[发明专利]一种基于测微仪的植物体内水分检测及补水控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种体内水分监制系统，尤其涉及一种基于测微仪的植物体内水分检测及补水控制系统，属于植物体内水分控制领域。

背景技术

从植物生理角度讲，植物器官（茎、叶、果实等）体积的微变化动态与其体内的水分状况有关，当根系吸水充足时茎杆微膨胀，水分亏缺时茎杆微收缩。国外已有用茎杆直径的变化反映植株体内的水分和缺水状况的仪表。但其成本较高，植株茎杆的直径是在微米级变化的，因而必须用精密的测量仪器才能测出其变化。

电感测微仪是一种广泛应用于精密机械制造业、晶体管和集成电路制造业以及国防、科研、计量部门的能够测量微小尺寸变化的精密测量仪器，它由主体和测头两部分组成，配上相应的测量装置（例如测量台架等），能够完成各种精密测量。因此，配以合适的台架它也可以完成对植株杆径的测量。在通过微控器对测量的数据进行处理，并记录下采集数据的时间，就可以组成一个植株杆径变化测量的实时数据采集系统。

例如申请号为“201110091244.1”的一种测微仪,包括:固定套筒,被固定在主体上；测杆,与固定套筒螺纹配合；测微套筒,能旋转地嵌合在固定套筒的外周,并且外端与测杆连结；操作套筒,被嵌合在从测微套筒的外周直到测杆的外端的部位上,相对于测微套筒能旋转；定压机构,被配置在操作套筒和测杆之间,向测杆传递操作套筒的旋转,并且对测杆施加规定以上的载荷时使操作套筒相对于测杆空转,该测微仪在测微套筒和操作套筒之间配置有滚珠轴承。

又如申请号为“200910049556.9”的一种高精度电容测微仪,包括壳体、测量杆、电容传感器、上套筒、下套筒、小套筒、固定块和水平定位块；所述壳体为圆筒状,壳体的中间设有一层板环；上套筒和下套筒分别固定于壳体的径向两端的通孔内,测量杆穿过上套筒和下套筒的内孔小套筒固定设置在测量杆位于壳体内的杆部上,小套筒与上套筒之间设置弹簧；电容传感器包括固定电容和动极板,所述固定电容固定于板环上方,所述固定电容中间设有槽,所述动极板一端通过固定块与测量杆固定连接,另一端嵌入固定电容的槽内；所述水平定位块固定于壳体内,所述动极板以水平定位块为导向相对固定电容移动。该发明具有测量时移动速度不受到限制,精度高稳定性好等优点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种基于测微仪的植物体内水分检测及补水控制系统，其结构简单、成本较低且测量精度高，能够通过电感测微仪精确计算出植物体内的水分含量，进而控制浇水装置对植物进行及时补水。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于测微仪的植物体内水分检测及补水控制系统，包含微控制器模块以及与其连接的数据采集模块、计时模块、人机交互模块、通讯模块、浇水装置；所述数据采集模块包含依次连接的测微仪、模数转换单元；所述人机交互模块包含显示单元、键盘输入单元；所述微控制器模块包含数据处理单元、参数对比单元和控制单元；所述测微仪包含依次连接的前置差分放大电路、解调电路、后级滤波电路、直流放大电路和调制波发生电路；

其中，测微仪，用于通过检测电压信号的变化量获取植物杆茎变形的位移量；

计时模块，用于统计测微仪采集植物杆茎变形的位移量的时间；

显示单元，用于显示测微仪采集植物杆茎变形的位移量及其对应的时间；

键盘输入单元，用于设定测微仪采集植物杆茎变形的位移量的时间周期；

数据处理单元，用于将测微仪获取的植物杆茎变形的位移量进行汇总分析处理，根据植物杆茎变化与其体内水分的关系，进而得出植物体内的水分含量；

参数对比单元，用于根据数据处理单元计算出的植物体内水分含量与设定值进行分析对比，若植物体内水分含量小于安全值时，则发送信号至控制单元；

控制单元，用于根据参数对比单元发送的信号通过电机驱动浇水装置。

作为本发明一种基于测微仪的植物体内水分检测及补水控制系统的进一步优选方案，所述微控制器模块采用AVR系列单片机。

作为本发明一种基于测微仪的植物体内水分检测及补水控制系统的进一步优选方案，所述显示单元为LCD显示屏。

作为本发明一种基于测微仪的植物体内水分检测及补水控制系统的进一步优选方案，所述测微仪采用电感测微仪。

作为本发明一种基于测微仪的植物体内水分检测及补水控制系统的进一步优选方案，所述计时模块采用DS12C887时钟芯片。

作为本发明一种基于测微仪的植物体内水分检测及补水控制系统的进一步优选方案，所述通讯模块为RS232通讯。