[发明专利]一种单片机控制的智能农田排水系统

权利要求书

1.一种单片机控制的智能农田排水系统，其特征在于该系统包括积水收集装置、积水净化处理装置、蒸馏结晶装置、图像采集装置、积水重复利用装置和单片机控制装置；所述积水收集装置位于中间，所述蒸馏结晶装置位于所述积水收集装置的上方，蒸馏结晶装置的排出口连接积水重复利用装置的进口，所述图像采集装置安装在积水重复利用装置的上方；单片机控制装置控制积水收集装置、积水净化处理装置、蒸馏结晶装置、图像采集装置、积水重复利用装置进行相应动作；积水收集装置的出口与积水净化装置的入口连接，积水净化装置的出水口通过冷凝管与蒸馏结晶装置的入口连接；

所述积水收集装置利用浓度差进行吸水，包括多个相互分离的集水袋、中空导流管、滑块、滑轨、电磁线圈、滑轮以及旋转滑杆，中空导流管上均匀设有多个对外凹槽，在每个凹槽中均设置有滑轨和固定杆，固定杆位于滑轨的一端，在固定杆上方通过横杆固定有滑轮，滑轮连接旋转滑杆的一端，旋转滑杆的另一端连接集水袋一端，滑块嵌套在滑轨上，滑块与该集水袋的另一端连接；在固定杆上安装有电磁线圈，电磁线圈位于滑轮的正下方且贯穿整个固定杆；所述集水袋由渗透膜制成，内部填充易溶于水的盐；在集水袋的内部安装有分光光度计，所述中空导流管内部含有多条通道，通道的数量与集水袋的数量相匹配，每个通道通过一个小软管连接一个相应滑块的输盐口，输盐口与集水袋内部相通；

所述积水净化处理装置包括吸水管、抽水泵、弯曲管、三通管、螺旋管、沉淀池、絮凝剂池和旋流分离器；一个集水袋连接一个吸水管，吸水管的另一端通过抽水泵与三通管的一口连接；所述絮凝剂池通过管道与三通管的二口连接；所述三通管的三口与螺旋管的一端螺纹连接，螺旋管的另一端通过弯曲管、导水管与沉淀池连接；沉淀池通过抽水管及另一个抽水泵与旋流分离器的旋流分离器进水口连接；所述旋流分离器的底部为排液口，中部引出溢流口，溢流口通过溢流管与蒸馏结晶装置连接；

所述蒸馏结晶装置包括结晶罐体和冷凝罐体，两个罐体并列放置，上部通过冷凝管连接；在结晶罐体内安装有水位探测器，结晶罐体的进口连接溢水管，结晶罐体的下端排出口正对中空导流管上端；

所述积水重复利用装置包括蓄水池和抽水机，所述蓄水池的进口与冷凝罐体的冷凝罐体排水口通过排水管连接，蓄水池内部安装有抽水机，抽水机上连接喷水管，且喷水管穿出蓄水池，由喷水管喷水为农田灌溉使用；

所述图像采集装置包括四组CCD相机，四组CCD相机分别通过相机支架固定安装在蓄水池上部的前后左右方位上；

所述相机支架通过底托固定在蓄水池上部，相机支架上部设有相机放置槽，相机放置槽内安装CCD相机；

所述结晶罐体内部安装有旋转杆，旋转杆上安装有搅拌扇叶，旋转杆的上端连接旋转电机，且旋转电机位于结晶罐体外部，结晶罐体的内壁上设有导热墙，导热墙内有电热网。

2.根据权利要求1所述的单片机控制的智能农田排水系统，其特征在于所述单片机控制装置包括单片机、单片机信号接收器、单片机信号发射器、积水收集装置信号发射器、蒸馏结晶装置信号接收器、警报器和图像处理模块，所述单片机安装在控制室内，单片机信号接收器、单片机信号发射器、图像处理模块均与单片机连接，单片机同时与四个CCD相机、警报器、电磁线圈、抽水机电连接；单片机信号接收器放在屋顶，单片机信号发射器放在单片机旁边，积水收集装置信号发射器安装在积水收集装置附近，蒸馏结晶装置信号接收器安装在蒸馏结晶装置上，积水收集装置信号发射器分别与单片机信号接收器及集水袋内部的分光光度计电连接，单片机信号发射器与蒸馏结晶装置信号接收器电连接。

3.根据权利要求2所述的单片机控制的智能农田排水系统，其特征在于所述单片机的具体实现流程是：首先单片机将CCD相机拍摄到的目标转换成图像信号，传送给图像处理模块，得到拍摄目标的形态信息，根据像素分布、亮度、颜色信息，将其转换成数字信号，然后图像处理模块对数字信号进行处理，并对提取目标的特征进行判别，从而确定种植的植物种类，然后调出关于该植物的正常状态、患病状态的各种信息，通过将拍摄的图片进行阈值分割标定颜色，与已知的关于该植物的图片进行对比，从而确定该植物是否缺失微量元素，或者缺水分，若缺水分，单片机会控制抽水机将水喷出，若缺微量元素，单片机则会控制警报器示警。

4.根据权利要求1-3任一所述的单片机控制的智能农田排水系统，其特征在于所述中空导流管上有八个凹槽，分成两组，一组凹槽的滑轮安装在相应滑轨的上端，另一组凹槽的滑轮安装在相应滑轨的下端，相邻两个滑轮在上端的凹槽之间的夹角为90°，相邻两个滑轮在上端的凹槽之间设置滑轮在下端的凹槽，相邻两个滑轮在下端的凹槽之间的夹角也为90°。