自動化盆栽作物灌溉裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供一種自動化盆栽作物灌溉裝置，該自動化盆栽作物灌溉裝置包括稱重傳感器、讀碼器、PLC控制器、計算機、第一電磁閥模塊；該稱重傳感器和該讀碼器分別與該計算機相連接，該計算機和該第一電磁閥模塊分別與該PLC控制器相連接；該稱重傳感器，用于采集盆栽作物的重量信息；該讀碼器，用于讀取該盆栽作物上條形碼中的信息；該計算機，用于獲取該重量信息以及該條形碼中的信息，并根據該重量信息以及該條形碼中的信息確定該盆栽作物的灌溉值，以及根據該灌溉值發送指令給該PLC控制器；該PLC控制器根據該計算機發送的指令控制該第一電磁閥模塊打開或關閉。本發明能夠提高盆栽作物灌溉的自動化程度。
【專利說明】自動化盆栽作物灌溉裝置
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及農業自動化領域，尤其涉及一種自動化盆栽作物灌溉裝置。
【背景技術】
[0002]目前，隨著經濟的快速發展，人民生活水平的不斷提高，我國的盆栽作物也得到了迅速的發展，盆栽的優點是可以根據具體條件任意選擇放置盆栽的位置，也更容易通過人工方式創造適宜其生長發育的條件，許多溫室大面積采用盆栽技術育苗，而如何對盆栽作物進行合理的灌溉成為影響盆栽作物生長的關鍵，但現有的自動化盆栽灌溉裝置自動化程度還不高。

【發明內容】

[0003](一)要解決的技術問題
[0004]本發明要解決的技術問題是:提供一種自動化盆栽作物灌溉裝置，能夠提高盆栽作物灌溉的自動化程度。
[0005](二)技術方案
[0006]為解決上述技術問題，本發明提供了一種自動化盆栽作物灌溉裝置，包括稱重傳感器、讀碼器、PLC控制器、計算機、第一電磁閥模塊；所述稱重傳感器和所述讀碼器分別與所述計算機相連接，所述計算機和所述第一電磁閥模塊分別與所述PLC控制器相連接；
[0007]所述稱重傳感器，用于采集盆栽作物的重量信息；
[0008]所述讀碼器，用于讀取所述盆栽作物上條形碼中的信息；
[0009]所述計算機，用于獲取所述重量信息以及所述條形碼中的信息，并根據所述重量信息以及所述條形碼中的信息確定所述盆栽作物的灌溉值，以及根據所述灌溉值發送指令給所述PLC控制器；
[0010]所述PLC控制器根據所述計算機發送的指令控制所述第一電磁閥模塊打開或關閉，從而實現對所述盆栽作物的灌溉控制。
[0011]進一步地，所述稱重傳感器通過數據采集模塊與所述計算機相連，所述數據采集模塊用于對所述稱重傳感器采集的重量信息進行處理并通過串口發送所述計算機。
[0012]進一步地，所述PLC控制器通過第一繼電器模塊與所述第一電磁閥模塊相連接， 所述PLC控制器通過所述第一繼電器模塊驅動所述第一電磁閥模塊打開或關閉。
[0013]進一步地，所述第一繼電器模塊包括第一繼電器和第二繼電器，所述第一電磁閥模塊包括第一電磁閥和第二電磁閥，所述第一電磁閥設置在第一灌溉管上，所述第二電磁閥設置在第二灌溉管上，所述第一灌溉管的口徑大于所述第二灌溉管的口徑，所述PLC控制器通過所述第一繼電器驅動所述第一電磁閥打開或關閉，所述PLC控制器通過所述第二繼電器驅動所述第二電磁閥打開或關閉。
