[发明专利]一种水肥药一体化自诊断灌溉专家系统控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及自动控制领域，尤其是一种水肥药一体化自诊断灌溉专家系统控制装置。

背景技术

水是一切生命过程中不可替代的基本要素，水资源是国民经济和社会发展的重要基础资源。我国是世界上13个贫水国之一，人均水资源占有量2300立方米，只有世界人均水平的四分之一，居世界第109位。而且时空分布很不均匀，南多北少，东多西少，夏秋多冬春少，占国土面积50％以上的华北、西北、东北地区的水资源量仅占全国总量的20％左右。近年来，随着人口增加、经济发展和城市化水平的提高，水资源供需矛盾日益尖锐，农业干旱缺水和水资源短缺已成为我国经济和社会发展的重要制约因素，而且加剧了生态环境的恶化。

发达国家的农业用水比重一般为总用水量的50％左右。目前，我国农业用水比重已从1980年的88％下降到目前的70％左右，今后还会继续下降，农业干旱缺水的局面不可逆转。北方地区水资源开发利用程度已经很高，开源的潜力不大。南方还有一些开发潜力，但主要集中在西南地区。

我国农业灌溉用水量大，灌溉效率低下和用水浪费的问题普遍存在。目前全国灌溉水利用率约为43％，单方水粮食生产率只有10公斤左右，大大低于发达国家灌溉水利用率70-80％、单方水粮食生产率2.0公斤以上的水平。通过采用现代节水灌溉技术改造传统灌溉农业，实现适时适量的“精细灌溉”，具有重要的现实意义和深远的历史意义。在灌溉系统合理地推广自动化控制，不仅可以提高资源利用率，缓解水资源日趋紧张的矛盾，还可以增加农作物的产量，降低农产品的成本。目前常用的自动化灌溉实现了水肥灌溉，但对喷洒农药却无能为力，不能真正实现农业管理的现代化。

灌溉、施肥、喷药每一种操作都很复杂，比如灌溉的水量与初始湿度和浇灌即时湿度有关，还与农作物需要的水量有关，农作物的生长阶段和喷洒流量等有关；施肥的数量也与土壤的EC值、PH值、农作物自身状态及生长阶段有关；而喷药数量更加复杂，需要精确控制农药比例和数量，同时要针对不同农作物、不同害虫或有害植物进行不同的方案，所以合适的控制技术至关重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种水肥药一体化自诊断灌溉专家系统控制装置，可以精确实现水肥和农药的喷洒，实现农业管理的现代化。

为解决上述技术问题，本发明提供一种水肥药一体化自诊断灌溉专家系统控制装置，包括传感器输入电路、电磁阀故障检测电路、比例阀驱动电路、MCU1、SD存储电路、MCU2、MCU3、GPRSDTU模块、接口芯片8255和存储器6116，传感器输入电路的控制口连接MCU1的P3口，传感器输入电路的D/A端口连接比例阀驱动电路；MCU1为主控制器，MCU1的串口A连接MCU2的串口A，MCU1的串口B连接MCU3的串口B，MCU1还与SD存储电路相连接，MCU2的串口B连接GPRSDTU模块进行无线数据交流，MCU3的串口A连接MCU2的串口B，作为通信备用接口；接口芯片8255的A口接MCU2的P0，B口接MCU3的P0，C口接存储器6116的数据端口，接口芯片8255的A数据端口接MCU1的数据端口，MCU1的P2端口接存储器6116地址端口的低8位，存储器6116地址端口其他位接地，存储器6116读写端和MCU1分别用端口P1连接，MCU3的P1口和P2口连接电磁阀故障检测电路；电磁阀故障检测电路包括稳压管D1、限流电阻R6和光耦IC1，稳压管D1提供光耦IC1所需电压，电阻进行限流，电磁阀通断时，光耦IC1把通断信号通过光传递给三极管Q1后送入单片机中进行检测和判断电磁阀是否故障。

优选的，三个MCU通过接口芯片8255和存储器6116组成三口存储器，进行数据交流，每个MCU都可以独立读写存储器6116；MCU1读写存储器6116时，P2送地址给存储器6116，通过接口芯片8255的C口发送或接收数据。

优选的，MCU2读写存储器6116时，MCU2通过P0口读写存储器数据，地址信息通过串口A发送给MCU1的串口A，地址信息用ASII码通信，最高位为读写控制位，最高位为1为写存储器数据，为0为读存储器数据，MCU1根据串口信息，把地址送到MCU1的P2口，并根据读写操作设置P1口；MCU1从接口芯片8255的C口读数据并发送到A口完成MCU1的读存储器操作，MCU1从接口芯片8255的A口读数据并发送到C口完成MCU2的写存储器操作，MCU1参与了数据的交流，MCU1必须把发送或接收的数据送串口A反馈给MCU2，MCU2读写存储器需要延时200ms。