無(wú)線太陽(yáng)能灌溉系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)或園林業(yè)灌溉技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種通過(guò)智能手機(jī)、無(wú)線傳輸、嵌入式程序控制器、GPS/北斗定位模塊和太陽(yáng)能電源模塊等實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控自動(dòng)灌溉的無(wú)線太陽(yáng)能灌溉系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有農(nóng)業(yè)方面，為了保證作物生長(zhǎng)發(fā)育需要，需要對(duì)作物需水情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)灌溉；在城市園林綠化方面，也需要經(jīng)常對(duì)林木花草進(jìn)行灌溉。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)中，特別是在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，對(duì)于一些大面積的作物灌溉時(shí)，需要投入大量的人力、物力和財(cái)力，不僅浪費(fèi)有限資源，而且增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，挫傷了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)積極性。在現(xiàn)有的一些灌溉方式中，多數(shù)采用人工灌溉和定時(shí)自動(dòng)灌溉。人工灌溉就是通過(guò)人對(duì)作物是否需水的觀察判斷，靠人工來(lái)控制閥門的開關(guān)，以實(shí)現(xiàn)灌溉。人工灌溉雖然能夠基本上按照作物的缺水情況進(jìn)行灌溉，但其缺點(diǎn)是:需要大量的人力消耗，勞動(dòng)強(qiáng)度大，水資源浪費(fèi)大，要真正實(shí)現(xiàn)灌溉實(shí)時(shí)性非常困難。而對(duì)于定時(shí)自動(dòng)灌溉，需要預(yù)先設(shè)定灌溉開始的時(shí)間和灌溉時(shí)長(zhǎng)，當(dāng)?shù)搅祟A(yù)設(shè)的時(shí)間，就自動(dòng)打開控制閥，進(jìn)行定時(shí)長(zhǎng)的灌溉。其缺點(diǎn)是:灌溉針對(duì)性較差，不能根據(jù)作物的實(shí)際需水狀況和天氣狀況進(jìn)行灌溉，可能造成水資源的浪費(fèi)，并且需要在控制閥與控制終端之間鋪設(shè)通信控制電纜和電源電纜，造成人力、物力成本的增加，過(guò)多電纜在土壤里鋪設(shè)對(duì)田間管理帶來(lái)諸多不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決該問(wèn)題，本發(fā)明提供一種無(wú)線太陽(yáng)能灌溉系統(tǒng)，通過(guò)太陽(yáng)能電源模塊給各個(gè)部分供電，再通過(guò)智能手機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)各個(gè)灌溉點(diǎn)的各種信息，控制無(wú)線電磁閥的通與斷，監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行情況，從而實(shí)現(xiàn)灌溉控制和系統(tǒng)管理的自動(dòng)化與信息化，達(dá)到節(jié)約人力、物力、電力以及水資源的目的。
[0004]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，所采取的技術(shù)方案為:一種無(wú)線太陽(yáng)能灌溉系統(tǒng)，包括智能手機(jī)、中央控制器、無(wú)線電磁閥以及信息采集系統(tǒng)；
[0005]所述智能手機(jī)安裝和運(yùn)行特定設(shè)計(jì)的應(yīng)用程序，提供用戶登錄使用界面、統(tǒng)計(jì)并分析傳感器信息數(shù)據(jù)、計(jì)算作物所需要的水量值，并將灌溉指令信號(hào)進(jìn)行編碼發(fā)送無(wú)線信號(hào)至中央控制器；
[0006]所述中央控制器接收到信號(hào)后，發(fā)送確認(rèn)信號(hào)返回給智能手機(jī)，同時(shí)處理所收到的命令，進(jìn)行解碼后通過(guò)無(wú)線傳輸模塊發(fā)送給無(wú)線電磁閥來(lái)進(jìn)行自動(dòng)灌溉控制，實(shí)施灌溉策略；
[0007]所述無(wú)線電磁閥接收到信號(hào)后，同樣發(fā)送確認(rèn)信號(hào)返回給中央控制器，并進(jìn)行第二次解碼及識(shí)別信號(hào)，若是正確的信號(hào)則自動(dòng)打開或關(guān)閉電磁閥，執(zhí)行中央控制器發(fā)出的灌溉策略指令，若是錯(cuò)誤的信號(hào)將自動(dòng)刪除，不執(zhí)行任何動(dòng)作，這樣可以防止其他信號(hào)干擾引起的誤動(dòng)作；
[0008]所述信息采集系統(tǒng)采集各種信息，并將采集到的信息經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換后輸入至信息處理模塊進(jìn)行處理，然后發(fā)送信息給中央控制器，以便實(shí)時(shí)反饋到用戶的智能手機(jī)上。
[0009]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案還進(jìn)一步包括，所述中央控制器與信息采集系統(tǒng)之間采用有線或無(wú)線連接方式。
[0010]所述智能手機(jī)與中央控制器通過(guò)GSM/GPRS模塊進(jìn)行無(wú)線通信，顯示并記錄下各種傳感器數(shù)據(jù)和灌溉點(diǎn)定位信息，同時(shí)根據(jù)不同地區(qū)不同季節(jié)不同氣候不同作物環(huán)境數(shù)據(jù)計(jì)算出所需水量，然后根據(jù)其計(jì)算結(jié)果動(dòng)態(tài)調(diào)整灌溉策略。
