無(wú)線遙測(cè)遙控土壤濕度三相電機(jī)水泵的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及電子【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種無(wú)線遙測(cè)遙控土壤濕度三相電機(jī)水泵。包括土壤濕度傳感器、土壤濕度測(cè)量電橋、低頻晶振、差動(dòng)放大器、檢波器、功放、無(wú)線發(fā)射器、水源檢測(cè)傳感器、水源光耦控制開(kāi)關(guān)、無(wú)線接收器、三相電機(jī)水泵，土壤濕度傳感農(nóng)田水分遙測(cè)遙控?zé)o線發(fā)射，無(wú)線接收全自動(dòng)控制農(nóng)田灌溉，尤其離水源較遠(yuǎn)或水源不足、地勢(shì)不平坦農(nóng)田作物都能處于最佳生長(zhǎng)狀態(tài)，大大提高農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)水平。土壤濕度傳感器、水源檢測(cè)傳感器電極交流正弦波傳感有效防護(hù)電解腐蝕延長(zhǎng)使用。無(wú)線收/發(fā)晶振高穩(wěn)頻遙測(cè)遙控脈沖編碼、譯碼容量大、抗干擾性強(qiáng)，相鄰農(nóng)田運(yùn)行穩(wěn)定可靠，互不干擾。本實(shí)用新型廣泛適用于農(nóng)田灌溉保障土壤濕度滿足作物生長(zhǎng)要求。
【專利說(shuō)明】
無(wú)線遙測(cè)遙控土壤濕度三相電機(jī)水泵

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電子【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種無(wú)線遙測(cè)遙控土壤濕度三相電機(jī)水栗。
[0002]

【背景技術(shù)】
[0003]生長(zhǎng)植物的土壤需要保持一定的濕度，用人工控制土壤濕度既不準(zhǔn)確，勞動(dòng)量又大，不適合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求。尤其雨水稀少干旱貧脊地區(qū)，水源不足或離水源較遠(yuǎn)，或地勢(shì)不平坦農(nóng)田不便灌溉，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
[0004]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是提供測(cè)量農(nóng)田土壤濕燥信息無(wú)線發(fā)射，電磁波空間傳輸?shù)接兴吹臒o(wú)線接收器，確定灌溉濕度和供水范圍的一種無(wú)線遙測(cè)遙控土壤濕度三相電機(jī)水栗。
[0006]本實(shí)用新型技術(shù)解決方案:包括三相交流電源、控制器電源、土壤濕度傳感器、土壤濕度測(cè)量電橋、低頻晶體振蕩器、緩沖放大器、有源帶通濾波器、差動(dòng)放大器、檢波器、功率放大器、調(diào)制器、無(wú)線發(fā)射器、水源檢測(cè)傳感器、水源光耦控制開(kāi)關(guān)、無(wú)線接收器、繼電器、交流接觸器、三相電機(jī)水泵，其中，低頻晶體振蕩器輸出正弦波信號(hào)經(jīng)緩沖放大器、有源帶通濾波器濾除高次諧波接土壤濕度測(cè)量電橋輸入端，土壤濕度測(cè)量電橋測(cè)量橋臂連接土壤濕度傳感器，土壤濕度測(cè)量電橋輸出經(jīng)差動(dòng)放大器、檢波器、功率放大器驅(qū)動(dòng)調(diào)制器至無(wú)線發(fā)射器一次調(diào)制攜帶土壤濕度測(cè)量信息，無(wú)線發(fā)射器脈沖編碼二次調(diào)制信道加密由天線發(fā)射，電磁波經(jīng)空間傳輸?shù)綗o(wú)線接收器，無(wú)線接收器脈沖譯碼信道解密，解調(diào)土壤濕度測(cè)量信息控制水泵灌溉，無(wú)線接收器由水源檢測(cè)傳感器接控制器電源變壓