一种用于农业灌溉的智能阀门控制器系统

    专利查询2026-02-22  18


    本发明涉及阀门控制,更具体的说是涉及一种用于农业灌溉的智能阀门控制器系统。


    背景技术:

    1、随着科技的迅猛进步与农业现代化的深入,传统农业灌溉模式面临严峻挑战,其精准性、效率及能源利用上的不足日益凸显,严重制约了农业生产的可持续发展。这些问题主要表现为水资源过度消耗、灌溉效率低下以及高昂的人力成本。近年来,随着科技的迅猛进步与农业现代化的深入,传统农业灌溉模式面临严峻挑战,其精准性、效率及能源利用上的不足日益凸显,严重制约了农业生产的可持续发展。这些问题主要表现为水资源过度消耗、灌溉效率低下以及高昂的人力成本。

    2、为了应对这些挑战,物联网、大数据、人工智能等前沿技术的飞速发展为农业灌溉的智能化转型开辟了新途径。这些技术赋能农业设备,实现了对灌溉环境数据的实时、高效采集与分析,进而依据数据分析结果作出科学、智能的灌溉决策。

    3、同时,农业可持续发展的迫切需求也强调了环境保护与生态平衡的重要性。传统灌溉伴随的化肥农药过量使用,已对土壤质量和地下水安全构成威胁。因此,如何对农业进行精准灌溉和智能化管理,改善土壤环境,提高作物品质,开发一种能够自动化、智能化控制灌溉过程的系统,是本领域技术人员亟需解决的问题。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本发明提供了一种用于农业灌溉的智能阀门控制器系统,用以解决上述现有技术中的问题。

    2、为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

    3、一种用于农业灌溉的智能阀门控制器系统,包括微控制器mcu以及与所述微控制器mcu连接的无线通信模块、电源管理模块、闸门控制模块、数据采集模块、指令接收模块、电流信号采集模块;

    4、所述数据采集模块用于采集所处区域的水文信息;

    5、所述电流信号采集模块用于采集当前时刻闸门的高度值信息;

    6、所述无线通信模块用于将数据采集模块以及电流信号采集模块采集的信息数据进行上传;

    7、所述电源管理模块用于为系统的各个模块进行供电;

    8、指令接收模块用于获取用户的操作指令;

    9、所述微控制器mcu用于接收数据采集模块以及电流信号采集模块采集的信息数据并通过无线通信模块进行上传;根据指令接收模块的操作指令,发出控制闸门升降的控制信号;

    10、所述闸门控制模块用于根据微控制器mcu的控制信号来控制闸门的升降动作。

    11、可选的,所述微控制器mcu采用mm32f3277g7p作为主控芯片,该主控芯片采用armcortex-m3为内核的32位微控制器,包含512kb的flash和128kb的sram。

    12、可选的,所述电源管理模块以24v太阳能蓄电池作为电源,经过电源转换装置将24v直流电转为低压的5v和3.3v直流电,进而为各个模块进行供电。

    13、可选的,所述电源管理模块的24v太阳能蓄电池由两块12v太阳能蓄电池串联组成,所述太阳能蓄电池与光伏控制器的输出端连接,光伏控制器的输入端与太阳能电池板连接;所述光伏控制器用于将太阳能电池板的交流电转换为直流电。

    14、可选的,所述数据采集模块至少包括明渠流量计、水位计、光伏控制器,数据采集所使用的传感器接口均为rs485接口,使用的rs485电平转换芯片为nsi83085。

    15、可选的,通过传感器将闸门的高度值转换为电压或电流,所述电流信号采集模块接收传感器传送的电压或电流。

    16、可选的,所述指令接收模块包括用于控制闸门升降的外接按键。

    17、可选的,所述系统还包括参数存储模块,采用铁电存储器与微控制器mcu连接,用于保存闸门控制器在运行过程中的数据。

    18、可选的,所述系统还包括继电器控制电路,使用npn型三极管和pmos驱动继电器控制电路,三极管通过控制pmos进而控制继电器,继电器线圈负载接到pmos的漏极和gnd之间。

