一種基于Zigbee的自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于Zigbee的自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)，包含數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)據(jù)處理終端、服務(wù)器和電源模塊；所述數(shù)據(jù)采集終端包含從控制器模塊以及分別與其連接的濕度傳感器模塊、第一天線、第一LED模塊；所述數(shù)據(jù)處理模塊包含主控制器模塊以及分別與其連接的LCD顯示模塊、第二天線、第二LED模塊和輸入模塊，所述服務(wù)器包含控制器以及分別與其連接的數(shù)據(jù)傳輸模塊、時(shí)鐘模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。本發(fā)明采用基于Zigbee協(xié)議的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線監(jiān)控；本發(fā)明檢測(cè)土壤濕度，并且將即時(shí)信息顯示于液晶屏上；本發(fā)明自動(dòng)灌溉控制：當(dāng)采集到的數(shù)據(jù)不在設(shè)定的合理土壤濕度時(shí)，實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)或停止灌溉。
【專利說(shuō)明】
一種基于Z i gbee的自動(dòng)灌;'既控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)，尤其涉及一種基于Zigbee的自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)，屬于智能控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]水資源是人類賴以生存的基礎(chǔ)性資源。干旱缺水已成為我國(guó)農(nóng)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展和糧食安全供給的主要制約因素。其次是城市缺水，全國(guó)670個(gè)城市中，有400多個(gè)城市不同程度缺水，缺水量約60億立方米，因缺水影響工業(yè)產(chǎn)值2000多億。我國(guó)城市生活用水一方面緊缺，另一方面浪費(fèi)也十分嚴(yán)重。
[0003]目前農(nóng)業(yè)灌溉用水的利用率低下，水資源浪費(fèi)的現(xiàn)象極為普遍，因此，提高節(jié)水灌溉利用率，對(duì)于解決我國(guó)目前農(nóng)業(yè)灌溉用水，緩解水資源的緊缺非常重要。在灌溉系統(tǒng)中合理地自動(dòng)化控制，不僅可以提高水資源利用率，緩解水資源日趨緊張的矛盾，還可以增加農(nóng)作物的產(chǎn)量。而灌溉系統(tǒng)自動(dòng)化的水平較低也是制約我國(guó)高效農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要原因。
[0004]信息化是當(dāng)今經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的大趨勢(shì)，深入開(kāi)發(fā)廣泛利用信息化，全面提高水資源利用效率意義重大。Zigbee技術(shù)是一種先進(jìn)的近距離、功耗低、抗干擾性強(qiáng)、成本低、時(shí)延短、安全性高、可靠性高、網(wǎng)絡(luò)容量大、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠芰?yōu)良、有效范圍靈活、布網(wǎng)容易、工作頻段靈活的雙向無(wú)線通信技術(shù)。CC2530結(jié)合了領(lǐng)先的RF收發(fā)器的優(yōu)良性能，業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)型8051CPU，系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存，8-KB RAM和許多其它強(qiáng)大的功能。網(wǎng)絡(luò)通信及服務(wù)器技術(shù)是IT業(yè)的核心技術(shù)之一，利用Web端或移動(dòng)端，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求、獲取數(shù)據(jù)，服務(wù)器端程序再根據(jù)用戶的請(qǐng)求對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行一系列操作。綜合運(yùn)用以上技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)灌溉的改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)【背景技術(shù)】的不足提供了一種基于Zigbee的自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案
一種基于Zigbee的自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)，包含數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)據(jù)處理終端、服務(wù)器和電源模塊;所述數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)據(jù)處理終端和服務(wù)器依次連接，所述電源模塊分別與數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)據(jù)處理終端連接;所述數(shù)據(jù)采集終端包含從控制器模塊以及分別與其連接的濕度傳感器模塊、第一天線;所述數(shù)據(jù)處理模塊包含主控制器模塊以及分別與其連接的LCD顯示模塊、第二天線，所述服務(wù)器包含控制器以及分別與其連接的數(shù)據(jù)傳輸模塊、時(shí)鐘模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。
