[实用新型]基于单片机的智能灌溉系统

说明书

本实用新型涉及农业灌溉技术领域，尤其涉及基于单片机的智能灌溉系统，本实用新型采用以单片机系统为核心的无人机红外色谱自动土壤监测、远程控制电磁阀自动灌溉的技术设计，解决了现有农业灌溉技术缺乏技术创新，存在劳动强度大、人机交互能力差等技术问题，本灌溉系统不但达到了效率高，节约人力，而且与人工作业相比，适应各种地形等优点突出的技术效果；采用GPS无线定位、GPRS无线通信的信息传输设计方法和土地分块灌溉技术设计，解决了传统灌溉土壤信息采集布线复杂、信息传输易受干扰的技术问题，实现了远距离无线定位、分块准确灌溉的技术效果。

技术领域

本实用新型涉及农业灌溉技术领域，尤其涉及基于单片机的智能灌溉系统。

背景技术

农田灌溉是农业种植与生产过程中的关键环节，对提高作物产量起着决定性的作用。国家统计局数据显示，2015年，农田灌溉用水占总用水量的比例约为63.11％，其发展态势为农业用水的比重逐渐降低，并且我国主要灌区灌溉水有效利用系数约为0.4，农业水资源短缺与粗放低效利用并存的状况，进一步加剧了农业水资源短缺程度。我国在农业灌溉方面，还存在一些问题：①仍以传统生产经验为主，缺乏精确调控手段，农田灌溉精度难以保证，造成水资源浪费严重;②灌溉技术落后，监测与控制都采用人工管理，缺乏技术创新，存在劳动强度大、人机交互能力差等弊端，严重影响农作物品质和产量。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了基于单片机的智能灌溉系统，采用以单片机系统为核心的无人机红外色谱自动土壤监测、远程控制电磁阀自动灌溉的技术设计，解决了现有农业灌溉技术缺乏技术创新，存在劳动强度大、人机交互能力差等技术问题，本灌溉系统不但达到了效率高，节约人力，而且与人工作业相比，适应各种地形等优点突出的技术效果；采用GPS无线定位、GPRS无线通信的信息传输设计方法和土地分块灌溉技术设计，解决了传统灌溉土壤信息采集布线复杂、信息传输易受干扰的技术问题，实现了远距离无线定位、分块准确灌溉的技术效果；采用基于数字递推增量式PID土壤湿度控制算法的高精度湿度控制，解决传统灌溉技术容易多灌或少灌的问题，实现精准的闭环PID灌溉控制效果。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：包括待灌溉土地、无人机、水泵、若干个土壤探测点和若干个电磁阀；待灌溉土地中均匀分布有若干个土壤探测点和若干个灌溉水口；无人机在待灌溉土地上空飞航，无人机底部安装有控制终端，控制终端一侧无线监测土壤探测点，控制终端另一侧无线控制连接水泵和电磁阀，控制终端无线连接在GPRS网络上；每个灌溉水口的供水侧都连接有一个电磁阀；电磁阀的另一侧连接有供水管，灌溉水口通过供水管连接水泵；

进一步优化本技术方案，所述的控制终端包括单片机单元、通信接口、A/D转换模块、单片机单元和红外信号发生器；单片机单元一侧安装有通信接口，单片机单元通过通信接口连接有GPRS模块，单片机单元另一侧连接有GPS定位系统，红外信号发生器的输入端连接在单片机单元的IO口上，红外信号发生器的输出端无线连接控制电磁阀和水泵；A/D转换模块的输入端连接有数码相机和多光谱传感器，A/D转换模块的输出端连接在单片机单元的IO口上；电源模块的输入端安装有太阳能板，电源模块的输出端连接在单片机单元的电源脚上；

进一步优化本技术方案，所述的控制终端连接在GPRS网络上，GPRS网络交互连接有Internet网络；GPRS网络上无线连接有远程监控Ipad，Internet网络上连接有远程控制平台；

进一步优化本技术方案，所述的土壤探测点为圆形的土壤裸露点，土壤探测点和灌溉水口在待灌溉土地中不重合；

进一步优化本技术方案，所述的本装置的灌溉控制算法为PID闭环控制算法。