[0014]進一步地，所述PLC控制器根據所述計算機發送的指令控制所述第一電磁閥模塊打開或關閉，包括:[0015]所述PLC控制器根據所述計算機發送的指令控制所述第一電磁閥打開第一灌溉管以對所述盆栽作物進行灌溉，當對所述盆栽作物的灌溉量達到預設值時，所述PLC控制器控制所述第一電磁閥關閉第一灌溉管，并控制所述第二電磁閥打開第二灌溉管，當對所述盆栽作物的灌溉量達到所述灌溉值時，所述PLC控制器控制所述第二電磁閥關閉所述第二灌溉管，所述預設值小于所述灌溉值。
[0016]進一步地，還包括升降裝置，所述升降裝置用于對所述盆栽作物進行升降操作，以便所述讀碼器能夠讀取所述盆栽作物上條形碼中的信息。
[0017]進一步地，還包括升降裝置，所述升降裝置包括氣泵、第二電磁閥模塊、下降感應器、上升感應器、出氣管、進氣管、氣缸、支撐桿、托盤；其中，所述氣泵與所述第二電磁閥模塊相連，所述下降感應器、上升感應器分別與所述第二電磁閥模塊相連，所述第二電磁閥模塊還通過所述出氣管以及所述進氣管與所述氣缸相連，所述氣缸通過所述支撐桿與所述托盤相連。
[0018]進一步地，還包括電源，用于對自動化盆栽作物灌溉裝置提供穩定的電壓。
[0019](三)有益效果
[0020]本發明通過根據盆栽作物的重量信息以及條形碼中的信息確定盆栽作物的灌溉值，并通過PLC控制器控制盆栽作物的灌溉過程，從而提高了盆栽作物灌溉的自動化程度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發明實施方式提供的一種自動化盆栽作物灌溉裝置的結構圖；
[0022]圖2是本發明實施方式提供的自動化盆栽作物灌溉裝置的俯視圖；
[0023]圖3為本發明實施方式提供的自動化盆栽作物灌溉裝置進行灌溉的流程圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖和實施例，對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
[0025]圖1是本發明實施方式提供的一種自動化盆栽作物灌溉裝置的結構圖，包括稱重傳感器8、讀碼器16、PLC (Programmable Logic Controller,可編程邏輯控制器)控制器 25、計算機28、第一電磁閥模塊；所述稱重傳感器8和所述讀碼器16分別與所述計算機28 相連接，所述計算機28和所述第一電磁閥模塊分別與所述PLC控制器25相連接；其中，所述稱重傳感器8，用于采集盆栽作物12的重量信息；
[0026]所述讀碼器16，用于讀取所述盆栽作物12上條形碼13中的信息，其中，條形碼13 中的信息具體可以包括以下的一種或多種:該盆栽作物的種植時間、盆栽的水分Ph值、施肥量。此外，條形碼還可以包括該盆栽作物各階段生長情況等信息。
[0027]所述計算機28，用于獲取所述重量信息以及所述條形碼13中的信息，并根據所述重量信息以及所述條形碼13中的信息確定所述盆栽作物12的灌溉值，以及根據所述灌溉值發送指令給所述PLC控制器25，該計算機28固定在鋁型材框架29上；
[0028]具體地，計算機28中存儲有預先創建的數據庫，該數據庫中包括盆栽作物的重量信息以及條形碼中的信息所對應的的灌溉值，通過將數據中的信息與盆栽作物的重量信息以及條形碼中的信息進行比對，就可以獲取該盆栽作物的灌溉值。[0029]此外，該數據庫中還可以包括用于存儲花盆作物12生長必須的成分信息，可以將數據庫信息與條形碼13信息進行對比，經對比后，通過計算機28中基于Visual C#2008軟件開發的用戶界面，可以實時顯示盆栽作物12已經含有的成分，這樣種植人員就可以根據需要往盆栽作物12添加營養成分；同時還處理稱重傳感器8傳送來的數據，計算機28以界面的方式實時顯示以上信息，實現了人機交互。
