图1
图2
随着科学技术的飞速发展，使得温室的需求日益扩大，温室的自动化和信息化程度也逐步提高。土壤湿度是生物生长过程中一个重要因素，提高与之相关的灌溉系统的智能化、合理化、自动化程度，可增加农作物的产量且提高其品质，节约水资源和劳动力。本文设计的温室灌溉系统，将模糊控制与神经网络相结合，智能化程度较高，可满足实际生产需求。具有适应性好，维护方便，可靠性高等特点。
该系统见图1，由土壤湿度测量模块、LED直观显示模块、单片机及行走式喷灌机组成。其中土壤湿度测量模块将土壤湿度转变为电压信号，送至单片机；LED显示模块将土壤湿度情况用不同颜色的LED直观的反映出来；单片机作为控制器的主体部分，通过编程实现其模糊控制与神经网络相结合的算法；行走式喷灌机则由单片机输出控制其喷灌的时间。
土壤湿度检测与显示单元原理如图2所示，该电路由以下几部分组成：(1)湿度检测电桥(包括可调电阻RP4，湿度检测电阻Rxy，电阻R3和稳压二极管D2)；(2)电压放大部分(NE5534D)；(3)激励放大器(9013)；(4)显示单元(RY927，LED1～LED12)；(5)基准电压调整(高端为RP1，低端为RP3)；(6)LED亮度调整(RP2)。其中(1)～(3)构成检测部分，(4)～(6)为LED显示部分。
酸、碱、盐等电解质遇水发生电离而导电，土壤中水分含量不同，导电性能不同，则电阻值也不同。一般而言，湿度大，导电性就强，电阻小；反之亦然。当探头未插入被测土壤时，Rxy阻值很大，NE5534D反向输入端电压高于同相输入端，使得其输出电压较小，三极管Q1截止，Q1的发射极电压为零，RY927无控制电压，LED1～LED12均不亮。当探头插入被测土壤后，土壤中存在水分，此时NE5534D同向输入端电压高于反相输入端，其输出电压可使Q1工作在放大区，发射极输出电压作为RY927的控制电压，从而控制LED点亮个数。土壤越潮湿，Rxy阻值越小，RY927的控制电压越大，LED点亮个数也就越多。在土壤设定的湿度范围内，亮绿色的LED，如果高于或低于这个范围，则分别亮橙色或红色LED。如将Q1的发射极接入单片机中，则成为一种集现场检测与直观显示为一体的湿度检测装置。