一種無(wú)線自動(dòng)滴灌系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無(wú)線監(jiān)控領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)線自動(dòng)滴灌系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球人口的增多與環(huán)境問題的日益突出，，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)注的問題。滴灌技術(shù)是通過(guò)干管、支管和毛管上的滴頭，在低壓下向土壤經(jīng)常緩慢滴水，可直接向土壤供應(yīng)已過(guò)濾的水分、肥料或其他化學(xué)劑等的一種實(shí)用技術(shù)。大田自動(dòng)滴灌技術(shù)具有大幅度提高水的利用率、減少土壤結(jié)構(gòu)破壞、改善生態(tài)環(huán)境、提高經(jīng)濟(jì)效益的作用，是一種高效節(jié)水的新型灌溉技術(shù)，目前已經(jīng)成為實(shí)施高效、精準(zhǔn)灌溉的重要水資源管理技術(shù)措施。傳統(tǒng)的滴灌裝置，有很多工作需要人工的參與，智能化程度較低，從而造成生產(chǎn)成本的增加，且運(yùn)行效率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在解決上述問題，提供一種無(wú)線自動(dòng)滴灌系統(tǒng)。
[0004]一種無(wú)線自動(dòng)滴灌系統(tǒng)，包括上位機(jī)、網(wǎng)關(guān)、無(wú)線模塊、太陽(yáng)能電池供電系統(tǒng)、田間控制器、傳感器、變頻器和電磁閥組成；無(wú)線模塊包括無(wú)線接收模塊和無(wú)線發(fā)射模塊；其中上位機(jī)與網(wǎng)關(guān)相連接；網(wǎng)關(guān)與無(wú)線接收模塊相連接；太陽(yáng)能供電系統(tǒng)與田間控制器相連接；無(wú)線發(fā)射模塊與田間控制器相連接；傳感器與田間控制相連接；變頻器和電磁閥均與田間控制器相連接。
[0005]本發(fā)明所述的一種無(wú)線自動(dòng)滴灌系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器包括液位傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器。
[0006]本發(fā)明所述的一種無(wú)線自動(dòng)滴灌系統(tǒng)，其特征在于所述上位機(jī)為PC主機(jī)。
[0007]本發(fā)明所述的一種無(wú)線自動(dòng)滴灌系統(tǒng)，其特征在于所述網(wǎng)關(guān)采用S3C6410處理器。
[0008]本發(fā)明所述的一種無(wú)線自動(dòng)滴灌系統(tǒng)，其特征在于所述無(wú)線模塊采用CC2530芯片控制器。
[0009]本發(fā)明所述的一種無(wú)線自動(dòng)滴灌系統(tǒng)，其特征在于所述無(wú)線模塊控制器設(shè)置有
2.4GHz的射頻收發(fā)器。
[0010]本發(fā)明所述的一種無(wú)線自動(dòng)滴灌系統(tǒng)，其特征在于所述田間控制器有STM32單片機(jī)和ZigBee收發(fā)節(jié)點(diǎn)模塊組成。
[0011]本發(fā)明所述的一種無(wú)線自動(dòng)滴灌系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，田間布設(shè)靈活，提高了自動(dòng)灌溉的實(shí)用性及對(duì)水的使用效率，減小了勞動(dòng)量、導(dǎo)線和管路敷設(shè)費(fèi)用，且無(wú)需人為操作，能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定地工作，方便大面積安裝、維護(hù)和系統(tǒng)回收，操作簡(jiǎn)單，有很大的推廣價(jià)值。
[0012]說(shuō)明書附圖圖1為本發(fā)明的示意框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]一種無(wú)線自動(dòng)滴灌系統(tǒng)，包括上位機(jī)、網(wǎng)關(guān)、無(wú)線模塊、太陽(yáng)能電池供電系統(tǒng)、田間控制器、傳感器、變頻器和電磁閥組成；無(wú)線模塊包括無(wú)線接收模塊和無(wú)線發(fā)射模塊；其中上位機(jī)與網(wǎng)關(guān)相連接；網(wǎng)關(guān)與無(wú)線接收模塊相連接；太陽(yáng)能供電系統(tǒng)與田間控制器相連接；無(wú)線發(fā)射模塊與田間控制器相連接；傳感器與田間控制相連接；變頻器和電磁閥均與田間控制器相連接。
[0014]本發(fā)明所述的一種無(wú)線自動(dòng)滴灌系統(tǒng)，所述傳感器包括液位傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器。所述上位機(jī)為PC主機(jī)。所述網(wǎng)關(guān)采用S3C6410處理器，具有4個(gè)UART接口，支持DMA和Interrupt模式，按ZigBee協(xié)議實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸功能和自組網(wǎng)功能。當(dāng)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)上電時(shí)，作為協(xié)調(diào)器的ZigBee主節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)和建立無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)建立后，負(fù)責(zé)接收終端控制節(jié)點(diǎn)返回的信息，發(fā)送相應(yīng)的控制信息到各個(gè)田間控制器中。所述無(wú)線模塊采用CC2530芯片控制器。所述無(wú)線模塊控制器設(shè)置有2.4GHz的射頻收發(fā)器。所述田間控制器有STM32單片機(jī)和ZigBee收發(fā)節(jié)點(diǎn)模塊組成。用一臺(tái)式計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)，負(fù)責(zé)接收傳感器上傳的數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)、分析并做出相應(yīng)的智能滴灌決策。