一种苗圃地自动灌溉系统技术方案

本发明专利技术提供一种苗圃地自动灌溉系统，利用土壤监测装置、中央处理装置、比较器、无人机、无线传输装置、远程监测端、显示器以及存储器对苗圃地进行区域灌溉，其中土壤监测装置设置于土壤内对土壤湿度进行监测，并使用三个湿度传感器对不同深度的土壤湿度进行监测，以保证监测的全面性、准确性。土壤监测装置包括钻体、定位传感器、第一湿度传感器、第二湿度传感器、第三湿度传感器、第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽、钻头、踏板，在设置土壤监测装置时，工作人员通过踩踏踏板以将土壤监测装置设置于土壤内，由于土壤监测装置设置为钻头，便于工作人员将土壤监测装置设置于土壤内。

An automatic irrigation system for nursery land

The invention provides an automatic irrigation system for nursery land, which uses soil monitoring device, central processing device, comparator, unmanned aerial vehicle, wireless transmission device, remote monitoring terminal, display and memory to carry out regional irrigation for nursery land. The soil monitoring device is set in soil to monitor soil moisture, and three moisture sensors are used to monitor soil moisture at different depths. Degree is monitored to ensure the comprehensiveness and accuracy of monitoring. The soil monitoring device includes drill body, positioning sensor, first humidity sensor, second humidity sensor, third humidity sensor, first groove, second groove, third groove, drill bit and pedal. When setting up the soil monitoring device, the staff set the soil monitoring device in the soil by treading the pedal. Because the soil monitoring device is set as a drill bit, it is easy to work. The personnel set up the soil monitoring device in the soil.

【技术实现步骤摘要】
一种苗圃地自动灌溉系统
本专利技术涉及智能测试领域，尤其涉及一种苗圃地自动灌溉系统。
技术介绍
我国水资源总储量约2.81万立方米，居世界第六位，但人均水资源量不足2400立方米，仅为世界人均占水量的1/4，相当于美国的1/5,前苏联的1/7，加拿大的1/48，世界排名110位，被列为全球13个人均水资源贫乏国家之一。全世界有60多个国家和地区严重缺水，三分之一的人口得不到安全用水。90年代初，我国476个城市中缺水城市近300个。传统的灌水方法，水是从地表面进入苗圃地并借重力和毛细管作用浸润土壤，所以也称为重力灌水法。这种办法是最古老的也是目前应用最广泛、最主要的一种灌水方法。按其湿润土壤方式的不同，可分为畦灌、沟灌、淹灌和漫灌。但是这种传统的灌溉模式通常都是根据人工对灌溉程度进行判断，形式粗放，水资源浪费情况严重。因此，亟需对传统灌溉模式进行改革，以信息技术为手段，提高灌溉精准度，实施合理的灌溉制度，提高水的利用率。因此，推广实施智能控制灌溉，改变目前普遍存在的粗放灌水方式，提高灌溉水利用率，是有效解决灌溉节水问题的必要措施之一。由于苗圃地区域较大，如果进行统一灌溉，则会造成部分不需要灌溉的区域土壤湿度过大，不仅浪费了水资源，而且土壤湿度过大也不利于植物生长。对此，亟需提供一种苗圃地自动灌溉系统。