[0007]作為本發(fā)明一種基于Zigbee的自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述數(shù)據(jù)采集終端通過(guò)Zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)處理終端連接。
[0008]作為本發(fā)明一種基于Zigbee的自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述主控制器模塊和從控制器模塊的芯片型號(hào)均為CC2 5 30。
[0009]作為本發(fā)明一種基于Zigbee的自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述濕度傳感器模塊采用JCJ175系列溫濕度傳感器。
[00?0]作為本發(fā)明一種基于Zigbee的自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊采用SD卡。
[0011]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
(1)本發(fā)明采用基于Zigbee協(xié)議的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線監(jiān)控；
(2)本發(fā)明檢測(cè)土壤濕度，并且將即時(shí)信息顯示于液晶屏上；
(3)本發(fā)明自動(dòng)灌溉控制:當(dāng)采集到的數(shù)據(jù)不在設(shè)定的合理土壤濕度時(shí)，實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)或停止灌溉。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
圖2是本發(fā)明的服務(wù)器主功能模塊圖；
圖3為本發(fā)明的主控制器模塊程序設(shè)計(jì)流程圖；
圖4是本發(fā)明的從控制器模塊程序設(shè)計(jì)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:
如圖1所示，一種基于Zigbee的自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)，包含數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)據(jù)處理終端、服務(wù)器和電源模塊;所述數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)據(jù)處理終端和服務(wù)器依次連接，所述電源模塊分別與數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)據(jù)處理終端連接;所述數(shù)據(jù)采集終端包含從控制器模塊以及分別與其連接的濕度傳感器模塊、第一天線、第一 LED模塊;所述數(shù)據(jù)處理模塊包含主控制器模塊以及分別與其連接的LCD顯示模塊、第二天線、第二 LED模塊和輸入模塊，所述服務(wù)器包含控制器以及分別與其連接的數(shù)據(jù)傳輸模塊、時(shí)鐘模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，所述數(shù)據(jù)采集終端通過(guò)Zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)處理終端連接，所述主控制器模塊和從控制器模塊的芯片型號(hào)均為CC2530，所述濕度傳感器模塊采用JCJ175系列溫濕度傳感器，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊采用SD卡。第一 LED模塊和第二 LED模塊后面分別指主控制器模塊的LED燈和從控制器模塊的LED燈。
[0014]所述濕度傳感器模塊用于實(shí)時(shí)采集土壤的濕度；
所述第一天線和第二天線均采用同一種數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)，用于數(shù)據(jù)信息的傳輸；
所述第一LED模塊和第二LED模塊均采用同一種LED結(jié)構(gòu)，用于提醒用戶；
所述服務(wù)器用于實(shí)時(shí)存儲(chǔ)采集的土壤濕度信息參數(shù)；
濕度傳感器模塊主要實(shí)現(xiàn)土壤濕度的數(shù)據(jù)采集，緊傳送濕度信息給從控制器模塊。
[0015]從控制器模塊從濕度傳感器模塊接受濕度信息，再發(fā)送信息給主控制器模塊。
[0016]IXD顯示模塊顯示由從數(shù)據(jù)采集終端采集的土壤濕度信息。
[0017]信息實(shí)時(shí)的傳輸至主控制器模塊，主控制器將采集的濕度參數(shù)與設(shè)定參數(shù)閾值進(jìn)行對(duì)比，若低于設(shè)定閾值則啟動(dòng)第二LED模塊發(fā)送開(kāi)始灌溉的信號(hào)。
[0018]利用主從控制器模塊的雙向傳輸，數(shù)據(jù)直接發(fā)往主控制器模塊，主控制器模塊對(duì)濕度信息進(jìn)行處理再反饋給從控制器模塊。主控制器模塊對(duì)從控制器模塊傳輸數(shù)據(jù)的處理。當(dāng)土壤濕度低于設(shè)定的閾值時(shí)，點(diǎn)亮主主控制器的LED模塊以示警報(bào)且主控制器模塊向從控制器模塊發(fā)送開(kāi)始灌溉的控制信號(hào)，從控制器模塊接收到開(kāi)始灌溉信號(hào)后，點(diǎn)亮從控制器的LED模塊以示開(kāi)始灌溉;從控制器模塊繼續(xù)向主控制器模塊發(fā)送濕度信息，主控制器模塊繼續(xù)與閾值進(jìn)行大小判斷，當(dāng)土壤濕度超過(guò)設(shè)定的閾值時(shí)，熄滅主控制器模塊的LED模塊且主控制器模塊向從控制器模塊發(fā)送停止灌溉的控制信號(hào)，從控制器模塊接收到停止灌溉信號(hào)后，熄滅從控制器模塊的LED模塊以示停止灌溉，如此循環(huán)往復(fù)，從而達(dá)到自動(dòng)灌溉的目的。
