一種用于不同作物的無線自動滴灌系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于溫室大棚管理技術領域，尤其涉及一種用于不同作物的無線自動滴灌系統。
【背景技術】
[0002]傳統的溫室大棚在進行作物灌溉時往往依靠農戶經驗進行手動開關閥門式灌溉及管理，缺點是不但勞動強度較大而且憑肉眼判斷作物是否需要灌溉以及灌溉的程度，精確度遠遠不夠管理效率低;旋轉式噴灌系統雖然可以實現部分自動化，但其噴淋水量不均勻在其不同的噴淋半徑上存在梯度差，另外噴灌方式對所有土地噴灑，不能直接作用于植株根系，節水性差;還有些可以實現自動滴灌的控制設備，但其存在系統結構復雜，不能對地塊根據不同作物選擇不同灌溉方案等缺點，另外采用有線電纜連接成本較高，后續維護和可靠性上較差。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種用于不同作物的無線自動滴灌系統，可以根據不同作物的需水量和土壤中的墑情制定有針對性的灌溉策略，實現精確灌溉，以提高農業生產中灌溉用水利用率和自動化水平。
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是:
[0005]—種用于不同作物的無線自動滴灌系統，包括滴灌總控部分和多個滴灌分控部分，滴灌總控部分由供水單元和總控單元組成，供水單元和總控單元通過控制電纜連接，總控單元發出指令打開或關閉供水單元，總控單元包括總處理器和無線模塊I，滴灌分控部分分別設置在種植不同作物的地塊上，由調節閥、分控單元和滴灌單元組成，分控單元包括土壤水分采集傳感器、分處理器、流量調節閥和無線模塊Π，滴灌單元由連接在流量調節閥上的滴灌管組成，流量調節閥設有控制閥門開啟大小的步進電機和步進電機驅動器，分控單元中的分處理器根據作物需求和土壤水分采集傳感器獲得的土壤墑情確定灌溉水量后，由無線模塊Π向總控單元發出灌溉請求，總控單元控制打開供水單元，使灌溉水經供水單元流過分控單元的調節閥，同時，分控單元通過步進電機驅動器控制步進電機轉動的角度，進而調整流量調節閥的開啟程度，在達到所述的灌溉水量后，由總控單元關閉供水單元，并向分控單元發出指令，由分控單元控制步進電機關閉流量調節閥，進而完成一次滴灌過程。
[0006]所述的總控單元和分控單元分別設有時鐘電路模塊，以設定不同作物的灌溉周期和灌溉時間。
[0007]所述的供水單元為水栗，并在總控單元內設有控制水栗電源啟閉的繼電器和繼電器驅動電路，繼電器驅動電路包括三極管和光耦。
[0008]所述的供水單元為電磁閥。
[0009]所述的總控單元設有缺水報警裝置。
[0010]所述的總控單元和分控單元均設有顯示裝置。
[0011]在所述的供水單元和總控單元之間安裝有水表。
[0012]所述的總處理器和分處理器均為嵌入式處理器STM32L0。
[0013]所述主控單元和分控單元中的無線模塊I和無線模塊Π均采用nRF24L01芯片。
[0014]所述的總控單元內設有和繼電器驅動電路配合的交流接觸器。
[0015]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0016]第一，本實用新型自動化程度高，灌溉過程不需要人為參與，提高生產效率，具有很強的實用性、靈活性、擴展性和創新性，不僅提高了工作效率大大減輕了農戶的工作負擔而且減少了憑經驗進行灌溉造成的不必要的浪費，同時本發明性能可靠，價格低廉，使用方便不僅適用于大棚種植而且適用于大田灌溉，有很高的推廣價值。
[0017]第二，本實用新型通過在不同作物的地塊上設置滴灌分控部分，并結合作物在不同生長期的需水量對分控單元的分處理器編制相應的程序，由分處理器結合由土壤水分采集傳感器采集到的土壤墑情信息，制定有針對性的滴灌策略，并由滴灌總控部分控制實現分類、精細灌溉。