S3C6410網(wǎng)關(guān)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)器，負(fù)責(zé)自動(dòng)搜尋網(wǎng)絡(luò)中的終端節(jié)點(diǎn)，組織無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，并從終端節(jié)點(diǎn)取得上位機(jī)需要的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)終端節(jié)點(diǎn)與上位機(jī)之間的通信。網(wǎng)關(guān)與終端控制節(jié)點(diǎn)通過(guò)基于ZigBee的CC2530無(wú)線收發(fā)模塊進(jìn)行組網(wǎng)通信，由一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器用的主機(jī)模塊和若干個(gè)從機(jī)終端模塊組成。終端控制節(jié)點(diǎn)是基于STM32的田間控制器，田間控制器(I)放在主管道上，配有液位傳感器、壓力傳感器及流量傳感器，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是調(diào)節(jié)水壓大小的變頻器。田間控制器(2)田間控制器(η)完全相同，放在每塊田地里，配備SHTll 土壤溫濕度傳感器，一個(gè)終端節(jié)點(diǎn)模塊可以根據(jù)需要連接多個(gè)測(cè)溫濕度的探頭，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是控制滴灌開閉的電磁閥。另外出于對(duì)農(nóng)田的分散性和成本的考慮，由太陽(yáng)能光伏供電系統(tǒng)對(duì)終端控制節(jié)點(diǎn)提供電源。上位機(jī)發(fā)送采集指令，經(jīng)由S3C6410網(wǎng)關(guān)，利用CC2530無(wú)線收發(fā)模塊將指令發(fā)送給基于STM32的田間控制器；各傳感器節(jié)點(diǎn)將檢測(cè)到數(shù)據(jù)上傳到STM32田間控制器，然后由它通過(guò)CC2530無(wú)線收發(fā)模塊同樣經(jīng)由網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)中；上位機(jī)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能處理和決策，例如對(duì)濕度值進(jìn)行排序、得到濕度值較小的幾塊田地，并據(jù)此對(duì)STM32田間控制器發(fā)送開啟這幾塊田地電磁閥的命令，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)滴灌。在田塊面積大，需要控制上百個(gè)電磁閥門的大規(guī)模灌溉區(qū)域，可將圖1部分連接傳感器的終端節(jié)點(diǎn)替換為路由節(jié)點(diǎn)，路由節(jié)點(diǎn)及終端節(jié)點(diǎn)均裝備傳感器。ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)將由一個(gè)網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、適當(dāng)數(shù)目的路由器節(jié)點(diǎn)和多個(gè)終端節(jié)點(diǎn)組成，路由器和終端通過(guò)內(nèi)部程序進(jìn)行設(shè)置，且在一定距離內(nèi)均可與網(wǎng)關(guān)直接通信。系統(tǒng)采用休眠喚醒機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了低功耗運(yùn)行。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無(wú)線自動(dòng)滴灌系統(tǒng)，包括上位機(jī)、網(wǎng)關(guān)、無(wú)線模塊、太陽(yáng)能電池供電系統(tǒng)、田間控制器、傳感器、變頻器和電磁閥組成；無(wú)線模塊包括無(wú)線接收模塊和無(wú)線發(fā)射模塊；其中上位機(jī)與網(wǎng)關(guān)相連接；網(wǎng)關(guān)與無(wú)線接收模塊相連接；太陽(yáng)能供電系統(tǒng)與田間控制器相連接；無(wú)線發(fā)射模塊與田間控制器相連接；傳感器與田間控制相連接；變頻器和電磁閥均與田間控制器相連接。2.如權(quán)利要求1所述的一種無(wú)線自動(dòng)滴灌系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器包括液位傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器。3.如權(quán)利要求1所述的一種無(wú)線自動(dòng)滴灌系統(tǒng)，其特征在于所述上位機(jī)為PC主機(jī)。4.如權(quán)利要求1所述的一種無(wú)線自動(dòng)滴灌系統(tǒng)，其特征在于所述網(wǎng)關(guān)采用S3C6410處理器。5.如權(quán)利要求1所述的一種無(wú)線自動(dòng)滴灌系統(tǒng)，其特征在于所述無(wú)線模塊采用CC2530芯片控制器。6.如權(quán)利要求5所述的一種無(wú)線自動(dòng)滴灌系統(tǒng)，其特征在于所述無(wú)線模塊控制器設(shè)置有2.4GHz的射頻收發(fā)器。7.如權(quán)利要求1所述的一種無(wú)線自動(dòng)滴灌系統(tǒng)，其特征在于所述田間控制器有STM32單片機(jī)和ZigBee收發(fā)節(jié)點(diǎn)模塊組成。
【專利摘要】一種無(wú)線自動(dòng)滴灌系統(tǒng)，屬于無(wú)線監(jiān)控領(lǐng)域。包括上位機(jī)、網(wǎng)關(guān)、無(wú)線模塊、太陽(yáng)能電池供電系統(tǒng)、田間控制器、傳感器、變頻器和電磁閥組成；無(wú)線模塊包括無(wú)線接收模塊和無(wú)線發(fā)射模塊；其中上位機(jī)與網(wǎng)關(guān)相連接；網(wǎng)關(guān)與無(wú)線接收模塊相連接；太陽(yáng)能供電系統(tǒng)與田間控制器相連接；無(wú)線發(fā)射模塊與田間控制器相連接；傳感器與田間控制相連接；變頻器和電磁閥均與田間控制器相連接。提高了自動(dòng)灌溉的實(shí)用性及對(duì)水的使用效率，減小了勞動(dòng)量、導(dǎo)線和管路敷設(shè)費(fèi)用，且無(wú)需人為操作，能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定地工作，方便大面積安裝、維護(hù)和系統(tǒng)回收，操作簡(jiǎn)單，有很大的推廣價(jià)值。
【IPC分類】A01G25/16
【公開號(hào)】CN105613216
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410600171
【發(fā)明人】劉秋麗
【申請(qǐng)人】陜西高華知本化工科技有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2014年10月31日