[实用新型]肥水一体化自动控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种肥水一体化自动控制系统,尤其是使用单片机和zigbee无线传输的自动控制系统。

背景技术

当前占世界人口总量的40%的80个国家缺水，而我国每年的缺水量近400亿立方米，其中农业缺水约300亿立方米，而农业用水的90%是灌溉用水，因此节水首先要在农业节水上下功夫。目前我国的灌水利用率只有40%左右，而发达国家的利用率可以高达80%—90%，因此提高灌水利用率成为节水的关键。另外随着工业化、城市化进程的加快，有害垃圾和危险废料不断向地表堆放和倾倒，有害废水不断向土壤渗透，与空气污染有关的毒尘埃不断随雨水降到土壤中，对土壤造成了污染。且对于农田土壤而言，长期忽视有机肥的施用且过量施用化肥，尤其是连续施用化肥，将会引起土壤的酸化，导致有害物质的释放，有毒物质毒性增强。对生物体产生极其不良的影响。因此合理施肥，科学施肥成为避免对土壤造成污染的关键。

目前我国的节水灌溉施肥自动化还处于起步阶段。自动化的程度低，大部分开发的自动灌溉施肥控制系统还处于研制、试用阶段。且在大部分没有考虑通过灌溉系统施肥。即使在最适宜用灌溉施肥技术的设施栽培中，灌溉施肥面积也仅占20%左右。目前在开发的产品中有代表性的如中国农业机械化研究院联合多家单位研制的2000型温室自动灌溉施肥系统，具有手动控制、程序控制和自动控制等多种灌溉系统模式，可按需要灵活运用，但其应用成本较高，适用于温室作物。由中国灌排技术开发公司开发的集中或分散式微灌自动监控系统，根据灌溉计划能自动对微灌工程进行监视，控制和事故处理，其核心控制部件为8098单片机。北京农业工程大学研制的自动化灌溉控制系统是以8031单片机为核心，可对多通道土壤水分进行检测，实现对多路通道进行自动灌溉控制功能。但以上两种系统选用的芯片功能较少，由于电路的扩展而使系统复杂化，而且系统运行不稳定。北京奥特思达科技有限公司研制的WT-02型微喷灌定时自动控制器，是一种供农业、草坪、果园、温室等一般场合给水的电子灌溉自动化控制系统。但是他只能对作物实现定时定量周期性的灌溉不能按照作物所需水分进行适时、适量的灌溉。维护的费用也相对较高。还有一些自动控制灌溉施肥控制器只能单一的进行控制，而且需要接大量的电线，这样就大大地增加了成本和劳动量。所以适用化的程度也不高。

发明内容

为解决上述的自动灌溉施肥系统控制系统的缺陷，本实用新型提供一种自动控制系统，该系统结构简单，所用的单片机集成化程度高，成本低，且系统运行稳定。使用无线模块进行通讯，降低了功耗，且降低了成本和劳动量。

本实用新型解决其技术问题的技术方案是：自动控制系统的是以STM32F103R6T6(1)单片机为控制核心，单片机得最小系统电路加上一些外围的数据采集电路，存储电路24C02（2），掉电存储电路（3）,2701光电耦合器（9）隔离电路，JZC-32F-012-HS继电器（8）输出控制电路，电源电路由三端稳压器LM317（5）、三端稳压器LM117（4）和三端稳压器7805组成（6），zigbee无线传输模块CC2530（10）。模块化的设计，每一个模块完成一个确定的任务，实现具体的某个功能，这些模块再组织起来可以完成一个特定的功能，满足系统的要求。这样实际上容易实现、方便理解，还能提高软件的可修改性及软件开发工作的组织管理。

每个控制系统通过信号线分别与传感器或者控制电磁阀连接。这样控制器就可以将传感器采集上来的信息通过zigbee模块传递给中心计算机进行处理，也可以根据存储在单片机中的程序对各个电磁阀进行控制。

基于单片机的智能控制系统，通过配备各种传感器，控制器可以对土壤温湿度、大气温度、风速、风向、压力、管道流量等进行检测，并通过继电器的开关信号实现控制输出的功能。并将这些信息通过zigbee模块传递给显示屏，这样就能实时显示采集的传感器数据及电磁阀的开关状态。

附图说明

说明书附图表示了本实用新型的工作原理图。

图1是单片机的最小系统和电源电路图。

图2是输出控制和光电耦合隔离电路。

图3是zigbee模块的最小电路

图中：(1)主芯片STM32F103R6T6，（2）存储芯片24C02，（3）掉电存储电路，（4）三端可调稳压器LM117，（5）三端可调稳压器LM317，（6）三端稳压器7805，（7）复位电路，（8）JZC-32F-012-HS继电器，（9）2701光电耦合器。（10）zigbee模块的芯片CC2530。