一種農(nóng)業(yè)灌溉監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及農(nóng)業(yè)灌溉監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)灌溉監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]農(nóng)業(yè)灌溉是解決由水資源日益緊缺而導(dǎo)致的各類供求矛盾的有效方案之一，它可以在不影響作物產(chǎn)量的前提下根據(jù)作物需水信息適時(shí)、適量地進(jìn)行灌溉，從而達(dá)到大幅度減少農(nóng)業(yè)用水的目的。
[0003]在灌溉作業(yè)中，以土壤含水率為代表的土壤墑情是計(jì)算需水信息的一個(gè)重要指標(biāo)。因此，對(duì)包括土壤含水率在內(nèi)的土壤墑情進(jìn)行連續(xù)、大范圍、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)在精細(xì)灌溉及水資源合理利用中具有重要的意義。但是，現(xiàn)有的灌溉測(cè)控系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在以下問(wèn)題:測(cè)量點(diǎn)上土壤含水率的測(cè)量一般局限于地表下單一深度，沒(méi)有對(duì)測(cè)量點(diǎn)地表下植物根部多個(gè)深度土壤含水率進(jìn)行立體監(jiān)測(cè)，無(wú)法完整和準(zhǔn)確地反映監(jiān)測(cè)區(qū)域的土壤濕度情況；土壤含水率信息來(lái)源單一，容易受外界偶然因素的影響，未實(shí)現(xiàn)根據(jù)地表下多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的土壤含水率信息進(jìn)行綜合分析并根據(jù)結(jié)果進(jìn)行灌溉控制。土壤需水信息和滴灌啟?？刂菩盘?hào)通過(guò)WIFI等無(wú)線服務(wù)進(jìn)行傳輸，對(duì)固定通信網(wǎng)依賴較大，大規(guī)模使用時(shí)通信成本較高，且安裝和維護(hù)都不方便，特別是在信號(hào)覆蓋較差的農(nóng)村地區(qū)，系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定。
[0004]本實(shí)用新型提出一種農(nóng)業(yè)灌溉監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)能對(duì)根部深度土壤進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為了實(shí)現(xiàn)對(duì)地表下植物根部深度土壤含水率進(jìn)行立體監(jiān)測(cè)，提出一種農(nóng)業(yè)灌溉監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)Φ乇硐轮参锔慷鄠€(gè)深度土壤含水率進(jìn)行立體監(jiān)測(cè)，不需要固定網(wǎng)絡(luò)支持實(shí)現(xiàn)對(duì)精細(xì)滴灌作業(yè)的測(cè)控；具有快速展開(kāi)、抗毀性強(qiáng)的特點(diǎn)，大規(guī)模使用時(shí)通信成本較低，且安裝和維護(hù)方便，特別適用于信號(hào)覆蓋較差的農(nóng)村地區(qū)。
[0006]一種農(nóng)業(yè)灌溉監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:總控制中心通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)連接簇首節(jié)點(diǎn)傳輸信息，所述簇首節(jié)點(diǎn)連接有N個(gè)土壤墑情監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，所述土壤墑情監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)連接精細(xì)滴灌控制節(jié)點(diǎn)發(fā)送控制信息；所述精細(xì)滴灌控制節(jié)點(diǎn)包括ZigBee無(wú)線通信模塊、單片機(jī)以及執(zhí)行單元，單片機(jī)連接ZigBee無(wú)線通信模塊接收控制信息，并對(duì)執(zhí)行單元進(jìn)行控制。
[0007]所述土壤墑情監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)包括土壤含水率傳感器、MSP430微處理器、信號(hào)調(diào)理模塊、存儲(chǔ)器、USB接口電路、ZigBee無(wú)線通信單元、A/D模塊以及太陽(yáng)能供電模塊組，其特征是:土壤含水率傳感器連接A/D模塊，A/D模塊連接信號(hào)調(diào)理模塊，信號(hào)調(diào)理模塊連接MSP430微處理器，MSP430微處理器分別連接存儲(chǔ)器、USB接口電路、ZigBee無(wú)線通信單元以及太陽(yáng)能供電模塊組，其中，太陽(yáng)能供電模塊組由太陽(yáng)能電池板、充電控制模塊以及充電電池組成提供電源。