器輸出工頻交流正弦波提供水源光耦控制開(kāi)關(guān)傳感信號(hào)，控制器電源變壓器電感L2—端接入水源檢測(cè)傳感器探測(cè)電極，另一端經(jīng)隔直電容C6接二極管整流、電容濾波、限流電阻至三極管VT2電流放大驅(qū)動(dòng)光耦發(fā)光二極管，光耦光電三極管與無(wú)線射頻接收器譯碼輸出驅(qū)動(dòng)繼電器三極管VT3串聯(lián)相接，經(jīng)繼電器觸點(diǎn)連接交流接觸器線圈與控制電源，交流接觸器觸點(diǎn)連接三相電機(jī)水泵和三相交流電源，三相電機(jī)水泵接過(guò)載保護(hù)熱繼電器，控制器電源接入無(wú)線接收器電源端;
[0007]土壤濕度傳感器至少由兩支圓柱或扁圓形石墨或不銹鋼電極，其下端呈尖錐形插入土壤，上端由導(dǎo)線焊接引出，電極之間設(shè)有間距由工程塑料注塑成一體，粘合在無(wú)線發(fā)射器工程塑料盒底，電極引出導(dǎo)線連接土壤濕度測(cè)量電橋測(cè)量橋臂；
[0008]水源檢測(cè)傳感器由一段塑料水管內(nèi)截面設(shè)有間隔的兩個(gè)石墨或不銹鋼探測(cè)電極，屏蔽電纜線連接插腳引出，引出處設(shè)有防潮濕外護(hù)套管，電極引出屏蔽電纜線連接水源檢測(cè)信號(hào)發(fā)生器、水源光耦控制開(kāi)關(guān)，水源檢測(cè)傳感器塑料水管連接水源進(jìn)水管和水泵；
[0009]無(wú)線發(fā)射器由射頻晶體振蕩器、射頻功率放大器、脈沖編碼器、調(diào)制器、天線組成，射頻晶體振蕩器輸出接射頻功率放大器，射頻功率放大器與調(diào)制器饋電串聯(lián)相接，調(diào)制器輸入端接脈沖編碼器編碼脈沖，調(diào)制器電源端由攜帶土壤濕度測(cè)量信息功率放大器驅(qū)動(dòng)，經(jīng)天線發(fā)射；
[0010]無(wú)線接收器由天線信號(hào)接入射頻高放、混頻，本機(jī)晶振信號(hào)接入混頻器，混頻后提取中頻信號(hào)經(jīng)放大、解調(diào)、低放至脈沖譯碼器，脈沖譯碼器輸出經(jīng)驅(qū)動(dòng)繼電器三極管與水源光耦控制開(kāi)關(guān)光耦光電三極管串聯(lián)相接，繼電器觸點(diǎn)連接交流接觸器控制線圈，交流接觸器觸點(diǎn)連接三相電機(jī)水泵和交流三相電源，解調(diào)土壤濕度測(cè)量信息控制三相電機(jī)水泵開(kāi)啟或停止灌溉。
[0011]本實(shí)用新型產(chǎn)生積極效果:無(wú)線遙測(cè)遙控農(nóng)田土壤濕度全自動(dòng)灌溉，土壤濕度保持在規(guī)定范圍內(nèi)，尤其離水源較遠(yuǎn)、水源不足和地勢(shì)不平坦農(nóng)田作物都能處于最佳生長(zhǎng)狀態(tài)，省時(shí)省力大大提高農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)水平。土壤濕度傳感器和水源檢測(cè)傳感器電極均設(shè)成正弦波傳感有效防護(hù)措施，避免因直流電傳感電極產(chǎn)生電解極化腐蝕，保障無(wú)線遙測(cè)遙控水泵長(zhǎng)期可靠使用，無(wú)線收/發(fā)晶振高穩(wěn)頻遙測(cè)遙控、脈沖編碼譯碼容量大，抗干擾性強(qiáng)，相鄰農(nóng)田運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，互不干擾。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1本實(shí)用新型技術(shù)方案原理框圖
[0013]圖2 土壤濕度傳感器示意圖
[0014]圖3 土壤濕度測(cè)量無(wú)線發(fā)射電路
[0015]圖4無(wú)線接收三相電機(jī)水泵電路

【具體實(shí)施方式】
