[发明专利]一种基于植物全生育期的智能灌溉控制器及使用方法

权利要求书

1.一种基于植物全生育期的智能灌溉控制器，其特征在于该控制器包括：智能灌溉控制器主机和智能灌溉控制器主机外壳；

所述的智能灌溉控制器主机包括：ARM数据处理核心单元（20）、通信单元（21）、电源管理单元（22）、灌溉管理单元（23）以及灌溉控制单元（24）；智能灌溉控制器主电路板通过4个电路板固定孔（8）与安装底板（7）连接；通过向触摸屏系统输入与植物全生育期灌溉相关的处方参数后启动自动灌溉流程，系统能够自动判断作物所处生育周期，根据流量传感器传回的实时数据，并按照设定参数控制电磁阀的启停完成灌溉；

所述的智能灌溉控制器主机外壳包括：壳体（6）、外层门（1），有机玻璃窗（2）、外层门手柄锁（3）、百叶窗散热孔（19）、高强度铰链（5）、悬挂安装孔（9）、内层门（14）、内层门手柄锁（15）、触摸屏安装孔（16）、合页（18）和触摸屏安装窗（17）；壳体（6）通过高强度铰链（5）与外层门（1）连接，壳体（6）通过合页（18）与内层门（14）连接；壳体（6）两侧分别有一排具有散热和防水功能百叶窗散热孔（19），壳体（6）底面连接安装底板（7），用于固定安装智能灌溉控制器主电路板，壳体（6）上方设置有天线安装孔（13）、下部设有电源线固定孔（10）、流量传感器引线孔（11）、电磁阀接线孔（12）；所述的外层门（1）上设有有机玻璃窗（2），通过密封胶圈（4）连接，还设有外层门手柄锁（3），所述的内层门（14）上设有触摸屏安装窗（17）和触摸屏固定孔（16），还设有内层门手柄锁（15）；所述的智能灌溉控制器主机同时存储4种植物全生育期内的灌溉处方参数，以供种植选择；程序通过实时时钟和已设定的灌溉处方参数自动判断植物当前所处生育期；或采用临时补灌方案，随时增加灌水量,其中临时补灌方式可选择按需水量补灌或者按照时间补灌；所述的植物全生育期内的灌溉处方参数是通过进行不同水分处理实验挑选出的参数，这些参数通过触摸屏输入到控制器CPU当中，并存储在控制器的外部存储器中，该外部存储器具有非易失性；所述的触摸屏能够采用VGUS组态开发软件进行用户图形界面设计,通过SD卡批量下载程序；ARM主控制器采用 32 位的ARM 低功耗微处理器STM32F103RCT6，具有25Kbyte Flash、48Kbyte RAM，工作频率可达72MHz，能够满足该控制器监测与数据处理的需求；

该处理器具有5个异步串行接口，能够同时连接触摸屏单元、GPRS模块、无线传输模块和流量检测模块，还可以扩展TF卡用于存储数据；

所述的灌溉控制单元包括流量传感器接口和电磁阀接口，其中，流量传感器接口采用标准的MODBUS DTU协议，通过STM32F103RCT6控制芯片与外部流量计进行连接，用于实时监测灌水量值，保证整个系统灌溉作业的精确程度；其中电磁阀接口通过控制芯片的GPIO引脚与一路5DVC-24DVC高电平触发继电器模块相连接，来实现电磁阀的接通和断开。

2.根据权利要求1所述的一种基于植物全生育期的智能灌溉控制器，其特征在于通过采用433MHz短距离无线通讯芯片接收下位机传感器传回的环境参数数据为植物全生育期的灌溉提供有力的参考依据；或打包环境数据后通过GPRS模块上传至设施农业物联网监控系统中。

3.权利要求1所述的一种基于植物全生育期的智能灌溉控制器的使用方法，其特征在于按如下的步骤进行：

（1）将智能灌溉控制器通过悬挂安装孔，安放于日光温室耳房墙壁上，将棚内的电磁阀和流量计引线通过线路保护管引入安装于耳房内，分别引入控制器的流量传感器引线孔和电磁阀引线孔内与智能灌溉控制器主机电路板相连接，市电线路通过电源固定孔引入并连接至主机电路板；

（2）安装完毕，启动控制器，选择灌溉方式和要灌溉的植物品种；

（3）初次启动设备需要进行用户身份验证，然后进入修改参数界面通过触摸屏输入已选植物在整个生育期内的所有的灌溉处方参数，之后再次启动设备系统会自动调用对应处方参数，无需重复输入；

（4）点击屏幕上的“启动灌溉”按钮，系统自动进入准备灌溉状态，系统在每次打开电磁阀后定时更新当前总灌溉水量，直到达到应灌水量值关闭电磁阀，并更新已灌水量、已灌溉次数的参数，系统将在每天0时判断是否需要更新植物生育期，并调用该生育期内的相关灌溉处方参数，最终完成选定品种在整个生育期内的灌溉任务；

（5）管理员可以根据需要暂停灌溉，进行临时补灌，以选择采用按水量或按时间方式进行补灌；

（6）管理员可以查询已选植物在整个生育期内的完整灌溉记录；

（7）管理员可以通过设施农业物联网监控系统查询当前温室内环境信息，以对种植作业进行辅助管理。