    19、经由上述的技术方案可知,本发明提供了一种用于农业灌溉的智能阀门控制器系统,与现有技术相比,具有以下有益效果:

    20、本发明系统能够自动接收和处理数据,根据用户远程发送的指令,自动调整闸门的开闭,实现灌溉过程的自动化。这不仅减轻了农民的劳动强度,还大幅降低了人力成本,提高了农业生产效率。

    21、本发明无线通信模块使得用户能够远程查看灌溉现场的水文信息和闸门状态,并随时发送控制指令。这种远程监控和管理能力,使得农业灌溉管理更加便捷、高效,尤其适用于大规模农业种植区。

    22、综上所述,本发明智能阀门控制器系统具有精准、高效、便捷的特点,能够显著提高农业生产效率,提高农业灌溉的智能化水平。



    技术特征:

    1.一种用于农业灌溉的智能阀门控制器系统,其特征在于,包括微控制器mcu以及与所述微控制器mcu连接的无线通信模块、电源管理模块、闸门控制模块、数据采集模块、指令接收模块、电流信号采集模块;

    2.根据权利要求1所述的一种用于农业灌溉的智能阀门控制器系统,其特征在于,所述微控制器mcu采用mm32f3277g7p作为主控芯片,该主控芯片采用arm cortex-m3为内核的32位微控制器,包含512kb的flash和128kb的sram。

    3.根据权利要求1所述的一种用于农业灌溉的智能阀门控制器系统,其特征在于,所述电源管理模块以24v太阳能蓄电池作为电源,经过电源转换装置将24v直流电转为低压的5v和3.3v直流电,进而为各个模块进行供电。

    4.根据权利要求3所述的一种用于农业灌溉的智能阀门控制器系统,其特征在于,所述电源管理模块的24v太阳能蓄电池由两块12v太阳能蓄电池串联组成,所述太阳能蓄电池与光伏控制器的输出端连接,光伏控制器的输入端与太阳能电池板连接;所述光伏控制器用于将太阳能电池板的交流电转换为直流电。

    5.根据权利要求1所述的一种用于农业灌溉的智能阀门控制器系统,其特征在于,所述数据采集模块至少包括明渠流量计、水位计、光伏控制器,数据采集所使用的传感器接口均为rs485接口,使用的rs485电平转换芯片为nsi83085。

    6.根据权利要求1所述的一种用于农业灌溉的智能阀门控制器系统,其特征在于,通过传感器将闸门的高度值转换为电压或电流,所述电流信号采集模块接收传感器传送的电压或电流。

    7.根据权利要求1所述的一种用于农业灌溉的智能阀门控制器系统,其特征在于,所述指令接收模块包括用于控制闸门升降的外接按键。

    8.根据权利要求1所述的一种用于农业灌溉的智能阀门控制器系统,其特征在于,所述系统还包括参数存储模块,采用铁电存储器与微控制器mcu连接,用于保存闸门控制器在运行过程中的数据。

    9.根据权利要求1所述的一种用于农业灌溉的智能阀门控制器系统,其特征在于,所述系统还包括继电器控制电路,使用npn型三极管和pmos驱动继电器控制电路,三极管通过控制pmos进而控制继电器,继电器线圈负载接到pmos的漏极和gnd之间。


    技术总结
    本发明公开了一种用于农业灌溉的智能阀门控制器系统,涉及阀门控制技术领域,包括微控制器MCU以及与其连接的无线通信模块、电源管理模块、闸门控制模块、数据采集模块、指令接收模块、电流信号采集模块;数据采集模块采集所处区域的水文信息;电流信号采集模块采集当前时刻闸门的高度值信息;无线通信模块将采集的信息进行上传;电源管理模块为各个模块供电;指令接收模块获取用户的操作指令;微控制器MCU接收采集的信息并进行上传,还根据指令接收模块的操作指令,控制闸门升降;闸门控制模块根据控制信号控制闸门的升降。本发明智能阀门控制器系统具有精准、高效、便捷的特点,能够显著提高农业生产效率,提高农业灌溉的智能化水平。

    技术研发人员:文燕,李敏,叶煜
    受保护的技术使用者:成都农业科技职业学院
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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