[实用新型]基于Stm32微控制器的自动控制组合式模拟降雨装置

说明书

技术领域

本专利涉及农业研究和自动控制领域，具体涉及基于Stm32微控制器的自动控制组合式模拟降雨装置，用于模拟在自然环境下降雨对水稻或类似农作物茎秆变形的影响。

背景技术

我国南方处于亚热带，临近太平洋，属于亚热带季风气候，为热带风暴多发地区。水稻为我国南方主要粮食作物，其成熟季节正是多台风暴雨季节，在水稻成熟前往往可能遭遇强大暴风雨，造成水稻倒伏。倒伏造成的水稻严重减产，是目前水稻生产的突出问题。因此，研究水稻的抗倒伏性能意义重大。

研究水稻的抗倒伏性能必须有能够模拟自然状态下降雨的人工装置，摆脱自然条件对实验的干扰，而且对各种参数能够人为控制，能在较短时间内对各个生长期的水稻样本进行不同降雨条件下的抗倒伏研究，获取大量数据，并且能够适应实验室及水稻田的不同实验环境。

人工模拟降雨装置一般包括雨滴发生装置、供水装置等组成部分。雨滴发生装置可以归结为三类，分别用喷头、孔板以及针头作为雨滴发生器。喷头式雨滴发生装置分为多种喷头和单种喷头两种形式。现有多种喷头的组合降雨装置占地比较大，装置分为多层，安装很不方便，雨强调节需要改变不同孔径的喷头，给测量带来诸多不便。而单种喷头变雨强降雨装置利用不同的供水压力，形成不同厚度的水舌，水舌射向空中时受到空气阻力形成不同大小的雨滴。在测量精度要求高的场合，这种装置很难满足。孔板式以及针头式雨滴发生装置，都是固定口径，需要变换雨滴大小时，需要更换整个雨滴发生装置，操作非常繁琐。供水装置可以分为不需要动力装置供水与需要动力装置供水两大类。对于非动力装置供水的降雨装置，通常体积较小，可移动，但须与自来水管直接连接，靠自来水的压力供水，工作区域要求邻近自来水管道，移动区域有所限制。该类装置一般通过手动控制阀门开度或蓄水装置水位高低来控制降雨强，可控性低。对于动力装置供水的降雨装置，一般由体积较大的提水水泵供水，但装置体积较大，不易移动。该类装置一般需要220V交流电源供电，对野外恶劣的环境适应性较差，操作性不强。目前国内的人工模拟降雨装置，主要针对水土流失、农林业灌溉以及核素迁移领域而开发，尚没有专门用于研究水稻以及类型农作物抗倒伏的人工智能模拟降雨装置。针对农林业灌溉以及水土流失而开发的模拟降雨装置，模拟降雨级别基本为强度较大的大雨或暴雨，体积一般比较庞大，降雨面积广，部件较多，在实验室与水稻田之间搬运具有较大难度，而且每次实验时必对大面积下水稻造成破坏，经济上并不现实。针对核素迁移开发的模拟降雨装置一般模拟降雨强度较小。然而，现今模拟天然降雨对降雨装置不仅要求降雨强度范围大，精度高，均匀性好，还要满足操作性强、应用范围广、监控性能良好、可靠性高等要求。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。

针对目前为水稻以及类似农作物抗倒伏变形实验开发的模拟降雨装置的缺失，本专利提供一种基于Stm32微控制器的自动控制组合式模拟降雨装置

，该装置不仅体积小，易于改变雨滴发生方式，而且降雨强度范围广，能够全过程自动控制，智能化程度高，对环境适应性强。本专利通过如下技术方案实现，基于Stm32微控制器的自动控制组合式模拟降雨装置包括雨滴发生装置、供水装置和Stm32微控制系统，

所述供水装置包括由蓄水箱、所述蓄水箱通过水管16依次连接12V直流微型隔膜水泵8及流量计14，所述流量计14通过管路分别与3个电磁阀7相连接；

所述雨滴发生装置包括通过一根供水管道13与其中一个电磁阀7相连接接的锥形喷头12,以及通过另2条供水管道13与另外2个电磁阀7分别相连接的2套降雨管道11,其中一套降雨管道11布有20根内径为0.84mm的针头，另一套降雨管道11布有20根内径为0.62mm的针头，两套降雨管道11相互紧挨设置；另设有铝合金结构的装置支撑架，所述降雨管道11以及供水水管13通过绑带与装置支撑架15连为一体，搬运时可拆分移动；

所述Stm32微控制系统包括相连接的stm32微控制模块5及转接板6,所述转接板6通过信号线17分别与12V直流微型隔膜水泵8、流量计14、3个电磁阀7相连接，所述stm32微控制模块5及12V直流微型隔膜水泵8由电源4供电。

进一步地，所述的锥形喷头12设置在装置支撑架15顶部的中心部位。

进一步地，所述蓄水箱由过滤网3分割成进水区1和抽水区2，所述抽水区2通过水管16依次连接12V直流微型隔膜水泵8及流量计14。

进一步地，所述抽水区2与12V直流微型隔膜水泵8之间的水管16上还设置有小型过滤器9。