[0016]參照?qǐng)D1、2、3、4，本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】和實(shí)施例，包括三相交流電源、控制器電源、土壤濕度傳感器6、土壤濕度測(cè)量電橋5、低頻晶體振蕩器1、緩沖放大器2、有源帶通濾波器3、差動(dòng)放大器4、檢波器7、功率放大器8、調(diào)制器9、無(wú)線發(fā)射器10、水源檢測(cè)傳感器15、水源光耦控制開(kāi)關(guān)12、無(wú)線接收器11、繼電器13、交流接觸器14、三相電機(jī)水泵16，其中，低頻晶體振蕩器I輸出正弦波信號(hào)經(jīng)緩沖放大器2、有源帶通濾波器3濾除高次諧波接土壤濕度測(cè)量電橋5輸入端，土壤濕度測(cè)量電橋5測(cè)量橋臂連接土壤濕度傳感器6，土壤濕度測(cè)量電橋5輸出經(jīng)差動(dòng)放大器4、檢波器7、功率放大器8驅(qū)動(dòng)調(diào)制器9至無(wú)線發(fā)射器10一次調(diào)制攜帶土壤濕度測(cè)量信息，無(wú)線發(fā)射器10脈沖編碼二次調(diào)制信道加密由天線發(fā)射，電磁波經(jīng)空間傳輸?shù)綗o(wú)線接收器11，無(wú)線接收器11脈沖譯碼信道解密，解調(diào)土壤濕度測(cè)量信息控制水泵灌溉，無(wú)線接收器11由水源檢測(cè)傳感器15接控制器電源變壓器輸出工頻交流正弦波提供水源光耦控制開(kāi)關(guān)12傳感信號(hào)，電源變壓器電感L2 —端接入水源檢測(cè)傳感器15探測(cè)電極，另一端經(jīng)隔直電容C6接二極管整流、電容濾波、限流電阻至三極管VT2電流放大驅(qū)動(dòng)光耦發(fā)光二極管，光耦光電三極管與無(wú)線接收器11譯碼輸出驅(qū)動(dòng)繼電器13三極管VT3串聯(lián)相接，經(jīng)繼電器13觸點(diǎn)連接交流接觸器14線圈與控制電源，交流接觸器14觸點(diǎn)連接三相電機(jī)水泵16和三相交流電源，三相電機(jī)水泵16接過(guò)載保護(hù)熱繼電器，控制器電源接入無(wú)線接收器11電源端。
[0017]低頻晶體JT振蕩器ICla產(chǎn)生穩(wěn)定的低頻正弦波，經(jīng)緩沖放大器IClb阻抗匹配，有源帶通濾波器ICk濾除高次諧波提供測(cè)量電橋優(yōu)質(zhì)信號(hào)源，作用于土壤濕度傳感器RS傳感土壤濕度的電阻率去改變電橋特性，達(dá)到檢測(cè)目的。
[0018]調(diào)節(jié)電位器RP1設(shè)待灌土壤濕度，使電橋平衡，差動(dòng)放大器1(:1(1輸出為零，檢波器IC2b, IC2c,電流放大器IC2d無(wú)輸出信號(hào)，無(wú)線發(fā)射器沒(méi)有發(fā)射遙控指令，因此無(wú)線接收器沒(méi)譯碼信號(hào)輸出，驅(qū)動(dòng)三極管VT1截止，繼電器觸點(diǎn)J_i常閉接通交流接觸器K，觸點(diǎn)K_1、κ_2、Κ_3接通三相電機(jī)M開(kāi)啟水泵運(yùn)轉(zhuǎn)抽水灌溉；土壤濕度達(dá)到設(shè)定值，即減小土壤電阻率測(cè)量電橋失去平衡，差動(dòng)放大器ICld輸出信號(hào)經(jīng)檢波器IC2b、IC2。、電流放大器IC2d、VI\驅(qū)動(dòng)無(wú)線發(fā)射器一次調(diào)制攜帶土壤濕度測(cè)量信息，無(wú)線射頻發(fā)射器脈沖編碼二次調(diào)制信道加密由天線A1發(fā)射，電磁波經(jīng)空間傳輸?shù)教炀€A2、無(wú)線接收器，無(wú)線接收器脈沖譯碼信道解密，解調(diào)土壤濕度測(cè)量信息控制繼電器觸點(diǎn)L1釋放交流接觸器K，觸點(diǎn)Kf K_2、Κ_3斷開(kāi)三相電機(jī)M水泵停止灌溉，完成設(shè)定供水，電位器RP2調(diào)節(jié)遙測(cè)遙控土壤墑情靈敏度。