[0019]下面結(jié)合圖2對(duì)本發(fā)明的服務(wù)器的具體功能模塊作進(jìn)一步描述。
[0020]服務(wù)器功能模塊主要有三個(gè)=Servlet容器、Web管理界面、數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0021 ] Servlet容器的作用是負(fù)責(zé)處理主控制器模塊模塊發(fā)來(lái)的驗(yàn)證請(qǐng)求，當(dāng)驗(yàn)證請(qǐng)求來(lái)到時(shí)，Servlet容器獲取請(qǐng)求，用某個(gè)Servlet程序，并把Servlet的執(zhí)行結(jié)果返回給主控制器t旲塊。
[0022]Web管理界面由農(nóng)民使用，用來(lái)登記、修改、刪除農(nóng)作物信息，查詢灌溉記錄。
[0023]數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)每種農(nóng)作物閾值以及每次灌溉信息，并對(duì)閾值進(jìn)行增刪改查操作，提供與Servlet容器及后臺(tái)管理頁(yè)面的接口以供其調(diào)用。
[0024]下面結(jié)合圖3、圖4提供了主控制器模塊和從控制器模塊的工作方法。
[0025]軟件程序是基于IAR Embedded Workbench編寫完成的。編寫程序讓主從控制器模塊實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)的功能。
[0026]從圖中可以看出此節(jié)水控制灌溉器的整個(gè)工作流程。首先主從控制器模塊之間實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)，由Zigbee從控制器模塊的濕度傳感器實(shí)時(shí)采集到的濕度信息發(fā)送到主控制器模塊并在LCD上顯示出來(lái)，主控制器模塊對(duì)濕度信息與閾值進(jìn)行大小判斷并作出相應(yīng)處理，即當(dāng)土壤濕度低于設(shè)定的閾值時(shí)，點(diǎn)亮主控制器模塊的LED燈以示警報(bào)且主控制器模塊向從控制器模塊發(fā)送開(kāi)始灌溉信號(hào)，從控制器模塊接收到開(kāi)始灌溉信號(hào)后，點(diǎn)亮從控制器模塊的LED燈以示開(kāi)始灌溉;從控制器模塊繼續(xù)向主控制器模塊發(fā)送濕度信息，主控制器模塊繼續(xù)與閾值進(jìn)行大小判斷，當(dāng)土壤濕度超過(guò)設(shè)定的閾值時(shí)，熄滅主控制器模塊的LED燈且主控制器模塊向從控制器模塊發(fā)送停止灌溉信號(hào)，從控制器模塊接收到停止灌溉信號(hào)后，熄滅從控制器模塊的LED燈以示停止灌溉，如此循環(huán)往復(fù)，從而達(dá)到自動(dòng)灌溉的目的。
[0027]本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語(yǔ)應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會(huì)用理想化或過(guò)于正式的含義來(lái)解釋。
[0028]以上實(shí)施例僅為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。上面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于Zigbee的自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)，其特征在于:包含數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)據(jù)處理終端、服務(wù)器和電源模塊;所述數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)據(jù)處理終端和服務(wù)器依次連接，所述電源模塊分別與數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)據(jù)處理終端連接;所述數(shù)據(jù)采集終端包含從控制器模塊以及分別與其連接的濕度傳感器模塊、第一天線、第一 LED模塊;所述數(shù)據(jù)處理模塊包含主控制器模塊以及分別與其連接的LCD顯示模塊、第二天線、第二 LED模塊和輸入模塊，所述服務(wù)器包含控制器以及分別與其連接的數(shù)據(jù)傳輸模塊、時(shí)鐘模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Zigbee的自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集終端通過(guò)Zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)處理終端連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Zigbee的自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)，其特征在于:所述主控制器模塊和從控制器模塊的芯片型號(hào)均為CC2530。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Zigbee的自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)，其特征在于:所述濕度傳感器模塊采用JCJ175系列溫濕度傳感器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Zigbee的自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊采用SD卡。
【文檔編號(hào)】A01G25/16GK105941098SQ201610345711
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月23日
【發(fā)明人】汪晨, 張玲華
【申請(qǐng)人】南京郵電大學(xué)