[发明专利]一种农田环境监测及自动化灌溉系统

权利要求书

1.一种农田环境监测及自动化灌溉系统，包括微控制器（1）及与其相连接的电源模块（3）、NB-IoT模块（2）和电子水泵（4），微控制器具有信号采集、数据运算和控制输出的作用，微控制器经继电器模块（14）与电子水泵相连接，电源模块用于提供稳定的直流电压，微控制器经NB-IoT模块与远端的上位机相通信；其特征在于：所述微控制器（1）的输入端连接有PH酸碱度传感器（5）、EC电导率传感器（6）、浊度传感器（7）、水质温度传感器（8）、土壤温度传感器（9）、土壤湿度传感器（10）、水位传感器（11）、雨滴传感器（12）和水流量传感器（13），浊度传感器、水质温度传感器和水流量传感器设置于电子水泵的进水口或出水口管路上；PH酸碱度传感器、EC电导率传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、水位传感器和雨滴传感器设置于待监测农田中；

微控制器经浊度传感器、水质温度传感器和水流量传感器检测农田灌溉时灌溉用水的浊度、温度和水流量信息，微控制器经PH酸碱度传感器、EC电导率传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、水位传感器和雨滴传感器分别检测农田的土壤PH、EC电导率、土壤温度、土壤湿度、农田中水位以及是否降雨以及降雨量信息，微控制器经NB-IoT模块将采集的数据上传至上位机，上位机将接收的信息进行显示并判断农田是否需要灌溉，并将相应的控制指令下发至微控制器，微控制器根据接收的上位机指令进行自动灌溉。

2.根据权利要求1所述的农田环境监测及自动化灌溉系统，其特征在于：所述电源模块（3）由12V电源模块、12V转5V电源模块以及5V转3.3V电源模块组成，所述微控制器（1）采用型号为STM32F103C8T6的单片机。

3.根据权利要求2所述的农田环境监测及自动化灌溉系统，其特征在于：所述NB-IoT模块（2）采用型号为WH-NB75-B5的芯片，芯片WH-NB75-B5的外围连接有重新加载电路、复位电路、网络指示电路、网络工作电路、收发指示电路，芯片WH-NB75-B5的VIN引脚经电阻R9与12V电源的正极相连接，经电容C13与电解电容C14构成的并联电路接于电源地上，GND引脚接地，芯片WH-NB75-B5的URXD1、UTXD1引脚分别与单片机STM32F103C8T6的PA9、PA10引脚相连接；所述重新加载电路由电阻R10、电容C15、电阻R11和按键SW2组成，按键SW2的一端经电阻R10接于3.3V电源正极、经电容C15接地且与芯片WH-NB75-B5的Reload引脚相连接，按键SW2的另一端经电阻R11接地；所述复位电路由电阻R12、电容C16、按键SW3、电阻R13组成，按键SW3的一端经电阻R12接于3.3V电源正极、经电容C16接地且与芯片WH-NB75-B5的RESET引脚相连接；

所述网络指示电路由发光二极管LED2和NPN型三极管Q2组成，发光二极管LED2的正极经电阻R16接于3.3V电源正极，负极接于Q2的集电极上，Q2的发射极接地，基极经电阻R17与芯片WH-NB75-B5的NET引脚相连接；所述网络工作电路由发光二极管LED1和NPN型三极管Q1组成，发光二极管LED1的正极经电阻R14接于3.3V电源正极，负极与Q1的集电极相连接，Q1的发射极接地，基极经电阻R15接于芯片WH-NB75-B5的WORK引脚上；

所述收发指示电路由发光二极管LED3、LED4以及PNP型三极管Q3、Q4组成，发光二极管LED3的正极经电阻R18接于3.3V电源正极，负极与Q3的发射极相连接，Q3的集电极基底，基极经电阻R19接于芯片WH-NB75-B5的UTXD1引脚上；LED4的正极经电阻R20接于3.3V电源正极，负极与Q4的发射极相连接，Q4的集电极接地，基极经电阻R21与芯片WH-NB75-B5的URXD2引脚相连接。