技术实现思路
因此，为了克服上述问题，本专利技术提供一种苗圃地自动灌溉系统，利用土壤监测装置、中央处理装置、比较器、无人机、无线传输装置、远程监测端、显示器以及存储器对苗圃地进行区域灌溉，其中土壤监测装置设置于土壤内对土壤湿度进行监测，并使用三个湿度传感器对不同深度的土壤湿度进行监测，以保证监测的全面性、准确性。并结合三个湿度传感器采集的信号控制无人机实施灌溉作业，使灌溉更精准。土壤监测装置包括钻体、定位传感器、第一湿度传感器、第二湿度传感器、第三湿度传感器、第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽、钻头、踏板，在设置土壤监测装置时，工作人员通过踩踏踏板以将土壤监测装置设置于土壤内，由于土壤监测装置设置为钻头，因此，便于工作人员将土壤监测装置设置于土壤内。在需要更换湿度传感器获移动测试点时也便于工作人员携带。本专利技术提供的苗圃地自动灌溉系统包括土壤监测装置、中央处理装置、比较器、无人机、无线传输装置、远程监测端、显示器以及存储器。土壤监测装置包括钻体、定位传感器、第一湿度传感器、第二湿度传感器、第三湿度传感器、第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽、钻头、踏板。将苗圃地分为若干区域，土壤监测装置分别设置于上述若干区域的土壤中，土壤监测装置设置于土壤内，其用于监测土壤湿度信号。其中，踏板与钻体的一端固定连接，钻体的另一端设置有钻头，定位传感器设置于踏板的一侧，第一凹槽设置于钻体的一侧，第二凹槽设置于钻体的一侧，第三凹槽设置于钻体的一侧，第一湿度传感器固定设置于第一凹槽内，第二湿度传感器固定设置于第二凹槽内，第三湿度传感器固定设置于第三凹槽内。其中，第一湿度传感器的输出端与信号处理电路的输入端连接，第二湿度传感器的输出端、第三湿度传感器的输出端以及定位传感器的输出端均与中央处理装置的输入端连接，中央处理装置与比较器双向通讯连接，中央处理装置与无人机双向通讯连接，远程监测端通过无线传输装置与中央处理装置通讯连接，显示器的输入端和存储器的输入端均与中央处理装置的输出端连接。优选的是，第一凹槽的横向中心线与踏板底部平面相距0.4m，第二凹槽的横向中心线与第一凹槽横向中心线相距0.5m，第三凹槽的横向中心线与第二凹槽横向中心线相距0.5m；第一湿度传感器采集的湿度信号为第一湿度信号，第二湿度传感器采集的湿度信号为第二湿度信号，第三湿度传感器采集的湿度信号为第三湿度信号，第一湿度信号经过信号处理电路后传输至中央处理装置，第二湿度信号和第三湿度信号均传输至中央处理装置；定位传感器用于采集土壤监测装置的位置信息，并将位置信息传输至中央处理装置，中央处理装置将接收到的经过信号处理后的第一湿度信号、第二湿度信号以及第三湿度信号传输至比较器。优选的是，比较器内存储有第一湿度阈值、第二湿度阈值以及第三湿度阈值，比较器将接收到的经过信号处理后的第一湿度信号与第一湿度阈值进行比较并输出第一比较信号，比较器将接收到的第二湿度信号与第二湿度阈值进行比较并输出第二比较信号，比较器将接收到的第三湿度信号与第三湿度阈值进行比较并输出第三比较信号。其中，若经过信号处理后的第一湿度信号小于第一湿度阈值则第一比较信号为高电平信号，若经过信号处理后的第一湿度信号大于或等于第一湿度阈值则第一比较信号为低电平信号，若第二湿度信号小于第而湿度阈值则第二比较信号为高电平信号，若第二湿度信号大于或等于第二湿度阈值则第二比较信号为低电平信号，若第三湿度信号小于第三湿度阈值则第三比较信号为高电平信号，若第三湿度信号大于或等于第三湿度阈值则第三比较信号为低电平信号；比较器还包括一或门电路，其中，第一比较信号、第二比较信号以及第三比较信号与或门电路的输入端连接，或门电路的输出端与中央处理装置连接。