一種無(wú)線節(jié)水滴灌自動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)灌溉領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)線節(jié)水滴灌自動(dòng)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人口的增長(zhǎng)和農(nóng)業(yè)的發(fā)展，隨著全球變暖造成的干旱問(wèn)題日益嚴(yán)重，世界水資源的需求量越來(lái)越大，水資源緊缺已成為全世界人民共同關(guān)注的問(wèn)題。
[0003]滴灌是迄今為止農(nóng)田灌溉最節(jié)水的灌溉技術(shù)之一。但因其價(jià)格較高，一度被稱作“昂貴技術(shù)”，僅用于高附加值的經(jīng)濟(jì)作物中。近年來(lái)，隨著滴灌帶的廣泛應(yīng)用，“昂貴技術(shù)”不再昂貴，完全可以在普通大田作物上應(yīng)用?，F(xiàn)對(duì)大棚滴灌、果樹滴灌和棉花滴灌如何布置與施工的技術(shù)作一簡(jiǎn)要介紹，其他寬行作物可參照實(shí)施。
[0004]滴灌是將具有一定壓力的水，過(guò)濾后經(jīng)管網(wǎng)和出水管道(滴灌帶)或滴頭以水滴的形式緩慢而均勻地滴入植物根部附近土壤的一種灌水方法。滴灌與其他灌水技術(shù)相比較，具有許多優(yōu)點(diǎn):
1.水的有效利用率高在滴灌條件下，灌溉水濕潤(rùn)部分土壤表面，可有效減少土壤水分的無(wú)效蒸發(fā)。同時(shí)，由于滴灌僅濕潤(rùn)作物根部附近土壤，其他區(qū)域土壤水分含量較低，因此，可防止雜草的生長(zhǎng)。滴灌系統(tǒng)不產(chǎn)生地面徑流，且易掌握精確的施水深度，非常省水。
[0005]2.環(huán)境濕度低滴灌灌水后，土壤根系通透條件良好，通過(guò)注入水中的肥料，可以提供足夠的水分和養(yǎng)分，使土壤水分處于能滿足作物要求的穩(wěn)定和較低吸力狀態(tài)，灌水區(qū)域地面蒸發(fā)量也小，這樣可以有效控制保護(hù)地內(nèi)的濕度，使保護(hù)地中作物的病蟲害的發(fā)生頻率大大降低，也降低了農(nóng)藥的施用量。
[0006]3.提高作物產(chǎn)品品質(zhì)由于滴灌能夠及時(shí)適量供水、供肥，它可以在提高農(nóng)作物產(chǎn)量的同時(shí)，提尚和改善農(nóng)廣品的品質(zhì)，使保護(hù)地的農(nóng)廣品商品率大大提尚，經(jīng)濟(jì)效益尚。
[0007]4.滴灌對(duì)地形和土壤的適應(yīng)能力較強(qiáng)由于滴頭能夠在較大的工作壓力范圍內(nèi)工作，且滴頭的出流均勻，所以滴灌適宜于地形有起伏的地塊和不同種類的土壤。同時(shí)，滴灌還可減少中耕除草，也不會(huì)造成地面土壤板結(jié)。
[0008]5.省水省工，增產(chǎn)增收。因?yàn)楣喔葧r(shí)，水不在空中運(yùn)動(dòng)，不打濕葉面，也沒(méi)有有效濕潤(rùn)面積以外的土壤表面蒸發(fā)，故直接損耗于蒸發(fā)的水量最少；容易控制水量，不致產(chǎn)生地面徑流和土壤深層滲漏。故可以比噴灌節(jié)省水35% — 75%。對(duì)水源少和缺水的山區(qū)實(shí)現(xiàn)水利化開辟了新途徑。由于株間未供應(yīng)充足的水分，雜草不易生長(zhǎng)，因而作物與雜草爭(zhēng)奪養(yǎng)分的干擾大為減輕，減少了除草用工。由于作物根區(qū)能夠保持著最佳供水狀態(tài)和供肥狀態(tài)，故能增產(chǎn)。
[0009]ZigBee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，ZigBee技術(shù)是一種短距離、低功耗的無(wú)線通信技術(shù)。這一名稱(又稱紫蜂協(xié)議)來(lái)源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動(dòng)翅膀的“舞蹈”來(lái)與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說(shuō)蜜蜂依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò)。其特點(diǎn)是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率。主要適合用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。簡(jiǎn)而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無(wú)線組網(wǎng)通訊技術(shù)。ZigBee是一種低速短距離傳輸?shù)臒o(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。