[0030]所述PLC控制器25根據所述計算機28發送的指令控制所述第一電磁閥模塊打開或關閉，從而實現對所述盆栽作物12的灌溉控制。
[0031 ] 其中，所述稱重傳感器8通過數據采集模塊26與所述計算機28相連，所述數據采集模塊26用于對所述稱重傳感器8采集的重量信息進行處理并通過串口發送所述計算機 28，具體地，稱重傳感器8是利用電阻應變片變形時其電阻也隨之改變的原理工作的，受到壓力后就將重量信號轉換為4-20mA工業標準電流信號輸出，工業標準電流信號輸入到數據采集模塊26，經數據采集模塊26處理后輸出數字信號，然后通過串口把數據傳送到計算機28。
[0032]其中，所述PLC控制器25通過第一繼電器模塊與所述第一電磁閥模塊相連接，所述PLC控制器25通過所述 第一繼電器模塊驅動所述第一電磁閥模塊打開或關閉，其中，第一電磁閥模塊是由PLC控制器25控制，而PLC控制器25實時與計算機28進行通信，計算機28確定灌溉值后，計算機28給PLC控制器25發出指令，PLC控制器25收到指令后，驅動 I/O 口變為高電平，然后通過第一繼電器模塊連接電磁閥模塊，驅動第一電磁閥模塊打開或關閉，從而實現了人機交互、自動化功能。
[0033]具體地，所述第一繼電器模塊包括第一繼電器22和第二繼電器23，所述第一電磁閥模塊包括第一電磁閥18和第二電磁閥17，所述第一電磁閥18設置在第一灌溉管14上， 所述第二電磁閥17設置在第二灌溉管15上，所述第一灌溉管14的口徑大于所述第二灌溉管15的口徑，所述PLC控制器25通過所述第一繼電器22驅動所述第一電磁閥18打開或關閉，所述PLC控制器25通過所述第二繼電器23驅動所述第二電磁閥17打開或關閉，其中，第一電磁閥18和第二電磁閥17分別與三通接口 19相連接，三通接口 19通過水管連接至貯水箱21底端。
[0034]其中，所述PLC控制器根據所述計算機發送的指令控制所述第一電磁閥模塊打開或關閉，具體包括:
[0035]所述PLC控制器25根據所述計算機28發送的指令控制所述第一電磁閥打開第一灌溉管以對所述盆栽作物進行灌溉，當對所述盆栽作物的灌溉量達到預設值時，所述PLC 控制器控制所述第一電磁閥關閉第一灌溉管，并控制所述第二電磁閥打開第二灌溉管，當對所述盆栽作物的灌溉量達到所述灌溉值時，所述PLC控制器控制所述第二電磁閥關閉所述第二灌溉管，所述預設值小于所述灌溉值，其中，該預設值可以根據灌溉值進行設定，例如，該預設值可以為灌溉值乘以0.9，例如，若該盆栽作物的灌溉值為200g，該預設值可以為180g，貯水箱21底端通過出水管20連接到一個三通接口 19，三通接口 19分別連接第一電磁閥18和第二電磁閥17，當開始灌溉時，計算機28向PLC控制器25發出澆水指令，PLC 控制器25通過繼電器22驅動電磁閥18打開，第一灌溉管14開始灌溉澆水，當灌溉量達到 180g時，第一電磁閥18斷開；PLC控制器25通過繼電器23驅動第二電磁閥17打開，第二灌溉管15開始澆水，當灌溉量達到200g時，第二電磁閥17停止工作。整個過程第一電磁閥18通過第一灌溉管澆水180g，而第二電磁閥17通過第二灌溉管澆水20g，從而提高了灌溉精度。
[0036]優選地，該自動化盆栽作物灌溉裝置還包括升降裝置，該升降裝置用于對所述盆栽作物進行升降操作，以便所述讀碼器能夠讀取所述盆栽作物上條形碼中的信息。具體地， 所述升降裝置包括氣泵1、第二電磁閥模塊2、下降感應器5、上升感應器7、出氣管3、進氣管