优选的是，若中央处理装置接收到的为高电平信号，则中央处理装置将接收到的定位传感器采集的位置信息传输至无人机，无人机根据接收到的位置信息前往位置信息所在区域进行灌溉作业，直至中央处理装置接收到的为低电平信号。优选的是，中央处理装置将接收到的的经过信号处理后的第一湿度信号、第二湿度信号、第三湿度信号以及位置信息传输至显示器进行显示，中央处理装置将接收到的的经过信号处理后的第一湿度信号、第二湿度信号、第三湿度信号以及位置信息传输至存储器进行存储，中央处理装置将接收到的的经过信号处理后的第一湿度信号、第二湿度信号、第三湿度信号以及位置信息通过无线传输装置传输至远程监测端。优选的是，第一湿度传感器用于采集所在区域苗圃地土壤的湿度信号，将采集的湿度信号转换为电压信号V0，并将电压信号V0传输至信号处理电路，V1为经过信号处理电路处理后的电压信号，信号处理电路包括信号放大单元和信号滤波单元，第一湿度传感器的输出端与信号放大单元的输入端连接，信号放大单元的输出端与信号滤波单元的输入端连接，信号滤波单元的输出端与中央处理装置的输入端连接。优选的是，信号放大单元包括集成运放A1-A4、电容C1、三极管VT1-VT3、稳压管D、电源U和电阻R1-R4。其中，第一湿度传感器的输出端与集成运放A4的反相输入端连接，集成运放A1的反相输入端与集成运放A4的输出端连接，集成运放A1的同相输入端与集成运放A2的输出端连接，集成运放A1的同相输入端还与集成运放A2的反相输入端连接，集成运放A2的同相输入端与电源U的正极连接，电源U的负极接地，集成运放A1的输出端与三极管VT2的基极连接，集成运放A1的输出端还与三极管VT2的集电极连接，电容C1的一端接地，电容C1的另一端与三极管VT2的发射极连接，三极管VT2的发射极还与三极管VT1的发射极连接，电容C1的一端还与三极管VT1的集电极连接，三极管VT1的集电极与集成运放A3的同相输入端连接，电阻R1的一端与中央处理装置触发信号输出端连接，中央处理装置根据第一湿度传感器的采样频率输出相同时间间隔的触发信号，当第一湿度传感器开始采样时，中央处理装置发出触发信号，电阻R1的另一端与三极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种苗圃地自动灌溉系统，其特征在于，所述苗圃地自动灌溉系统包括土壤监测装置、中央处理装置、比较器、无人机、无线传输装置、远程监测端、显示器以及存储器；所述土壤监测装置包括钻体（1）、定位传感器（2）、第一湿度传感器（3）、第二湿度传感器（4）、第三湿度传感器（5）、第一凹槽（6）、第二凹槽（7）、第三凹槽（8）、钻头（9）、踏板（10）；将苗圃地分为若干区域，所述土壤监测装置分别设置于上述若干区域的土壤中，所述土壤监测装置设置于土壤内，其用于监测土壤湿度信号；其中，所述踏板（10）与所述钻体（1）的一端固定连接，所述钻体（1）的另一端设置有所述钻头（9），所述定位传感器（2）设置于所述踏板（10）的一侧，所述第一凹槽（6）设置于所述钻体（1）的一侧，所述第二凹槽（7）设置于所述钻体（1）的一侧，所述第三凹槽（8）设置于所述钻体（1）的一侧，所述第一湿度传感器（3）固定设置于所述第一凹槽（6）内，所述第二湿度传感器（4）固定设置于所述第二凹槽（7）内，所述第三湿度传感器（5）固定设置于所述第三凹槽（8）内；其中，所述第一湿度传感器（3）的输出端与所述信号处理电路的输入端连接，所述第二湿度传感器（4）的输出端、所述第三湿度传感器（5）的输出端以及所述定位传感器（2）的输出端均与所述中央处理装置的输入端连接，所述中央处理装置与所述比较器双向通讯连接，所述中央处理装置与所述无人机双向通讯连接，所述远程监测端通过所述无线传输装置与所述中央处理装置通讯连接，所述显示器的输入端和所述存储器的输入端均与所述中央处理装置的输出端连接。...