[0010]近年來(lái)，隨著無(wú)線信息傳輸技術(shù)的發(fā)展，ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)以其低成本、低功耗、低速率、近距離、短延時(shí)、高安全等特點(diǎn)，在現(xiàn)代發(fā)展中得到高度關(guān)注。
[0011]現(xiàn)有的滴灌系統(tǒng)一般只能在固定的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行固定時(shí)間的噴灑，不能深度契合土壤的濕度狀況，往往存在噴灑過(guò)量或灌溉不足的現(xiàn)象，譬如以下專利:
專利“灌溉系統(tǒng)”(申請(qǐng)?zhí)?01310191289.5，申請(qǐng)日2013.05.21)公布了一種灌溉系統(tǒng)，包括:發(fā)動(dòng)機(jī)、開關(guān)、電源、水泵和噴頭，所述灌溉系統(tǒng)還包括控制器，所述開關(guān)同時(shí)與所述控制器、所述電源和所述發(fā)動(dòng)機(jī)電連接，所述水泵與所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述電源電連接，并連接所述噴頭。其中一個(gè)實(shí)施例中，所述控制器用于定時(shí)發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)和結(jié)束信號(hào)給所述開關(guān)；所述開關(guān)用于響應(yīng)所述控制器發(fā)出的所述啟動(dòng)信號(hào)，連通所述電源和所述發(fā)動(dòng)機(jī)，以及響應(yīng)所述結(jié)束信號(hào)，斷開所述電源和所述發(fā)動(dòng)機(jī)的連接。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)【背景技術(shù)】中所涉及的缺陷，尤其涉及一種無(wú)線節(jié)水滴灌自動(dòng)控制系統(tǒng)。
[0013]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案:
一種無(wú)線節(jié)水滴灌自動(dòng)控制系統(tǒng)，包含首部樞紐、管路模塊、滴灌模塊、控制模塊和無(wú)線傳輸模塊；
所述首部樞紐用于抽水、施肥、過(guò)濾，以預(yù)設(shè)的壓力將水送入所述管路模塊；
所述滴灌模塊包含若干均勻分布的滴灌單元；
所述管路模塊用于將加壓水均勻地輸送到各個(gè)滴灌單元；
所述無(wú)線傳輸模塊由若干個(gè)分布節(jié)點(diǎn)單元和一個(gè)匯總節(jié)點(diǎn)單元組成；
所述匯總節(jié)點(diǎn)單元與控制模塊相連，所述分布節(jié)點(diǎn)單元與所述滴灌單元一一對(duì)應(yīng)相連；
所述匯總節(jié)點(diǎn)單元與所述分布節(jié)點(diǎn)單元基于無(wú)線通信；
所述滴灌單元包含滴頭、電磁閥、濕度傳感器和微控制器，其中，滴頭通過(guò)電池閥與管路模塊相連，微控制器分別于電磁閥、濕度傳感器、分布節(jié)點(diǎn)單元相連；
所述滴頭用于是使壓力水流經(jīng)過(guò)微小的孔道形成能量損失，減小壓力，以點(diǎn)滴的方式滴入土壤中；
所述濕度傳感器用于感應(yīng)土壤濕度信息，并將其傳遞給微控制器；
所述微控制器用于將接收到的土壤濕度信息傳遞給控制模塊，并根據(jù)控制模塊的指令控制其對(duì)應(yīng)電池閥的開啟和關(guān)閉；
所述控制模塊包含對(duì)比單元和指令單元；
所述對(duì)比單元用于將接收到的土壤濕度與預(yù)設(shè)的土壤濕度閾值進(jìn)行比較；
所述指令單元用于根據(jù)對(duì)比單元的比較結(jié)果發(fā)送指令給對(duì)應(yīng)滴灌單元的微處理器。
[0014]作為本發(fā)明一種無(wú)線節(jié)水滴灌自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述分布節(jié)點(diǎn)單元與匯總節(jié)點(diǎn)單元之間基于zigbee協(xié)議進(jìn)行通信。
[0015]作為本發(fā)明一種無(wú)線節(jié)水滴灌自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述控制模塊的處理器采用AVR系列單片機(jī)。
[0016]作為本發(fā)明一種無(wú)線節(jié)水滴灌自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述控制模塊的處理器采用Atmegal68PA單片機(jī)。
[0017]作為本發(fā)明一種無(wú)線節(jié)水滴灌自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述濕度傳感器的型號(hào)為SHTlI。
[0018]作為本發(fā)明一種無(wú)線節(jié)水滴灌自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)一步