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本实用新型提供一种基于太阳能的智能灌溉系统，包括：土壤温湿度传感器，单片机，用于给农作物喷淋灌溉的喷淋机构以及用于给系统内电气元件供电的太阳能供电机构；单片机通过土壤温湿度传感器探测灌溉区域的土壤温度和湿度；单片机通过继电器控制模块控制喷淋机构的运行，给农作物喷淋灌溉；太阳能光伏板依次通过充电控制模块和充供电模块连接蓄电池，给蓄电池充电；采用太阳能供电机构给系统内电气元件供电实现基于太阳能光伏发电应用到农业的喷淋浇灌领域，并能够保证系统供电元件的安全以及可靠的工作。既能满足灌溉要求，还可以起到对太阳能的充分利用，节能降耗。

技术领域

[0001]本实用新型涉及太阳能供电的灌溉技术领域，尤其涉及一种基于太阳能的智能灌溉系统。

背景技术

[0002]随着节能降耗的推广，目前太阳能资源的使用日益加深，充分利用太阳能可以给蓄电池充电，可以给用电设备供电，这样有效的利用能源，并起到了节能降耗作用。

[0003]太阳能的利用是基于太阳能光伏板产生的光生伏效应或者光化学效应将光能转化成电能的一个过程。是一种可再生的清洁性能源。在众多领域都可以使用，比如在农业产品灌溉方面，可以充分利用太阳能供电来进行浇灌，这样充分利用了太阳能资源，给农作物进行浇灌，合理应用能源，可以提高灌溉效率，可以使农产品顺利成长。

[0004]那么如何实现基于太阳能光伏发电应用到农业的喷淋浇灌领域，并能够保证系统供电元件的安全以及可靠的工作是当前亟待解决的技术问题。

实用新型内容

[0005]为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种基于太阳能的智能灌溉系统，包括：土壤温湿度传感器，单片机，用于给农作物喷淋灌溉的喷淋机构以及用于给系统内电气元件供电的太阳能供电机构；

[0006]单片机通过土壤温湿度传感器探测灌溉区域的土壤温度和湿度；

[0007]单片机通过继电器控制模块控制喷淋机构的运行，给农作物喷淋灌溉；

[0008]太阳能供电机构包括：太阳能光伏板，充电控制模块，充供电模块，蓄电池，电能输出控制电路以及逆变电路；

[0009]太阳能光伏板依次通过充电控制模块和充供电模块连接蓄电池，给蓄电池充电；

[0010]太阳能光伏板还依次通过充电控制模块，充供电模块，电能输出控制电路以及逆变电路给系统内电气元件供电；

[0011]蓄电池通过电能输出控制电路和逆变电路给系统内电气元件供电。

[0012]进一步需要说明的是，充电控制模块包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻 R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R17、稳压器U2，发光二极管LED1，发光二极管LED2，发光二极管LED3，发光二极管LED4，二极管D1,二极管D2,二极管D3,二极管DZ1，可变电阻RP1，可变电阻RP2，可变电阻RP4，电容C1，电容C2，电容C3，运放器U3，运放器U4，三极管Q1，三极管Q2，三极管Q3，三极管Q4，开关S1，开关S2，继电器J1 以及继电器J2；

[0013]蓄电池V1负极和发光二极管LED1阴极分别连接充电控制模块负极传输端；蓄电池V1正极分别连接充电控制模块正极传输端和二极管D1阳极，二极管D1阴极与开关S1一号接口连接；开关S1二号接口通过电阻R1连接发光二极管LED1阳极；开关S1三号接口通过开关S2分别与电阻R2第一端、电阻R3第一端、稳压器U2一号接口、电阻R15第一端、二极管D2阴极、继电器J1一号接口、继电器J2一号接口，五号接口、二极管D3阳极电阻 R6第一端连接；

[0014]电阻R15第二端通过发光二极管LED2分别与二极管D2阳极、继电器 J1二号接口、三极管Q2集电极连接；三极管Q2基极通过电阻R12分别与三极管Q1集电极和电阻R9第一端连接；电阻R9第二端分别与电阻R13第一端、运放器U3三脚，电阻R4第一端、电阻R5第一端以及稳压器U2三号接口连接；稳压器U2二号接口分别与可变电阻RP4第一端、电阻R5第二端以及电容C2第一端连接；

[0015]三极管Q1基极通过电阻R10分别与电阻R7第一端以及运放器U3五脚连接；电阻R7第二端分别与运放器U3一脚、电容C1第一端、电阻R2第二端、可变电阻RP1第一端、运放器U3二脚、运放器U4一脚以及二极管DZ1 阴极连接；运放器U4二脚分别与电阻R8第一端、电容C3第一端、电阻R3 第二端以及可变电阻RP2第一端连接；运放器U4五脚分别与电阻R8第二端和电阻R11第一端连接；电阻R11第二端连接三极管Q3基极；三极管Q3集电极分别与电阻R13第二端和电阻R14第一端连接；电阻R14第二端连接三极管Q4基极，三极管Q4集电极分别与发光二极管LED3阴极，二极管D3 阴极以及继电器J2二号接口连接；发光二极管LED3阳极与电阻R6第二端连接；继电器J2四号接口通过电阻R17和发光二极管LED4接地；

