一种基于惠斯通电桥的滴灌系统

本发明涉及农业灌溉领域，具体体现是惠斯通电桥电路结合单片机以及电磁感应来实现的对盆栽环境的实时检测和科学浇水的滴灌系统。

背景技术：

1、在市场上，对植株滴灌的装置配备有一个主端控制器，搭载单片机和外部的浇灌系统(如水管等)，利用单片机的数字时钟计时功能来控制浇灌，能够实现对植株的定时浇灌，很大程度上解决了一些没有时间来给植株浇灌的问题，使得植株能够在没有人的实时监控的条件下也能获得充足的水分，如图7所示。

2、但是，这种装置是一种半自动化式浇灌，一方面既不能实现浇灌的科学性，另一方面对水资源的利用效率低，易造成水资源的浪费。针对这一现状，需要一种更加科学、更加精确的浇灌装置，使得能够实现对水资源的合理高效使用，使得帮助植株更好地生长。

技术实现思路

1、为了减少对水资源的浪费和使得植株更好地生长，本发明提供了一种基于惠斯通电桥的滴灌系统，通过引入光敏电阻和湿敏电阻并且结合单片机的方法实时监测植株的生长环境，实现按需浇水，更有利于植株的生长。

2、技术方案

3、一种基于惠斯通电桥的滴灌系统，包括供水装置、控制装置和监测装置，其中供水装置包括滴式渗水器(7)、连接水管(6)和蓄水池(9)，所述滴灌装置设置在植株上方，所述连接水管(6)用于连接所述滴灌装置和所述蓄水池(9)；所述控制装置包括设置在所述连接水管(6)处的进水阀(8)和控制器(10)；所述监测装置与所述控制器(10)电连接，其包括单片机(3,4)、惠斯通电桥检测电路，所述惠斯通电桥检测电路用于检测所述植株的湿度和环境光照强度。

4、进一步的，所述惠斯通电桥检测电路包括电桥开关(12)、电源以及相互并联连接的光敏检测电路、湿敏检测电路和定值电路，其中，光敏检测电路包括串联连接在第一支路上的光敏电阻(1)和定值电阻r1，所述光敏电阻(1)设置定值电阻r1的右侧位置；所述定值电路包括串联连接在第二支路上的定值电阻r2和定值电阻r3，所述湿敏检测电路包括串联连接在第三支路上的湿敏电阻(2)和定值电阻r4，所述湿敏电阻(2)连接在定值电阻r4的右侧位置。

5、进一步的，所述单片机(3，4)包括2台，分别设置在所述惠斯通电桥检测电路的对角线支路上。

6、进一步的，所述滴灌装置包括设置在所述植株上方的滴式渗水器(7)；所述滴式渗水器(7)顶部用于连接所述连接水管(6)，所述滴式渗水器(7)的底部设有滴水管(14)。

7、进一步的，所述电源包括为所述惠斯通电桥检测电路供电的24v电源模块(11)和为所述进水阀供电的220v电源模块(13)。

8、进一步的，所述进水阀采用电磁式开关阀门(8)，用于通过所述控制器控制所述蓄水池(9)与所述滴灌装置之间的水路连接。

9、有益效果

10、采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

11、1.该滴灌系统具有检测优势，能够实时、准确地监测环境光湿状况，实现精准浇水，高效浇水，更好地帮助盆栽植物生长。

12、2.该滴灌系统具有高度自动化的优点，无需人为浇灌，能够帮助家庭或农户节省时间。

13、3.滴灌装置只需要改变r1或r4的阻值就可以改变光照和湿度的测定范围，因而可用于在不同地区生长或是品种不同的植物的滴灌需求。

14、4.装置的精准实时监测，使得滴灌可以分时的进行滴灌，大大减少了用水量。

15、5.由于采用惠斯通电桥，单片机两端电压与电源电压相差不会很大，所以不需要采用高压电源，检测值也不会因为测量电压值过小而导致误差大。

16、6.基于惠斯电桥的滴灌装置具有强大的功能可拓展性。单片机中可通过改变可变电阻，实现对多种影响因素的实时监测，预计除了能够实现自动滴灌，还能实现精准施肥等功能。另外此装置可以通过向单片机植入多种模块，例如互联网模块，预计在后续开发中能够通过互联网实现“远程浇花”等功能。

技术特征：

1.一种基于惠斯通电桥的滴灌系统，其特征在于：包括供水装置、控制装置和监测装置，其中供水装置包括滴灌装置、连接水管(6)和蓄水池(9)，所述滴灌装置设置在植株上方，所述连接水管(6)用于连接所述滴灌装置和所述蓄水池(9)；所述控制装置包括设置在所述连接水管(6)处的进水阀(8)和控制器(10)；所述监测装置与所述控制器(10)电连接，其包括单片机(3,4)、惠斯通电桥检测电路，所述惠斯通电桥检测电路用于检测所述植株的湿度和环境光照强度。

2.根据权利要求1所述的一种基于惠斯通电桥的滴灌系统，其特征在于：所述惠斯通电桥检测电路包括电桥开关(12)、电源以及相互并联连接的光敏检测电路、湿敏检测电路和定值电路，其中，光敏检测电路包括串联连接在第一支路上的光敏电阻(1)和定值电阻r1，所述光敏电阻(1)设置定值电阻r1的右侧位置；所述定值电路包括串联连接在第二支路上的定值电阻r2和定值电阻r3，所述湿敏检测电路包括串联连接在第三支路上的湿敏电阻(2)和定值电阻r4，所述湿敏电阻(2)连接在定值电阻r4的右侧位置。

3.根据权利要求2所述的一种基于惠斯通电桥的滴灌系统，其特征在于：所述单片机(3，4)包括2台，分别设置在所述惠斯通电桥检测电路的对角线支路上。

4.根据权利要求1所述的一种基于惠斯通电桥的滴灌系统，其特征在于：所述滴灌装置包括设置在所述植株上方的滴式渗水器(7)；所述滴式渗水器(7)顶部用于连接所述连接水管(6)，所述滴式渗水器(7)的底部设有滴水管(14)。

5.根据权利要求2所述的一种基于惠斯通电桥的滴灌系统，其特征在于：所述电源包括为所述惠斯通电桥检测电路供电的24v电源模块(11)和为所述进水阀供电的220v电源模块(13)。

6.根据权利要求1所述的一种基于惠斯通电桥的滴灌系统，其特征在于：所述进水阀采用电磁式开关阀门(8)，用于通过所述控制器控制所述蓄水池(9)与所述滴灌装置之间的水路连接。

技术总结
本发明是一种基于惠斯通电桥的滴灌系统，包括供水装置、控制装置和监测装置，其中供水装置包括滴灌装置、连接水管和蓄水池，所述滴灌装置设置在植株上方，所述连接水管用于连接所述滴灌装置和所述蓄水池；所述控制装置包括设置在所述连接水管处的进水阀和控制器；所述监测装置与所述控制器电连接，包括单片机、惠斯通电桥检测电路，所述惠斯通电桥检测电路用于检测所述植株的湿度和环境光照强度。该滴灌系统具有高度自动化的优点，无需人为浇灌，能够帮助家庭或农户节省时间，同时具有检测优势，能够实时、准确地监测环境光湿状况，实现精准浇水，高效浇水，更好地帮助盆栽植物生长。

技术研发人员：姚聪,程琳,罗涛,陈嘉睿,陈立伟
受保护的技术使用者：浙江理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13