[发明专利]一种基于单片机控制的温室盆栽智慧灌溉系统

说明书

本发明公开了一种基于单片机控制的温室盆栽智慧灌溉系统，属于智慧节水灌溉技术领域，包括动力装置、数据采集装置、数据处理装置和灌溉系统，其中灌溉系统由水源、水泵、施肥罐、过滤器、喷灌管路及滴灌管路组成。伸缩杆提供动力，拉力传感器实时采集盆栽重量数据，单片机根据设定程序进行数据处理并将处理信号传至继电器，灌溉系统接收来自继电器的信号进行水肥一体化自动灌溉，完成灌溉后自动停止。基于称重法原理计算作物所需灌溉水量，利用单片机和继电器的智能控制，结合喷灌和滴灌节水灌溉系统，实现智能灌溉的同时保证了作物在指定土壤水分条件下生长，在节水的同时实现了精准灌溉，可达到节省人力、提高水肥利用率、增产、增效的目的。

技术领域

本发明公开了一种基于单片机控制的温室盆栽智慧灌溉系统，属于智慧节水灌溉技术领域。

背景技术

我国是农业大国，近几年，全国总供水量大约为5500亿立米，而灌溉用水量为3600亿立方米，占全国总供水量的65%左右，但灌溉水有效利用系数仅为0.54。此外，据我国水利部以及中科院等部门机构所进行的专业调查数据中显示，只有保障我国农业灌溉用水的负增长或零增长，才能够确保我国的水资源处于可控状态。还有数据表明，到2020年，为了满足粮食安全需要，全国耕地灌溉面积需达到10亿亩左右，按目前用水水平，尚缺灌溉用水500亿m³左右。由于我国农业缺水和浪费水现象并存，近年来，我国大力提倡节水灌溉和智慧灌溉，全国新增高效节水灌溉面积1亿亩，高效节水灌溉面积超过3亿亩。然而，我国74.2%的节水灌溉面积没有与施肥结合，水肥一体化技术的潜在优势还没有完全发挥。因此，在水土资源有限的条件下，保障粮食安全，只能大力发展智慧灌溉和节水灌溉，高效用水，实现水肥一体化，提高水肥利用效率。

温室大棚是一个相对封闭的生产环境，自然降雨不能被直接利用，温室大棚中作物需要的水分完全依靠灌溉措施来保证，而目前这些灌溉措施还存在一定的问题。一方面，目前许多温室大棚的灌溉模式仍是人工手动灌溉，整个灌溉过程需要人工操作，浪费人力，且灌溉水量无法准确控制，不利于节水和作物的增产；另一方面，目前市面上已经出现了很多智能灌溉管理系统，但专门针对温室盆栽的较少，此外，即使是专门为温室盆栽设计的智能灌溉系统，也都是利用土壤湿度传感器来监测土壤水分状况，从而进行灌溉。然而，对于盆栽作物来说，由于盆内水分分布极不均匀，此时用土壤湿度传感器对其进行水分监测极可能导致测得的结果不准确，从而影响灌溉质量影响作物生长。在上述背景下，一种基于单片机控制的温室盆栽智慧灌溉系统应运而生。

发明内容

针对以上问题，本发明旨在提供一种基于单片机控制的温室盆栽智慧灌溉系统，针对温室盆栽作物将智能灌溉、高效节水灌溉以及水肥一体化技术结合起来，并准确计算出作物所需灌溉水量，使作物在最优的土壤水分条件下生长发育，这对实际的生产实践及科研试验具有重要意义。

它包含外框架（1）、伸缩杆（2）、定滑轮（3）、拉力传感器（4）、圆盘（5）、横杆（6）、单片机（7）、继电器（8）、水源（9）、干管（10）、施肥罐（11）、过滤器（12）、水泵（13）、分干管1（14）、分干管2（15）、阀门（16）、滴箭（17）、喷头（18）、堵头（19）、底板（20）；伸缩杆（2）固定于外框架（1）上端，伸缩杆（2）、拉力传感器（4）之间有一定滑轮（3），三者通过拉绳连接，拉力传感器（4）下端通过螺纹与横杆（6）上端固接，横杆（6）下端连接有吊环螺丝，吊环螺丝与圆盘（5）之间通过S型挂钩相连，圆盘（5）通过拉绳与盆栽相连；灌溉系统从水源开始依次连接有干管（10）、施肥罐（11）、过滤器（12）、水泵（13），施肥罐（11）串联在干管（10）上；干管（10）末端将管道分为分干管1（14）和分干管2（15），干管（10）、分干管1（14）、分干管2（15）上均设有阀门（16），分干管1（14）上连接有喷头（18），其末端设有堵头（19），分干管2（15）与多根支管相连，滴箭（17）安装在支管上，分干管2（15）和支管末端均设有堵头（19）。

作为优选，所述的外框架采用钢管搭建，可根据用户需求变换尺寸及连接方式；