[0016]可变电阻RP1滑动端和第二端、电容C1第二端、可变电阻RP2滑动端和第二端、电容C3第二端、二极管DZ1阳极、电容C2第二端、可变电阻 RP4滑动端和第二端、三极管Q1发射极、三极管Q2发射极、三极管Q3发射极、三极管Q4发射极分别接地。

[0017]进一步需要说明的是，充供电模块包括温度补偿电路(11)，浮压充电控制电路(12)，5v稳压电路，充电指示灯LED12以及充电完成指示灯LED11。

[0018]进一步需要说明的是，电能输出控制电路包括：电阻R41，电阻R42，电阻R43，电阻R44，电阻R45，二极管D21，二极管D22，二极管D23，三极管D31，三极管D32，开关S11，开关S12，线圈K1；

[0019]蓄电池V1正极端分别连接线圈K1第一端和二极管D21阴极；

[0020]蓄电池V1负极端、开关S11第二端、二极管D23阴极、三极管32发射极、电阻R45第二端以及开关S12第二端分别接地；二极管D21阳极分别与开关S11第一端、三极管D32集电极、电阻R41第二端连接；三极管D32基极与三极管D31发射极连接，三极管D31集电极与电阻R42第二端连接；三极管D31基极分别与电阻R43第二端，电阻R45第一端，开关S12第一端连接；电阻R43第一端与二极管D22阳极连接；线圈K1第二端分别连接电阻 R41第一端，电阻R42第一端，二极管D22阴极，电阻R44第一端以及电能输出控制电路正极输出端连接；电阻R44与二极管D23阳极连接。

[0021]进一步需要说明的是，继电器控制模块包括：接线端子J8，继电器线圈 U12，电阻R21，电阻R22，二极管D11，三极管Q11以及光电隔离器U11；

[0022]电阻R21第一端连接继电器控制模块输入端，电阻R21第二端与光电隔离器U11一脚连接；光电隔离器U11二脚接地，光电隔离器U11三脚通过电阻R22接电源；

[0023]继电器线圈U12五脚和二极管D11阴极接电源；二极管D11阳极分别与继电器线圈U12四脚以及三极管Q11集电极连接；三极管Q11发射极接地，三极管Q11基极连接光电隔离器U11四脚；继电器线圈U12一脚连接接线端子J8二脚，继电器线圈U12二脚连接接线端子J8三脚，接线端子J8一脚连接继电器线圈U12三脚。

[0024]进一步需要说明的是，逆变电路设置CD4069构成方波信号发生器；通过补偿电阻R51改善电源电压的震荡频率；

[0025]逆变电路的振荡是通过电容C44充放电完成；电容C44振荡频率为 f＝1/2.2RC；

[0026]通过三极管Q41和三极管Q45将振荡信号电压转换为0～12V；

[0027]逆变电路还设置三极管Q42和三极管Q43组成互补对称输出电路；三极管Q44和三极管Q46组成互补对称电路，在一个50Hz频率矩形波周期内，三极管Q42、三极管Q43、三极管Q44、三极管Q46各有一个三极管导通，提供变压器T1原边驱动电压；

[0028]经过变压器T1升压至220V，50Hz的工频电源；

[0029]逆变器的变压器采用次级为12V、电流为10A、初级电压为220V的成品电源变压器。

[0030]进一步需要说明的是，土壤温湿度传感器采用PR-3000-TR-PH土壤温湿度传感器；采用RS485通信协议与单片机连接；

[0031]单片机采用STM32F407ZGT6单片机。

[0032]进一步需要说明的是，还包括：LCD1602显示模块；

[0033]LCD1602显示模块与单片机通信连接。

[0034]进一步需要说明的是，太阳能光伏板采用40W硅太阳电池组件，输出17V、2.3A的直流工作电压和电流。

[0035]从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：

[0036]本实用新型采用太阳能供电机构给系统内电气元件供电实现基于太阳能光伏发电应用到农业的喷淋浇灌领域，并能够保证系统供电元件的安全以及可靠的工作。

[0037]而且，能够通过土壤温湿度传感器探测灌溉区域的土壤温度和湿度，根据土壤温度和湿度，再结合当前的气候情况，可以通过继电器控制模块控制喷淋机构的运行，给农作物喷淋灌溉；满足灌溉要求。

[0038]这样灌溉由太阳能供电方式供电，太阳能发电还可以给蓄电池供电，还可以基于太阳能发电之后直接供电等等方式。既能满足灌溉要求，还可以起到对太阳能的充分利用。而且还涉及了过充保护，输出电压逆变等等，满足现场使用，保证系统使用的安全。