【技术特征摘要】
1.一种苗圃地自动灌溉系统，其特征在于，所述苗圃地自动灌溉系统包括土壤监测装置、中央处理装置、比较器、无人机、无线传输装置、远程监测端、显示器以及存储器；所述土壤监测装置包括钻体（1）、定位传感器（2）、第一湿度传感器（3）、第二湿度传感器（4）、第三湿度传感器（5）、第一凹槽（6）、第二凹槽（7）、第三凹槽（8）、钻头（9）、踏板（10）；将苗圃地分为若干区域，所述土壤监测装置分别设置于上述若干区域的土壤中，所述土壤监测装置设置于土壤内，其用于监测土壤湿度信号；其中，所述踏板（10）与所述钻体（1）的一端固定连接，所述钻体（1）的另一端设置有所述钻头（9），所述定位传感器（2）设置于所述踏板（10）的一侧，所述第一凹槽（6）设置于所述钻体（1）的一侧，所述第二凹槽（7）设置于所述钻体（1）的一侧，所述第三凹槽（8）设置于所述钻体（1）的一侧，所述第一湿度传感器（3）固定设置于所述第一凹槽（6）内，所述第二湿度传感器（4）固定设置于所述第二凹槽（7）内，所述第三湿度传感器（5）固定设置于所述第三凹槽（8）内；其中，所述第一湿度传感器（3）的输出端与所述信号处理电路的输入端连接，所述第二湿度传感器（4）的输出端、所述第三湿度传感器（5）的输出端以及所述定位传感器（2）的输出端均与所述中央处理装置的输入端连接，所述中央处理装置与所述比较器双向通讯连接，所述中央处理装置与所述无人机双向通讯连接，所述远程监测端通过所述无线传输装置与所述中央处理装置通讯连接，所述显示器的输入端和所述存储器的输入端均与所述中央处理装置的输出端连接。2.根据权利要求1所述的苗圃地自动灌溉系统，其特征在于，所述第一凹槽（6）的横向中心线与所述踏板（10）底部平面相距0.4m，所述第二凹槽（7）的横向中心线与所述第一凹槽（6）横向中心线相距0.5m，所述第三凹槽（8）的横向中心线与所述第二凹槽（7）横向中心线相距0.5m；所述第一湿度传感器（3）采集的湿度信号为第一湿度信号，所述第二湿度传感器（4）采集的湿度信号为第二湿度信号，所述第三湿度传感器（5）采集的湿度信号为第三湿度信号，所述第一湿度信号经过所述信号处理电路后传输至所述中央处理装置，所述第二湿度信号和所述第三湿度信号均传输至所述中央处理装置；所述定位传感器（2）用于采集所述土壤监测装置的位置信息，并将所述位置信息传输至所述中央处理装置，所述中央处理装置将接收到的经过信号处理后的所述第一湿度信号、所述第二湿度信号以及所述第三湿度信号传输至所述比较器。3.根据权利要求2所述的苗圃地自动灌溉系统，其特征在于，所述比较器内存储有第一湿度阈值、第二湿度阈值以及第三湿度阈值，所述比较器将接收到的经过信号处理后的所述第一湿度信号与所述第一湿度阈值进行比较并输出第一比较信号，所述比较器将接收到的所述第二湿度信号与所述第二湿度阈值进行比较并输出第二比较信号，所述比较器将接收到的第三湿度信号与所述第三湿度阈值进行比较并输出第三比较信号；其中，若所述经过信号处理后的所述第一湿度信号小于所述第一湿度阈值则所述第一比较信号为高电平信号，若所述经过信号处理后的所述第一湿度信号大于或等于所述第一湿度阈值则所述第一比较信号为低电平信号，若所述第二湿度信号小于所述第而湿度阈值则所述第二比较信号为高电平信号，若所述第二湿度信号大于或等于所述第二湿度阈值则所述第二比较信号为低电平信号，若所述第三湿度信号小于所述第三湿度阈值则所述第三比较信号为高电平信号，若所述第三湿度信号大于或等于所述第三湿度阈值则所述第三比较信号为低电平信号；所述比较器还包括一或门电路，其中，所述第一比较信号、所述第二比较信号以及所述第三比较信号与或门电路的输入端连接，或门电路的输出端与所述中央处理装置连接。4.根据权利要求3所述的苗圃地自动灌溉系统，其特征在于，若所述中央处理装置接收到的为高电平信号，则所述中央处理装置将接收到的所述定位传感器（2）采集的位置信息传输至所述无人机，所述无人机根据接收到的位置信息前往位置信息所在区域进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：冉永军，丁丽萍，金建鑫，朱燕华，
申请(专利权)人：河西学院，
类型：发明
国别省市：甘肃,62