一种基于作物叶片细胞膨压的智能灌溉系统的制作方法

本实用新型属于农业灌溉技术领域，具体涉及一种基于作物叶片细胞膨压的智能灌溉系统。

背景技术：

现代精准灌溉体系一般包括精确量水、送水、作物旱情预报、需水估算等几部分组成，其中做好作物水分诊断将为其他几个环节的科学决策起到指引作用。

目前常规对作物水分状况的诊断主要通过直接测定和间接测定两种方法。所谓直接测定法是指通过测定叶水势、气孔导度、细胞液浓度、组织相对含水量等作物水分生理指标来直接测定作物水分状况；而间接测定法则是主要通过测定土壤含水量、冠气温差等外界环境指标来间接判断作物水分状况。但它们或是因专业性太强，对设备有严格的要求，或是因劳动强度过大，难以对作物水分进行实时、有效的监控。

叶片作为植物与大气接触的主要界面，植物体内水分在蒸腾拉力的作用下通过长距离运输和短距离运输到达叶片参与蒸腾。在叶片中水分可以通过三种途径运动：质粒外途径、共质粒途径和液泡途径，其中液泡途径运动会引起叶片细胞压力势的变化。植物在干旱条件下细胞膨压的维持能力是植物适应干旱维持正常生长的关键,当植物受到中度水分胁迫时其叶片具有渗透调节和弹性调节的膨压维持能力，而当遭遇严重水分胁迫时这种膨压调节能力会丧失，因此，通过测定叶片细胞膨压的变化可以探知植物体内水分的变化。目前，新型植物叶片细胞膨压传感器已问世，通过在橄榄树、葡萄、棉花等作物水分诊断上的应用取得不错的效果。

因此，本实用新型提供一种基于作物叶片细胞膨压的自动灌溉系统以解决现有技术存在的问题。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种基于作物叶片细胞膨压的智能灌溉系统。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于作物叶片细胞膨压的智能灌溉系统，包括信号采集模块、人机交互模块、执行模块和数据远程访问模块；

所述信号采集模块包括多个叶片细胞膨压传感器和与所述叶片细胞膨压传感器通过数据线连接的数据收发器，所述叶片细胞膨压传感器安装在作物叶片上并实时监测作物叶片细胞膨压数据；

所述人机交互模块包括数据采集器、灌溉控制器和人机交互面板，所述数据采集器与所述数据收发器和数据远程访问模块通信连接，所述灌溉控制器通过GSM无线通讯设备与所述数据采集器通信连接，所述人机交互面板与所述灌溉控制器双向通信连接；

所述执行模块包括多个电磁阀，所述电磁阀与所述灌溉控制器电连接或无线连接。

优选地，所述人机交互面板包括显示屏和操作面板。

优选地，所述数据收发器内设有ISM无线通讯设备。

优选地，所述灌溉控制器为AT89C82单片机。

本实用新型提供的基于作物叶片细胞膨压的智能灌溉系统是基于作物叶片生理指标变化的自动灌溉系统，系统的智能灌溉是通过实测的作物叶片细胞膨压值达到设定值实现的，而通过人机交互面板和灌溉控制器可实现对电磁阀的人工控制开闭功能。本系统可实施对作物水分状况的无损、实时监测，当检测到作物收到水分胁迫时可自动开启灌溉系统进行灌溉。相比常规灌溉方法，应用叶片细胞膨压变化诊断作物水分状况具有劳动强度小、操作简单、不破坏被测植株的完整性、可实时监测连续记录作物水分状况、节水、节能等优点。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的基于作物叶片细胞膨压的智能灌溉系统的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型的技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定或限定，术语“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，在此不再详述。

实施例1

本实用新型提供了一种基于作物叶片细胞膨压的智能灌溉系统，具体如图1所示，包括信号采集模块、人机交互模块、执行模块和数据远程访问模块1。

具体的，信号采集模块包括多个叶片细胞膨压传感器2和与叶片细胞膨压传感器2通过数据线连接的数据收发器3，本实施例中，数据收发器3内设有ISM无线通讯设备。

叶片细胞膨压传感器2安装在作物叶片上并实时监测作物叶片细胞膨压数据，数据收发器3用于通过无线传输方式将叶片细胞膨压传感器2监测到的作物叶片细胞膨压数据发送给人机交互模块；

本实施例中，人机交互模块包括数据采集器4、灌溉控制器5和人机交互面板6；进一步地，灌溉控制器5为AT89C82单片机，人机交互面板6包括显示屏和操作面板，显示屏用于显示叶片细胞膨压传感器2监测到的作物叶片细胞膨压数据、执行模块的工作状态等信息，操作面板用于输入控制指令、设置相关参数等。

数据采集器4与数据收发器3和数据远程访问模块1通信连接，灌溉控制器5通过GSM无线通讯设备与数据采集器4通信连接，数据采集器4用于接收并存储数据收发器3发送的作物叶片细胞膨压数据，通过GSM无线通讯设备将作物叶片细胞膨压数据无线传输至灌溉控制器5和数据远程访问模块1，数据远程访问模块1对数据采集器4的数据实现用户远程数据访问，数据远程访问模块1可设置在远程监控站，收集信号采集模块采集到的信息，以备研究等目的使用。人机交互面板6与灌溉控制器5双向通信连接，人机交互面板6用于数据显示、叶片细胞膨压相关参数的设置及向灌溉控制器5发送对电磁阀7启闭的控制指令；

执行模块包括多个电磁阀7，电磁阀7与灌溉控制器5电连接或无线连接，电磁阀7用于控制灌溉管路水流的关闭、开启。这里的无线连接是指，利用太阳能给电磁阀7供电，在电磁阀7与灌溉控制器5之间设置无线连接模块，实现信号的无线传输。

本实施例提供的基于作物叶片细胞膨压的智能灌溉系统的工作原理为：

工作时叶片细胞膨压传感器2安装在作物叶片上实时监测作物叶片细胞膨压变化，叶片细胞膨压传感器2通过数据线与数据收发器3相连，数据收发器3内设ISM无线通讯设备，可将叶片细胞膨压传感器测定的数值实时发送到数据采集器4，数据采集器4可存储叶片细胞膨压传感器2采集数据并通过GSM无线通讯设备将作物叶片细胞膨压数据无线传输至灌溉控制器5，还可通过数据远程访问模块1实现用户远程数据访问。通过人机交互面板6可以设置叶片细胞膨压相关参数，当实测的作物叶片细胞膨压值达到设定参数时，灌溉控制器5控制电磁阀7的自动开闭实现智能灌溉。通过人机交互面板6和灌溉控制器5还可实现对电磁阀7的人工控制开闭功能。

以上所述实施例仅为本实用新型较佳的具体实施方式，本实用新型的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换，均属于本实用新型的保护范围。