[发明专利]一种农田环境监测及自动化灌溉系统

说明书

本发明的农田环境监测及自动化灌溉系统，包括微控制器及电源模块、NB‑IoT模块和电子水泵，微控制器的输入端连接有PH酸碱度传感器、EC电导率传感器、浊度传感器、水质温度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、水位传感器、雨滴传感器和水流量传感器；微控制器经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，以及土壤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。本发明的农田环境监测及自动化灌溉系统，不仅实现了对农田的壤PH、土壤EC电导率、土壤温湿度、田地水位以及是否下雨及降雨量监控，而且还可进行自动灌溉，实现了对农田的自动化、智能化、信息化管理，有益效果显著。

技术领域

本发明涉及一种农田环境监测及自动化灌溉系统，更具体的说，尤其涉及一种可实现对农田土壤等环境参数进行全面监控的农田环境监测及自动化灌溉系统。

背景技术

随着现代农业的发展，实时地对农田的土壤环境参数以及水文参数监测，能够实时地反映出土壤数据，可以为土壤改良以及农作物的种植提供科学的参考数据。目前有对土壤的单一参数或者多个参数进行在线监测的设备，但所监测的参数不够全面，不能完全反映出土壤的真实环境参数，不能为土壤改良、作物种植、农田灌溉提供精准的参考依据，因此，有必要发展一种土壤参数和环境参数检测全面的监测系统，以实现对农田环境的监测。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种农田环境监测及自动化灌溉系统。

本发明的农田环境监测及自动化灌溉系统，包括微控制器及与其相连接的电源模块、NB-IoT模块和电子水泵，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：所述微控制器的输入端连接有PH酸碱度传感器、EC电导率传感器、浊度传感器、水质温度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、水位传感器、雨滴传感器和水流量传感器，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。

本发明的农田环境监测及自动化灌溉系统，所述电源模块由12V电源模块、12V转5V电源模块以及5V转3.3V电源模块组成，所述微控制器采用型号为STM32F103C8T6的单片机。

本发明的农田环境监测及自动化灌溉系统，所述NB-IoT模块采用型号为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；