[0011]所述中央控制器由GSM/GPRS模塊、GPS/北斗衛(wèi)星定位模塊、嵌入式程序控制器、太陽(yáng)能電源模塊和無(wú)線傳輸模塊組成，其接收智能手機(jī)的灌溉策略指令并進(jìn)行解碼，并將解碼后的信號(hào)通過(guò)無(wú)線傳輸模塊發(fā)送給無(wú)線電磁閥。同時(shí)，其接收信息采集系統(tǒng)的各種信息，并將其連同定位信息反饋給智能手機(jī)，供用戶實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)所有灌溉點(diǎn)的設(shè)備運(yùn)行情況，方便系統(tǒng)的管理和維護(hù)，同時(shí)供用戶選擇確定各個(gè)灌溉點(diǎn)的中央控制器執(zhí)行或忽略信息采集系統(tǒng)傳感器的信息，并能使用戶通過(guò)智能手機(jī)綜合分析此信息來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整灌溉策略。
[0012]所述無(wú)線電磁閥由無(wú)線傳輸模塊、信息處理模塊、太陽(yáng)能電源模塊以及電磁閥本體組成，當(dāng)其接收到中央控制器發(fā)送的信號(hào)后進(jìn)行第二次解碼，若是正確的信號(hào)則自動(dòng)打開或關(guān)閉電磁閥，按中央控制器發(fā)出的要求實(shí)施灌溉策略，若是錯(cuò)誤的信號(hào)，則將其自動(dòng)刪除，不執(zhí)行任何動(dòng)作，這樣可以防止其他信號(hào)干擾引起的誤動(dòng)作。
[0013]所述信息采集系統(tǒng)由傳感器、AD轉(zhuǎn)換模塊、信息處理模塊、無(wú)線傳輸模塊以及太陽(yáng)能電源模塊組成，此系統(tǒng)將收集到的各種系統(tǒng)運(yùn)行信息和土壤環(huán)境信息進(jìn)行處理并將信息傳送給中央控制器，再由中央控制器發(fā)送給智能手機(jī)。
[0014]本發(fā)明所述無(wú)線太陽(yáng)能灌溉系統(tǒng)，有益效果在于:
[0015]1、本系統(tǒng)具備直接發(fā)送數(shù)字控制信號(hào)有選擇性地開啟或關(guān)閉常規(guī)灌溉電磁閥的功能，根據(jù)植物的需水量進(jìn)行適宜的灌溉，因而澆灌的針對(duì)性更強(qiáng)，避免了寶貴水資源的浪費(fèi)。
[0016]2、本發(fā)明通過(guò)低功率無(wú)線傳輸模塊來(lái)發(fā)送灌溉策略指令給中央控制器和無(wú)線電磁閥，通過(guò)智能手機(jī)安裝和運(yùn)行特定的應(yīng)用程序來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)線自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制，從而避免了控制線纜鋪設(shè)帶來(lái)的人力、物力成本的增加，大大降低了成本。
[0017]3、本發(fā)明通過(guò)智能手機(jī)所控制的灌溉點(diǎn)數(shù)目以及每個(gè)灌溉點(diǎn)中央控制器所控制的無(wú)線電磁閥數(shù)目都可以方便地根據(jù)用戶實(shí)際需求增加或減少，從而可以實(shí)現(xiàn)廣闊大面積的遠(yuǎn)程自動(dòng)灌溉控制。
[0018]4、本發(fā)明所述的無(wú)線太陽(yáng)能灌溉系統(tǒng)有自動(dòng)報(bào)警功能，若系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障，信息采集系統(tǒng)收集到故障信息后，立即發(fā)送給中央控制器，中央控制器把故障信息連同故障定位信息一起發(fā)送給智能手機(jī)進(jìn)行報(bào)警，提醒用戶檢查和排除故障。
[0019]5、本發(fā)明所述中央控制器、無(wú)線電磁閥以及信息采集系統(tǒng)均采用太陽(yáng)能電源模塊獨(dú)立供電，更進(jìn)一步降低整個(gè)系統(tǒng)的電纜鋪設(shè)成本和系統(tǒng)運(yùn)作電費(fèi)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)框圖。
[0021]圖2是本發(fā)明智能手機(jī)應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)框圖。
[0022]圖3是本發(fā)明中央控制器原理圖。
[0023]圖4是本發(fā)明無(wú)線電磁閥原理圖。
[0024]圖5是本發(fā)明信息采集系統(tǒng)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0026]本系統(tǒng)由智能手機(jī)、中央控制器、信息采集系統(tǒng)以及無(wú)線電磁閥組成，如圖1所示整體結(jié)構(gòu)框圖。智能手機(jī)為遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控設(shè)備，在其上安裝并運(yùn)行特定設(shè)計(jì)的應(yīng)用程序，在多個(gè)需要灌溉的地點(diǎn)中央位置處分別設(shè)置中央控制器，并環(huán)繞中央控制器設(shè)置信息采集系統(tǒng)及多個(gè)無(wú)線電磁閥，用戶可以通過(guò)智能手機(jī)應(yīng)用程序界面監(jiān)控所有灌溉點(diǎn)的設(shè)備。灌溉點(diǎn)數(shù)目以及每個(gè)灌溉點(diǎn)中央控制器所控制的無(wú)線電磁閥數(shù)目都可以方便地根據(jù)用戶實(shí)際需求增加或減少，所述無(wú)線電磁閥連接地下供水管。中央控制器與信息采集系統(tǒng)可設(shè)置在一起，采用有線連接方式；也可以互相分離，采用無(wú)線傳輸連接方式。由于本發(fā)明前端的中央控制器與終端的智能手機(jī)之間采用GSM/GPRS模塊進(jìn)行無(wú)線通信，避免了雙向鋪設(shè)通信電纜的人力、物力損