4、氣缸6、支撐桿9、托盤11 ;其中，所述氣泵I與所述第二電磁閥模塊2相連，所述下降感應器5、上升感應器7分別與所述第二電磁閥模塊2相連，所述第二電磁閥模塊2還通過所述出氣管3以及所述進氣管4與所述氣缸I相連，所述氣缸I通過所述支撐桿9與所述托盤11相連，托盤11固定在支架10上。具體地，PLC控制器25通過第二繼電器模塊24驅動第二電磁閥模塊2，從而實現該升降裝置的升降操作。
[0037]此外，該自動化盆栽作物灌溉裝置還包括電源27，用于對自動化盆栽作物灌溉裝置提供穩定的電壓。具體地，電源27分別與PLC控制器25、讀碼器16和數據采集模塊26 相連，提供穩定工作電壓。
[0038]參見圖2，圖2是該自動化盆栽作物灌溉裝置的俯視圖，包括計算機28，支撐板30， 控制箱31，出水管20，貯水箱21，第二電磁閥17，第二灌溉管15，支架10，托盤11，盆栽作物 12，傳感器固定板32，稱重傳感器8，第一灌溉管14，第一電磁閥18以及鋁型材框架29。
[0039]具體地，計算機28包括基于Visual C#2008軟件開發的用戶界面，界面上包含盆栽作物12的重量、條形碼13中的信息、灌溉值、開始加水、升起、降下和復位按鈕，參見圖3， 首先在計算機28界面上單擊升起按鈕，計算機28通過串口向PLC控制器25寫命令，PLC 控制器25通過上升感應器7打開第二電磁閥模塊2，氣泵I通過第二電磁閥模塊2、進氣管 4使氣缸6托起稱重傳感器8，稱重傳感器8上裝有支撐桿9，支撐桿9托起托盤11，當達到最大高度時，上升感應器7感應到觸發信號使第二電磁閥模塊2關閉；條形碼13此時對準讀碼器16，盆栽作物12剛好到達灌溉管下方；讀碼器12讀取的信息通過串口傳送到計算機28 ;稱重傳感器8測量的數據經過數據采集模塊26處理后，經串口數據線傳送到計算機28。計算機28界面顯示出花盤作物12的重量和條形碼中的信息，并根據重量信息以及條形碼中的信息確定盆栽作物的灌溉值，例如該盆栽作物的灌溉值為200g，預設值可以為 180g、灌溉值為200g，這樣做的目的是提高灌溉的精度；貯水箱21底端通過水管連接到一個三通接口 19，三通接口 19分別連接第一電磁閥18和第二電磁閥17，單擊開始加水按鈕后，計算機28向PLC控制器25發出澆水指令，PLC控制器25通過第一繼電器22驅動第一電磁閥18打開，第一灌溉管14開始灌溉澆水，澆水重量達到180g時，第一電磁閥18斷開； PLC控制器25通過第二繼電器23驅動第二電磁閥17打開，第二灌溉管15開始澆水，澆水重量達到200g時，第二電磁閥17停止工作。整個過程第一電磁閥18通過第一灌溉管澆水 180g，而第二電磁閥17通過第二灌溉管澆水20g。在計算機28界面上單擊降下按鈕，PLC 控制器25通過繼電器24驅動第二電磁閥模塊2打開，出氣管3通過第二電磁閥模塊2向外放氣，盆栽作物12放回原處，當到達底部時下降感應器5感應到信號，使出氣第二電磁閥模塊2關閉，通過以上操作完成整個灌溉過程。
`[0040]本發明實施方式提供的自動化盆栽作物灌溉裝置通過盆栽作物的重量信息以及條形碼中的信息確定盆栽作物的灌溉值，并通過PLC控制器控制盆栽作物的灌溉過程，提高了盆栽作物灌溉的自動化程度，并達到了人機交互的目的。此外，通過實時調節灌溉過程中的澆水量，這樣既節約了水資源，又保證了盆栽植物的最適生長條件。