[0019]無(wú)線射頻接收器水源檢測(cè)傳感器檢測(cè)進(jìn)水管JSG水源墑情，水源充足傳感器電極工頻交流正弦波導(dǎo)電，經(jīng)隔直電容C6、二極管VD5、VD6整流，電容C7濾波、三極管VT2電流放大驅(qū)動(dòng)光耦ELD、無(wú)線接收器譯碼輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器J、交流接觸器K控制三相電機(jī)M水泵抽水灌溉；如進(jìn)水管JSG斷水，水源檢測(cè)傳感器電極開(kāi)路，光耦ELD、三極管VT2截止繼電器釋放觸點(diǎn)L1斷開(kāi)交流接觸器K，斷開(kāi)三相電機(jī)M電源，確保三相電機(jī)M停電，水泵停止抽水，防止水泵空轉(zhuǎn)受損，運(yùn)行過(guò)程防止三相電機(jī)M過(guò)載接有熱繼電器FR保護(hù)。
[0020]土壤濕度傳感器、水源檢測(cè)傳感器電極均設(shè)成交流正弦波傳感有效防護(hù)措施，避免因直流電傳感電極產(chǎn)生電解極化腐蝕，保障無(wú)線遙測(cè)遙控水泵長(zhǎng)期可靠使用。土壤濕度測(cè)量器件ICla?d、IC2a^d采用兩片四運(yùn)放LM234，其中IC2a正輸入端電阻R18、R19分壓，輸出1/2電源電壓作為ICla?d、IC2。?，基準(zhǔn)電壓，使其各自工作在線性區(qū)域內(nèi)，便于單電源供電。差動(dòng)放大器ICld正、負(fù)輸入端限幅并聯(lián)二極管VDp VD2防止信號(hào)過(guò)載影響測(cè)量精度。無(wú)線接收器電源由變壓器T降壓絕緣隔離三相交流電，橋堆VD整流、IC穩(wěn)壓、電容C8、C9濾波，使用水泵電氣特性安全可靠。
[0021]無(wú)線收/發(fā)晶振高穩(wěn)頻遙測(cè)遙控、脈沖編碼譯碼容量大，抗干擾性強(qiáng)，相鄰區(qū)域農(nóng)田運(yùn)行穩(wěn)定、可靠互不干擾。無(wú)線遙測(cè)遙控距離根據(jù)農(nóng)田灌溉面積、水源遠(yuǎn)近設(shè)置接收靈敏度、載頻發(fā)射功率及天線輻射特性，載頻使用ISM頻率2.45GHz，發(fā)射功率15mdb，接收靈敏度-lOOmdb，1/4波長(zhǎng)天線收/發(fā)，控制數(shù)十米至數(shù)百米灌溉。三相電機(jī)水泵適于大面積農(nóng)田灌溉，電機(jī)功率容量120kw，水泵抽水量100000L/nin，灌溉480公頃農(nóng)田。更大面積農(nóng)田灌溉可組合群控?zé)o線遙測(cè)遙控收/發(fā)，控制多地灌溉。
[0022]本實(shí)用新型無(wú)線遙測(cè)遙控農(nóng)田土壤濕度全自動(dòng)灌溉，土壤濕度保持在規(guī)定范圍內(nèi)，水分達(dá)到充足或足夠滋潤(rùn)停止供水，缺水再次開(kāi)泵供水，水分充足關(guān)機(jī)，以此循環(huán)自動(dòng)開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)，無(wú)須人工操作，避免缺水或過(guò)量供水，全自動(dòng)智能高效節(jié)水節(jié)電，尤其離水源較遠(yuǎn)、水源不足和地勢(shì)不平坦農(nóng)田作物都能處于最佳生長(zhǎng)狀態(tài)，省時(shí)省力大大提高農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)水平。
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)線遙測(cè)遙控土壤濕度三相電機(jī)水泵，其特征在于:包括三相交流電源、控制器電源、土壤濕度傳感器、土壤濕度測(cè)量電橋、低頻晶體振蕩器、緩沖放大器、有源帶通濾波器、差動(dòng)放大器、檢波器、功率放大器、調(diào)制器、無(wú)線發(fā)射器、水源檢測(cè)傳感器、水源光耦控制開(kāi)關(guān)、無(wú)線接收器、繼電器、交流接觸器、三相電機(jī)水泵，其中，低頻晶體振蕩器輸出正弦波信號(hào)經(jīng)緩沖放大器、有源帶通濾波器濾除高次諧波接土壤濕度測(cè)量電橋輸入端，土壤