[0018]第三，各分控單元與總控單元是通過無線方式通訊，避免了采用有線電纜連接成本較高，在溫室大棚環境下易腐蝕可靠性差，后續檢修復雜，對作業人員羈姅等問題。
[0019]第四，總控單元與分控單元均配備有時鐘電路模塊，可以實現滴灌時間和滴灌周期的精確控制(如某生長季一個月份，前每周滴灌2次滴灌時間I小時，后兩周滴灌3次每次1.5小時)；另一方面也可以實現各控制單元間的同步操作。
[0020]第五，分控單元配有流量調節閥，可以在芯片的控制下實現對滴灌水量的控制，流量調節閥的控制由步進電機完成，步進電機帶動減速齒輪，可以提尚對流量調節閥控制的精度。
[0021]第六，本實用新型還設有缺水報警裝置，當灌溉發生缺水時(包括灌溉完成時或灌溉系統故障時)，缺水報警裝置工作發出聲光報警。
[0022]第七，本實用新型還設有顯示裝置，可以顯示正在滴灌的地塊數量及作物缺水狀態、土壤墑情、滴灌工作狀態是否正常以及無線通訊是否正常，從而便于人員及時進行管理。
[0023]第八，可以根據不同作物，調整滴灌管距離根系的位置，對作物根系進行滴灌，與傳統灌溉方式比個體植株灌溉水量更加均勻，一致性好，直接作用于植物根系等需水部位減少蒸騰等損耗節水效果明顯。
[0024]第九，嵌入式處理器STM32L0運行模式功耗87μΑ/ΜΗζ，待機模式時ΙμΑ，并且，當各個分控單元均沒有灌溉請求時，總控單元關閉供水單元，這樣總控單元就可以處于休眠的低功耗狀態以節約能源，直至下一個灌溉請求到來。
[0025]第十，供水單元采用水栗時，在總控單元內設有控制水栗電源啟閉的繼電器和繼電器驅動電路，這樣在不需要灌溉時，就可以避免水栗一直處于工作狀態。
【附圖說明】
[0026]圖1是本實用新型的總體結構示意圖。
[0027]圖2是總控單元的原理框圖。
[0028]圖3是分控單元的原理框圖。
[0029]圖中標記:1、水源，2、供水單元，3、水表，4、總控單元，5、調節閥，6、分控單元，7、滴灌單元，8、總處理器，9、顯示裝置，10、缺水報警裝置，11、時鐘電路模塊，12、無線模塊I，13、繼電器驅動電路，14、供水單元，15、分處理器，16、土壤水分采集傳感器，17、無線模塊Π，18、步進電機，19、流量調節閥。
【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖，通過具體的實施方式對本實用新型作進一步的說明。
[0031]如圖所示，一種用于不同作物的無線自動滴灌系統，按照灌溉用水流向分為滴灌總控部分和滴灌分控部分，所耕種作物的種類為四種，因此分為A、B、C、D四個地塊，每個地塊內各設置一套滴灌分控部分。
[0032]滴灌總控部分由供水單元2、水表3和總控單元4構成，供水方式可以采用水栗供水或者是自來水管線供水，總控單元4由嵌入式處理器STM32L0、顯示裝置9、缺水報警裝置10、無線模塊112以及時鐘電路模塊11組成，當采用自來水管線供水時，供水單元2為設置在供水管線上的電磁閥，總控單元4通過電纜連接電磁閥，并控制電磁閥的打開或關閉；當采用水栗供水時，供水單元2即水栗，總控單元4還設有繼電器以及繼電器驅動電路13，通過繼電器驅動電路13控制水栗電源的開啟或關閉，避免在不需要灌溉時，水栗一直處于工作狀態；所述的水表3安裝在總控單元4和供水單元2之間的管線上；無線模塊112采用nRF24L01芯片，負責接收來自分控單元6的灌溉請求，以及下達控制指令給各個分控單元6。
[0033]所述的繼電器驅動電路13由三極管和光耦組成，繼電器通斷電流約1-10A，足夠控制電磁閥通斷，也適用于小型水栗，例如2.2KW以下220v(單相