本發明涉及一種智能灌溉控制技術，尤其涉及一種智能灌溉控制方法及系統。

背景技術：

近年來，隨著中國農業現代化建設的發展和園林綠化的普及，智能灌溉及其設備的研究開發逐漸被人們重視起來。噴灌、微灌等一些新型節能環保灌溉技術在我國的廣泛應用，已經取得了良好的經濟和社會效益，目前我國園林自動化灌溉基本上是采用時序控制的開環控制系統，其根本原因是國內外閉環控制系統的控制器設計成本和傳感器價格過高。對于不同區域不同植被需要的灌溉方案不同，同時不同的地理環境植被需要的灌溉量也不同，現有的灌溉技術設備還未實現對多種情況下的進行灌溉，只是對小區域性、單一性的環境下進行灌溉，而對與多種地理區域、復雜環境不能實現統一灌溉，為此，對于多區域、多地理環境、不同植被的灌溉技術是亟需解決的技術問題。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明的主要目的是提供一種智能灌溉控制方法及系統。

本發明采用的技術方案是：

一種智能灌溉控制方法，包括如下步驟：

步驟1)以50～200/m²的密度設置一濕度傳感器；

步驟2)設定土壤容積含水率與土壤介電常數的閾值，并將該閾值輸入至單片機內的比較單元內，并設定單片機為待機狀態；

步驟3)利用單片機時鐘單元內的定時器和計數器，每隔10～30min定時向單片機發出中斷信號；

步驟4)單片機相應中斷，驅動濕度傳感器電路，使濕度傳感器工作，濕度傳感器采集土壤容積含水率與土壤介電常數，并將采集到的土壤容積含水率與土壤介電常數傳遞給采集裝置，所述采集裝置與存儲單元通信，將采集到的土壤容積含水率與土壤介電常數數據信息傳遞給數據處理器，數據處理器分析、計算土壤容積含水率與土壤介電常數并與比較單元內設定的土壤容積含水率與土壤介電常數的閾值進行比較；

步驟5)步驟4)后調用土壤濕度分析單元，計算出土壤需要澆灌的部分，并計算出干濕度以決定澆灌用水量；

步驟6)根據步驟5)分析結果，電機運轉調用單元工作，同時控制電機與舵機分別旋轉、擺動，并打開節流閥，驅動水泵實現精確定位，完成澆灌；

步驟7)單片機重置定時器計數后待機，使定時器30s后發出中斷信號，30s后響應中斷驅動濕度傳感器電路，采集數據，重復步驟4)看是否符合濕度要求，并輸出此時濕度。

進一步地，步驟5)中澆灌用水量由澆灌時間確定。

進一步地，步驟6)中，所述電機采用50齒扭矩電機，電機運轉調用單元控制電機轉動一個齒距角，轉動角度與i的取值關系為：可以將i設置成函數間接口的變量，通過對其賦值實現精確定位。

本發明還提供了一種智能灌溉控制系統，包括至少一個濕度傳感器，與該濕度傳感器連接的采集裝置以及傳感器驅動電路，所述傳感器驅動電路與控制器連接，所述控制器分別與數據處理器、比較單元、土壤濕度分析單元、電機運轉調用單元、控制輸出單元以及時鐘單元連接，所述采集裝置與存儲單元通信，所述存儲單元連接數據處理器，該數據處理器分別連接土壤濕度分析單元及電機運轉調用單元，所述電機運轉調用單元與控制輸出單元連接，所述控制輸出單元連接電機和顯示單元、電機連接舵機，舵機連接節流閥；所述濕度傳感器用于采集土壤容積含水率與土壤介電常數，并將采集到的數據傳遞給采集裝置，該采集裝置與存儲單元通信，將采集到的土壤容積含水率與土壤介電常數傳遞給數據處理器，數據處理器分析、計算土壤容積含水率與土壤介電常數并與比較單元內設定的土壤容積含水率與土壤介電常數的閾值進行比較，調用土壤濕度分析單元，計算出土壤需要澆灌的部分，并計算出干濕度以決定澆灌用水量，驅動電機運轉調用單元，控制電機與舵機分別旋轉、擺動，并打開節流閥完成澆灌。

進一步地，所述時鐘單元內設置有定時器和計數器，該定時器和計數器分別與控制器以及輸出控制單元連接。

與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：

1)本發明可以實現精確的澆灌以及可以根據不同的作物情況以及地理環境情況實現智能澆灌；

2)可以達到節約水源的目的，同時達到對作物的精確澆灌；

3)本發明自動控制和顯示，節省人工；

4)適合各種地理環境，完全解決多區域、多地理環境、不同植被的灌溉。

附圖說明

圖1是本發明的控制流程圖；

圖2是本發明的系統框架原理圖；

其中，各個部件的名稱及標注如下：

濕度傳感器1，采集裝置2，傳感器驅動電路3，數據處理器4，存儲單元5，比較單元6，單片機7，控制器8，顯示單元9，時鐘單元10，土壤濕度分析單元11，電機運轉調用單元12，控制輸出單元13，電機14，舵機15，節流閥16。