濕度測(cè)量電橋測(cè)量橋臂連接土壤濕度傳感器，土壤濕度測(cè)量電橋輸出經(jīng)差動(dòng)放大器、檢波器、功率放大器驅(qū)動(dòng)調(diào)制器至無(wú)線發(fā)射器一次調(diào)制攜帶土壤濕度測(cè)量信息，無(wú)線發(fā)射器脈沖編碼二次調(diào)制信道加密由天線發(fā)射，電磁波經(jīng)空間傳輸?shù)綗o(wú)線接收器，無(wú)線接收器脈沖譯碼信道解密，解調(diào)土壤濕度測(cè)量信息控制水泵灌溉，無(wú)線接收器由水源檢測(cè)傳感器接控制器電源變壓器輸出工頻交流正弦波提供水源光耦控制開(kāi)關(guān)傳感信號(hào)，控制器電源變壓器電感L2一端接入水源檢測(cè)傳感器探測(cè)電極，另一端經(jīng)隔直電容C6接二極管整流、電容濾波、限流電阻至三極管VT2電流放大驅(qū)動(dòng)光耦發(fā)光二極管，光耦光電三極管與無(wú)線射頻接收器譯碼輸出驅(qū)動(dòng)繼電器三極管VT3串聯(lián)相接，經(jīng)繼電器觸點(diǎn)連接交流接觸器線圈與控制電源，交流接觸器觸點(diǎn)連接三相電機(jī)水泵和三相交流電源，三相電機(jī)接過(guò)載保護(hù)熱繼電器，控制器電源接入無(wú)線接收器電源端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)線遙測(cè)遙控土壤濕度三相電機(jī)水泵，其特征在于:土壤濕度傳感器至少由兩支圓柱或扁圓形石墨或不銹鋼電極，其下端呈尖錐形插入土壤，上端由導(dǎo)線焊接引出，電極之間設(shè)有間距由工程塑料注塑成一體，粘合在無(wú)線發(fā)射器工程塑料盒底，電極引出導(dǎo)線連接土壤濕度測(cè)量電橋測(cè)量橋臂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)線遙測(cè)遙控土壤濕度三相電機(jī)水泵，其特征在于:水源檢測(cè)傳感器由一段塑料水管內(nèi)截面設(shè)有間隔的兩個(gè)石墨或不銹鋼探測(cè)電極，屏蔽電纜線連接插腳引出，引出處設(shè)有防潮濕外護(hù)套管，電極引出屏蔽電纜線連接水源檢測(cè)信號(hào)發(fā)生器、水源光耦控制開(kāi)關(guān)，水源檢測(cè)傳感器塑料水管連接水源進(jìn)水管和水泵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)線遙測(cè)遙控土壤濕度三相電機(jī)水泵，其特征在于:無(wú)線發(fā)射器由射頻晶體振蕩器、射頻功率放大器、脈沖編碼器、調(diào)制器、天線組成，射頻晶體振蕩器輸出接射頻功率放大器，射頻功率放大器與調(diào)制器饋電串聯(lián)相接，調(diào)制器輸入端接脈沖編碼器編碼脈沖，調(diào)制器電源端由攜帶土壤濕度測(cè)量信息功率放大器驅(qū)動(dòng)，經(jīng)天線發(fā)射。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)線遙測(cè)遙控土壤濕度三相電機(jī)水泵，其特征在于:無(wú)線接收器由天線信號(hào)接入射頻高放、混頻，本機(jī)晶振信號(hào)接入混頻器，混頻后提取中頻信號(hào)經(jīng)放大、解調(diào)、低放至脈沖譯碼器，脈沖譯碼器輸出經(jīng)驅(qū)動(dòng)繼電器三極管與水源光耦控制開(kāi)關(guān)光耦光電三極管串聯(lián)相接，繼電器觸點(diǎn)連接交流接觸器線圈與控制電源，交流接觸器觸點(diǎn)連接三相電機(jī)水泵和交流三相電源，解調(diào)土壤濕度測(cè)量信息控制三相電機(jī)水泵開(kāi)啟或停止灌溉。
【文檔編號(hào)】A01G25/16GK203925966SQ201420339953
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】阮樹成 申請(qǐng)人:阮樹成