助。
[0003]北斗衛星導航系統(簡稱“北斗”)是中國正在實施的自主研發、獨立運行的全球衛星導航系統，可在全球范圍內全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、導航、授時服務并兼具短報文通信能力。
[0004]現有的自動滴灌系統主要有時間控制、水量控制和反饋控制三種。時間控制系統是按預設好的時間放水或關水；水量控制系統是按照設計的配水量放水或關水；反饋控制系統是根據灌區內濕度感受器的反應，將信號傳送到首部控制樞紐部分來關水或放水。這三類控制方法都簡單易行，但缺乏對農作物品種、生長期、土壤狀況和氣候條件的研究，因此對農作物的需水量、需養分量和需農藥量的判斷就不夠精準。且每種作物的植期、生長期和自身需水量均不一致，目前的自動滴灌系統基本都是通用型的，并非針對某一特定作物，無法實現更精細的種植灌溉。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的在于針對現有技術的不足，提供了一種結構簡單、使用方便、安全可靠、使用成本低的專門用于甘蔗精細化種植的滴灌控制裝置。
[0006]為了實現上述目的，本實用新型采用了以下技術方案:
[0007]—種甘蔗精細化種植滴灌控制裝置，該滴灌控制裝置主要由控制器和鋪設在甘蔗種植地塊上的土壤監測傳感器、滴灌設備組成；所述的控制器包括殼體與集成安裝在殼體內ARM開發板上的工作電源、存儲器、數據采集模塊、通信模塊、定位模塊、ZigBee模塊和嵌入式子系統；所述的數據采集模塊通過A/D轉換模塊與開發板上的SPI接口相連；所述的通信模塊、定位模塊上的北斗芯片串口與開發板的串口相接；所述殼體表面還設有一顯示器；根據電信號或信息數據流向，所述的工作電源、顯示器、滴灌設備、存儲器、通信模塊、定位模塊、ZigBee模塊分別與嵌入式子系統相連接；所述的工作電源還與顯示器相連接；所述的數據采集模塊與存儲器相連接；所述的存儲器還與通信模塊相連接；所述的定位模塊還與ZigBee模塊相連接；所述的通信模塊主要由用于發送通信短報文的北斗衛星導航通信芯片和用于移動數據無線通信的SM卡構成；所述定位模塊采用以北斗衛星導航芯片為核心的北斗衛星導航定位模塊；所述的ZigBee模塊采用可自動進行無線組網的集成ZigBee模塊；所述的嵌入式子系統采用兼容手機操作系統的微處理器。[0008]在本實用新型中，顯示器安裝在裝置外殼正面，數據線與嵌入式子系統相連，電源線與工作電源相連；所述的存儲器、數據采集模塊、通信模塊、定位模塊、ZigBee模塊和嵌入式子系統在ARM開發板上進行集成；所述的數據采集模塊通過A/D轉換模塊與開發板上的SPI接口相連；所述的通信模塊、定位模塊上的北斗芯片串口與開發板的串口相接，通過電平轉換芯片進行電壓轉換。
[0009]在本實用新型的存儲器中存儲有預先設計好的甘蔗生長期模型、土壤模型、品種模型和氣候模型、以及GIS系統；這種嵌入式子系統可以根據實時采集到的信息數據和相應的模型，對滴灌設備進行控制；而且在本實用新型的滴灌控制裝置中設置有ZigBee模塊，可以將一定范圍內地塊上的滴灌控制裝置進行快速無線組網，實現同樣狀況下采用同一滴灌方案的同時滴灌。工作人員可以通過顯示器查看相應的信息數據。而通過通信模塊，可以將滴灌控制裝置采集到信息數據和對滴灌設備實施的控制方案發送給遠程管理中心。
[0010]所述的土壤監測傳感器包括土壤pH值傳感器、土壤溫度傳感器、土壤濕度傳感器、土壤農藥殘留傳感器和土壤養分留存傳感器。土壤監測傳感器能夠快速對土壤里的養分含量進行檢測，如對速效氧、速效磷、有效鉀等養分的含量檢測，以及土壤中的酸堿度(PH值)檢測，更能檢測出土壤中的農藥殘留物及其含量。
[0011]所述的滴灌設備主要由灌水器、管道及管件、水泵、電機、過濾器、壓力表閥門和肥料混合箱組成；所述的電機與水泵、灌水器相連，灌水器與管道相連，管道上安裝過濾器、壓力表閥門和肥料混合箱。
[0012]所述的存儲器包括用于運行嵌入式子系統并存放少量的實時采集到的數據的內置內存卡和用于長期存放大量數據的外置內存卡。
[0013]所述的工作電源采用事件觸發啟動模式的智能電源模塊。
[0014]與現有技術相比較，本實用新型具備的有益效果:
[0015]1.本實用新型的滴灌控制裝置結構簡單、使用方便、安全可靠、使用成本低。
[0016]2.基礎數據豐富，滴灌控制方案可靠、有效。采用土壤監測傳感器采集甘蔗種植地塊的信息數據，能夠快速對土壤里的養分含量進行檢測，如對速效氧、速效磷、有效鉀等養分的含量檢測，以及土壤中的酸堿度(PH值)檢測，更能檢測出土壤中的農藥殘留物及其含量。嵌入式子系統根據采集到的基礎數據和預先設計的控制模型，對滴灌設備實施控制，實現精細化種植。
