本實(shí)用新型屬于農(nóng)業(yè)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于單片機(jī)的水分檢測及灌溉裝置。

背景技術(shù)：

水是植物生長發(fā)育過程中不可缺少的物質(zhì)，沒有水植物代謝過程會(huì)受阻,無法進(jìn)行正常的光合作用，有機(jī)物合成會(huì)隨之減少，植物自身會(huì)發(fā)生一定的生理變化，例如，葉片長期處于嚴(yán)重缺水狀態(tài)，沒有進(jìn)行及時(shí)的澆灌，葉片會(huì)出現(xiàn)枯萎、發(fā)黃等現(xiàn)象；作物長期缺水會(huì)嚴(yán)重影響到作物的產(chǎn)量與品質(zhì)，可見適時(shí)的灌溉對(duì)植物的生長發(fā)育至關(guān)重要。

農(nóng)業(yè)水資源一直都有著利用效率低、水資源的短缺與浪費(fèi)并存的現(xiàn)象，發(fā)展節(jié)約型農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)灌溉技術(shù)，是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個(gè)趨勢，提高作物水分檢測的精度，在植物水分虧缺時(shí)及時(shí)進(jìn)行澆灌，是發(fā)展節(jié)約用水、合理灌溉的一個(gè)有效途徑。

目前的灌溉裝置，通常是通過土壤濕度、冠層溫度等外界環(huán)境因素來判斷植物缺水狀況，屬于間接反映植物缺水狀況的指標(biāo)，與直接對(duì)植物本身測量所得的含水信息指標(biāo)相比，具有滯后性，不能及時(shí)反映植物本身的含水量信息，而且設(shè)備成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于單片機(jī)的水分檢測及灌溉裝置，包括檢測裝置、固定裝置、電磁閥和電源適配器；其檢測裝置設(shè)有圓形銅片和電路盒；其電路盒內(nèi)設(shè)置有電路板、電容電壓轉(zhuǎn)換芯片、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)和繼電器；其檢測裝置用于葉片水分信息的采集、處理以及電磁閥的控制，其固定裝置用于固定檢測裝置，其電源適配器用于提供檢測裝置和電磁閥所需的電源，其電磁閥用于控制水流的開和關(guān)；其電源適配器、繼電器、單片機(jī)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、電容電壓轉(zhuǎn)換芯片、圓形銅片依次相連接，電磁閥與繼電器相連接。

本實(shí)用新型的圓形銅片為兩片，一片粘接在絕緣棒末端，一片粘接在圓形銅片粘接面。

本實(shí)用新型由單片機(jī)來完成處理和控制，單片機(jī)處理程序?yàn)樵趩纹瑱C(jī)的接收信號(hào)設(shè)置一個(gè)閾值，當(dāng)單片機(jī)接收信號(hào)低于閾值時(shí)，單片機(jī)都持續(xù)向繼電器輸出高電平；電磁閥處于關(guān)的狀態(tài)，不進(jìn)行灌溉操作。當(dāng)單片機(jī)接收信號(hào)高于閾值時(shí)，根據(jù)單片機(jī)接收信號(hào)高于閾值的多少，單片機(jī)向繼電器發(fā)出一個(gè)對(duì)應(yīng)時(shí)間段的低電平，這時(shí)電磁閥處于開的狀態(tài)，進(jìn)行灌溉操作。

本實(shí)用新型利用植物葉片由于含水量不同，引起葉片電容變化的原理，從而通過葉片電容變化，掌握葉片水分信息，從植物本身的角度出發(fā)，與通常的人工觀察相比，更能夠及時(shí)準(zhǔn)確的反映植物當(dāng)前的含水狀況，它能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的測量植物當(dāng)前的含水狀況，判斷植物當(dāng)前是否缺水，缺水能及時(shí)灌溉，而且結(jié)構(gòu)簡單，測量準(zhǔn)確，成本低。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，其中1是固定架，2是間隙螺桿，3是間隙螺母，4是絕緣棒頭部，5是彈簧，6是絕緣棒末端，7是圓形銅片粘接面，8是圓形銅片，9是電路盒，10是電路盒粘接面，11是電路盒引線，12是電磁閥，13是電源適配器。