[0041]以上實施方式僅用于說明本發明，而并非對本發明的限制，有關【技術領域】的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因 此所有等同的技術方案也屬于本發明的范疇，本發明的專利保護范圍應由權利要求限定。
【權利要求】
1.一種自動化盆栽作物灌溉裝置，其特征在于，包括稱重傳感器、讀碼器、PLC控制器、 計算機、第一電磁閥模塊；所述稱重傳感器和所述讀碼器分別與所述計算機相連接，所述計算機和所述第一電磁閥模塊分別與所述PLC控制器相連接；所述稱重傳感器，用于采集盆栽作物的重量信息；所述讀碼器，用于讀取所述盆栽作物上條形碼中的信息；所述計算機，用于獲取所述重量信息以及所述條形碼中的信息，并根據所述重量信息以及所述條形碼中的信息確定所述盆栽作物的灌溉值，以及根據所述灌溉值發送指令給所述PLC控制器；所述PLC控制器根據所述計算機發送的指令控制所述第一電磁閥模塊打開或關閉，從而實現對所述盆栽作物的灌溉控制。
2.根據權利要求1所述的自動化盆栽作物灌溉裝置，其特征在于，所述稱重傳感器通過數據采集模塊與所述計算機相連，所述數據采集模塊用于對所述稱重傳感器采集的重量信息進行處理并通過串口發送所述計算機。
3.根據權利要求1所述的自動化盆栽作物灌溉裝置，其特征在于，所述PLC控制器通過第一繼電器模塊與所述第一電磁閥模塊相連接，所述PLC控制器通過所述第一繼電器模塊驅動所述第一電磁閥模塊打開或關閉。
4.根據權利要求3所述的自動化盆栽作物灌溉裝置，其特征在于，所述第一繼電器模塊包括第一繼電器和第二繼電器，所述第一電磁閥模塊包括第一電磁閥和第二電磁閥，所述第一電磁閥設置在第一灌溉管上，所述第二電磁閥設置在第二灌溉管上，所述第一灌溉管的口徑大于所述第二灌溉管的口徑，所述PLC控制器通過所述第一繼電器驅動所述第一電磁閥打開或關閉，所述PLC控制器通過所述第二繼電器驅動所述第二電磁閥打開或關閉。
5.根據權利要求4所述的自動化盆栽作物灌溉裝置，其特征在于，所述PLC控制器根據所述計算機發送的指令控制所述第一電磁閥模塊打開或關閉，包括:所述PLC控制器根據所述計算機發送的指令控制所述第一電磁閥打開第一灌溉管以對所述盆栽作物進行灌溉，當對所述盆栽作物的灌溉量達到預設值時，所述PLC控制器控制所述第一電磁閥關閉第一灌溉管，并控制所述第二電磁閥打開第二灌溉管，當對所述盆栽作物的灌溉量達到所述灌溉值時，所述PLC控制器控制所述第二電磁閥關閉所述第二灌溉管，所述預設值小于所述灌溉值。
6.根據權利要求1所述的自動化盆栽作物灌溉裝置，其特征在于，還包括升降裝置，所述升降裝置用于對所述盆栽作物進行升降操作，以便所述讀碼器能夠讀取所述盆栽作物上條形碼中的信息。
7.根據權利要求6所述的自動化盆栽作物灌溉裝置，其特征在于，還包括升降裝置，所述升降裝置包括氣泵、第二電磁閥模塊、下降感應器、上升感應器、出氣管、進氣管、氣缸、支撐桿、托盤；其中，所述氣泵與所述第二電磁閥模塊相連，所述下降感應器、上升感應器分別與所述第二電磁閥模塊相連，所述第二電磁閥模塊還通過所述出氣管以及所述進氣管與所述氣缸相連，所述氣缸通過所述支撐桿與所述托盤相連。
8.根據權利要求1所述的自動化盆栽作物灌溉裝置，其特征在于，還包括電源，用于對自動化盆栽作物灌溉裝置提供穩定的電壓。
【文檔編號】A01G25/16GK103518594SQ201310447526
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2013年9月27日
【發明者】王秀, 張志強, 鄒偉, 王松林, 馬偉, 周建軍 申請人:北京農業信息技術研究中心