具體實施方式

下面將結合附圖以及具體實施例來詳細說明本發明，在此本發明的示意性實施例以及說明用來解釋本發明，但并不作為對本發明的限定。

參照圖1至圖2，本發明公開了一種智能灌溉控制系統，包括至少一個濕度傳感器1，與該濕度傳感器1連接的采集裝置2以及傳感器驅動電路3，所述傳感器驅動電路3與控制器8連接，所述控制器8分別與數據處理器4、比較單元6、土壤濕度分析單元11、電機運轉調用單元12、控制輸出單元13以及時鐘單元10連接，所述采集裝置2與存儲單元5通信，所述存儲單元5連接數據處理器4，該數據處理器4分別連接土壤濕度分析單元11及電機運轉調用單元12，所述電機運轉調用單元12與控制輸出單元8連接，所述控制輸出8單元連接電機14和顯示單元9、電機14連接舵機15，舵機15連接節流閥16；所述濕度傳感器1用于采集土壤容積含水率與土壤介電常數，并將采集到的數據傳遞給采集裝置2，該采集裝置2與存儲單元5通信，將采集到的土壤容積含水率與土壤介電常數傳遞給數據處理器4，數據處理器4分析、計算土壤容積含水率與土壤介電常數并與比較單元6內設定的土壤容積含水率與土壤介電常數的閾值進行比較，調用土壤濕度分析單元11，計算出土壤需要澆灌的部分，并計算出干濕度以決定澆灌用水量，驅動電機運轉調用單元12，控制電機14與舵機15分別旋轉、擺動，并打開節流閥16完成澆灌。所述時鐘單元10內設置有定時器和計數器，該定時器和計數器分別與控制器8以及輸出控制單元13連接。

對澆灌機械臂的轉速實現精確定位，而且步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，即給電機14加一個脈沖信號，電機14則轉過一個步距角。這一線性關系的存在，加上步進電機14只有周期性的誤差而無累積誤差等特點，使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的簡單。

所述顯示單元10采用FYD12864-0402B型的液晶顯示模塊，此模塊提供硬體光標及閃爍控制電路，由地址計數器的值來指定DDRAM中的光標或閃爍位置。該模塊具有2.7～5.5V的寬工作電壓范圍，且具有睡眠、正常及低功耗工作模式，可滿足系統各種工作電壓及便攜式儀器低功耗的要求。液晶模塊顯示負電壓，也由模塊提供，從而簡化了系統電源設計。模塊同時還提供LED背光顯示功能。除此之外，模塊還提供了畫面清除、游標顯示/隱藏、游標歸位、顯示打開/關閉、顯示字符閃爍、游標移位、顯示移位、垂直畫面旋轉、反白顯示、液晶睡眠/喚醒、關閉顯示等操作指令。

其中濕度傳感器1各項參數如下：

測量參數土壤容積/重量含水率θ；

量程4～50％(絕對重量含水率)；

精度誤差不超過2％；

響應時間響應在1秒內進入穩定；

工作環境-30℃～+55℃；

工作電壓4.5～5.5VDC，典型值5.0VDC；

工作電流50mA；

輸出信號0～2.5V。

本發明還提供了一種智能灌溉控制方法，包括如下步驟：

步驟1)以50～200/m²的密度設置一濕度傳感器1；

步驟2)設定土壤容積含水率與土壤介電常數的閾值，并將該閾值輸入至單片機7內的比較單元6內，并設定單片機7為待機狀態；

步驟3)利用單片機7時鐘單元10內的定時器和計數器，每隔10～30min定時向單片機7發出中斷信號；

步驟4)單片機7相應中斷，驅動濕度傳感器電路3，使濕度傳感器1工作，濕度傳感器1采集土壤容積含水率與土壤介電常數，并將采集到的土壤容積含水率與土壤介電常數傳遞給采集裝置2，所述采集裝置2與存儲單元5通信，將采集到的土壤容積含水率與土壤介電常數數據信息傳遞給數據處理器4，數據處理器4分析、計算土壤容積含水率與土壤介電常數并與比較單元6內設定的土壤容積含水率與土壤介電常數的閾值進行比較；

步驟5)步驟4)后調用土壤濕度分析單元11，計算出土壤需要澆灌的部分，并計算出干濕度以決定澆灌用水量；其澆灌用水量由澆灌時間確定；

步驟6)根據步驟5)分析結果，電機運轉調用單元12工作，同時控制電機14與舵機15分別旋轉、擺動，并打開節流閥16，驅動水泵實現精確定位，完成澆灌；在此步驟中，所述電機采用50齒扭矩電機，電機運轉調用單元12控制電機轉動一個齒距角，轉動角度與i的取值關系為：可以將i設置成函數間接口的變量，通過對其賦值實現精確定位。

步驟7)單片機7重置定時器計數后待機，使定時器30s后發出中斷信號，30s后響應中斷驅動濕度傳感器電路3，采集數據，重復步驟4)看是否符合濕度要求，并輸出此時濕度。

以上對本發明實施例所公開的技術方案進行了詳細介紹，本文中應用了具體實施例對本發明實施例的原理以及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只適用于幫助理解本發明實施例的原理；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明實施例，在具體實施方式以及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。