圖2是本實(shí)用新型電路連接示意圖，其中8是圓形銅片，9是電路盒，11是電路盒引線，12是電磁閥，13是電源適配器，14是電路板，15是電容電壓轉(zhuǎn)換芯片，16是模數(shù)轉(zhuǎn)換器，17是單片機(jī)，18是繼電器。

圖3是本實(shí)用新型絕緣棒結(jié)構(gòu)示意圖，其中4是絕緣棒頭部，6是絕緣棒末端。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和使用對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。

本實(shí)用新型間隙螺桿置于間隙螺母內(nèi)，絕緣棒末端穿過彈簧和固定架內(nèi)孔，在絕緣棒末端粘接圓形銅片，在圓形銅片粘接面粘接圓形銅片，使絕緣棒末端粘接的圓形銅片與圓形銅片粘接面粘接的圓形銅片平行且同心，電路盒粘接在電路盒粘接面，電路盒內(nèi)設(shè)有電路板、繼電器，電路板上設(shè)有電容電壓轉(zhuǎn)換芯片、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)。

電容電壓轉(zhuǎn)換芯片、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)固定在電路板上，電路板、繼電器固定在電路盒內(nèi)，電路盒是由絕緣材料制作的正方體；圓形銅片與電容電壓轉(zhuǎn)換芯用導(dǎo)線連接、電容電壓轉(zhuǎn)換芯片與模數(shù)轉(zhuǎn)換器通過電路連接、模數(shù)轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)通過電路連接、單片機(jī)與繼電器用導(dǎo)線連接，電磁閥與繼電器用導(dǎo)線連接，電源適配器提供所需電源。

本實(shí)用新型的工作原理是：將葉片置于圓形銅片之間，擰動(dòng)間隙螺桿，使間隙螺桿推動(dòng)絕緣棒頭部向下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而對(duì)葉片進(jìn)行固定；本實(shí)用新型接通電源后，單片機(jī)內(nèi)部程序不斷對(duì)單片機(jī)接收信號(hào)進(jìn)行掃描，當(dāng)單片機(jī)接收信低于閾值時(shí)，無論低于閾值多少，單片機(jī)都持續(xù)向繼電器輸出高電平，繼電器斷開電磁閥與電源適配器的連接，電磁閥處于關(guān)的狀態(tài)，不進(jìn)行灌溉操作；當(dāng)單片機(jī)接收信號(hào)高于閾值時(shí)，根據(jù)單片機(jī)接收信號(hào)高于閾值的多少，單片機(jī)向繼電器發(fā)出一個(gè)對(duì)應(yīng)時(shí)間段的低電平，繼電器接通電磁閥與電源適配器的連接，電磁閥處于開的狀態(tài)，進(jìn)行灌溉操作。

固定裝置包括固定架、圓形銅片粘接面、電路盒粘接面。固定架用于裝置的承重，圓形銅片粘接面用于粘接圓形銅片，電路盒粘接面用于粘接電路盒，固定架內(nèi)孔用于固定絕緣棒。

本實(shí)用新型能夠快速對(duì)植物葉片含水量信息進(jìn)行采集，在植物缺水時(shí)能及時(shí)對(duì)植物進(jìn)行澆灌，提高了水分檢測精度，簡化了灌溉裝置，降低了灌溉設(shè)備成本。本實(shí)用新型通過檢測植物的葉片電容，判斷葉片的含水量，從而判斷植物是否缺水，然后通過單片機(jī)的處理，在判斷缺水的情況下進(jìn)行自動(dòng)灌溉，并對(duì)灌溉時(shí)間進(jìn)行控制，是一種無損檢測裝置，自動(dòng)化程度高，結(jié)構(gòu)簡單，而且降低了成本。