[0017]3.增設了 ZigBee模塊，可以將一定范圍內地塊上的滴灌控制裝置進行快速無線組網，實現同樣狀況下采用同一滴灌方案的同時滴灌，省時省力。
[0018]4.設有通信模塊，方便遠程監控管理。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型一實施例的結構框圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本實用新型進一步說明。
[0021]實施例:
[0022]一種甘蔗精細化種植滴灌控制裝置，主要由控制器和鋪設在甘蔗種植地塊上的土壤監測傳感器、滴灌設備組成；所述的控制器包括殼體與集成安裝在殼體內ARM開發板上的工作電源、存儲器、數據采集模塊、通信模塊、定位模塊、ZigBee模塊和嵌入式子系統；所述的數據采集模塊通過A/D轉換模塊與開發板上的SPI接口相連；所述的通信模塊、定位模塊上的北斗芯片串口與開發板的串口相接；所述殼體表面還設有一顯示器；根據電信號或信息數據流向，所述的工作電源、顯示器、滴灌設備、存儲器、通信模塊、定位模塊、ZigBee模塊分別與嵌入式子系統相連接；所述的工作電源還與顯示器相連接；所述的數據采集模塊與存儲器相連接；所述的存儲器還與通信模塊相連接；所述的定位模塊還與ZigBee模塊相連接；所述的通信模塊主要由用于發送通信短報文的北斗衛星導航通信芯片和用于移動數據無線通信的SM卡構成；所述定位模塊采用以北斗衛星導航芯片為核心的北斗衛星導航定位模塊；所述的ZigBee模塊采用可自動進行無線組網的集成ZigBee模塊；所述的嵌入式子系統采用兼容手機操作系統的微處理器。
[0023]所述的土壤監測傳感器包括土壤pH值傳感器、土壤溫度傳感器、土壤濕度傳感器、土壤農藥殘留傳感器和土壤養分留存傳感器。所述的滴灌設備主要由灌水器、管道及管件、水泵、電機、過濾器、壓力表閥門和肥料混合箱組成；所述的電機與水泵、灌水器相連，灌水器與管道相連，管道上安裝過濾器、壓力表閥門和肥料混合箱。所述的存儲器包括用于運行嵌入式子系統并存放少量的實時采集到的數據的內置內存卡和用于長期存放大量數據的外置內存卡。所述的工作電源采用事件觸發啟動模式的智能電源模塊。
[0024]該裝置結構簡單、使用方便、安全可靠、使用成本低。
【權利要求】
1.一種甘蔗精細化種植滴灌控制裝置，其特征在于，該滴灌控制裝置主要由控制器和鋪設在甘蔗種植地塊上的土壤監測傳感器、滴灌設備組成；所述的控制器包括殼體與集成安裝在殼體內ARM開發板上的工作電源、存儲器、數據采集模塊、通信模塊、定位模塊、ZigBee模塊和嵌入式子系統；所述的數據采集模塊通過A/D轉換模塊與開發板上的SPI接口相連；所述的通信模塊、定位模塊上的北斗芯片串口與開發板的串口相接；所述殼體表面還設有一顯示器；根據電信號或信息數據流向，所述的工作電源、顯示器、滴灌設備、存儲器、通信模塊、定位模塊、ZigBee模塊分別與嵌入式子系統相連接；所述的工作電源還與顯示器相連接；所述的數據采集模塊與存儲器相連接；所述的存儲器還與通信模塊相連接；所述的定位模塊還與ZigBee模塊相連接；所述的通信模塊主要由用于發送通信短報文的北斗衛星導航通信芯片和用于移動數據無線通信的SM卡構成；所述定位模塊采用以北斗衛星導航芯片為核心的北斗衛星導航定位模塊；所述的ZigBee模塊采用可自動進行無線組網的集成ZigBee模塊；所述的嵌入式子系統采用兼容手機操作系統的微處理器。
2.根據權利要求1所述的甘蔗精細化種植滴灌控制裝置，其特征在于:所述的土壤監測傳感器包括土壤PH值傳感器、土壤溫度傳感器、土壤濕度傳感器、土壤農藥殘留傳感器和土壤養分留存傳感器。
3.根據權利要求1或2所述的甘蔗精細化種植滴灌控制裝置，其特征在于:所述的滴灌設備主要由灌水器、管道及管件、水泵、電機、過濾器、壓力表閥門和肥料混合箱組成；所述的電機與水泵、灌水器相連，灌水器與管道相連，管道上安裝過濾器、壓力表閥門和肥料混合箱。
4.根據權利要求3所述的甘蔗精細化種植滴灌控制裝置，其特征在于:所述的存儲器包括用于運行嵌入式子系統并存放少量的實時采集到的數據的內置內存卡和用于長期存放大量數據的外置內存卡。
5.根據權利要求3所述的甘蔗精細化種植滴灌控制裝置，其特征在于:所述的工作電源采用事件觸發啟動模式的智能電源模塊。
【文檔編號】A01C23/04GK203708964SQ201320881837
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】林興志, 潘翔 申請人:林興志, 廣西卡西亞科技有限公司