[0008]有益效果:本實(shí)用新型能夠?qū)Φ乇硐轮参锔慷鄠€(gè)深度土壤含水率進(jìn)行立體監(jiān)測(cè)，不需要固定網(wǎng)絡(luò)支持實(shí)現(xiàn)對(duì)精細(xì)滴灌作業(yè)的測(cè)控；具有快速展開(kāi)、抗毀性強(qiáng)的特點(diǎn)，大規(guī)模使用時(shí)通信成本較低，且安裝和維護(hù)方便，特別適用于信號(hào)覆蓋較差的農(nóng)村地區(qū)。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)框圖。
[0010]圖2為土壤墑情監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1、2所示，一種農(nóng)業(yè)灌溉監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:總控制中心通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)連接簇首節(jié)點(diǎn)傳輸信息，所述簇首節(jié)點(diǎn)連接有N個(gè)土壤墑情監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，所述土壤墑情監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)連接精細(xì)滴灌控制節(jié)點(diǎn)發(fā)送控制信息；所述精細(xì)滴灌控制節(jié)點(diǎn)包括ZigBee無(wú)線通信模塊、單片機(jī)以及執(zhí)行單元，單片機(jī)連接ZigBee無(wú)線通信模塊接收控制信息，并對(duì)執(zhí)行單元進(jìn)行控制。
[0012]所述土壤墑情監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)包括土壤含水率傳感器、MSP430微處理器、信號(hào)調(diào)理模塊、存儲(chǔ)器、USB接口電路、ZigBee無(wú)線通信單元、A/D模塊以及太陽(yáng)能供電模塊組，其特征是:土壤含水率傳感器連接A/D模塊，A/D模塊連接信號(hào)調(diào)理模塊，信號(hào)調(diào)理模塊連接MSP430微處理器，MSP430微處理器分別連接存儲(chǔ)器、USB接口電路、ZigBee無(wú)線通信單元以及太陽(yáng)能供電模塊組，其中，太陽(yáng)能供電模塊組由太陽(yáng)能電池板、充電控制模塊以及充電電池組成提供電源。
[0013]簇首節(jié)點(diǎn)定期向土壤墑情監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)上傳請(qǐng)求，土壤墑情監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)在多個(gè)請(qǐng)求周期后如果未能收到來(lái)自簇首節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)上傳請(qǐng)求，則視為簇首節(jié)點(diǎn)失效。土壤墑情監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)不再上傳監(jiān)測(cè)信息，轉(zhuǎn)而將監(jiān)測(cè)信息存儲(chǔ)于自身的存儲(chǔ)器。簇首節(jié)點(diǎn)接收到來(lái)自土壤墑情監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的土壤墑情監(jiān)測(cè)信息后，會(huì)向云計(jì)算平臺(tái)發(fā)送ACK消息，以告知發(fā)送土壤墑情監(jiān)測(cè)信息的土壤墑情監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)其數(shù)據(jù)傳送成功且告知網(wǎng)絡(luò)其處于正常運(yùn)行的狀態(tài)。土壤墑情監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向簇首節(jié)點(diǎn)發(fā)送監(jiān)測(cè)信息時(shí)，簇首節(jié)點(diǎn)丟棄當(dāng)沖突發(fā)生時(shí)所收到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包，并向所有土壤墑情監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)廣播沖突信息；土壤墑情監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)按照一定的協(xié)議進(jìn)行延時(shí)后，重新向簇首節(jié)點(diǎn)上傳監(jiān)測(cè)信息，避免由于通信沖突而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種農(nóng)業(yè)灌溉監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:總控制中心通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)連接簇首節(jié)點(diǎn)傳輸信息，所述簇首節(jié)點(diǎn)連接有N個(gè)土壤墑情監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，所述土壤墑情監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)連接精細(xì)滴灌控制節(jié)點(diǎn)發(fā)送控制信息；所述精細(xì)滴灌控制節(jié)點(diǎn)包括ZigBee無(wú)線通信模塊、單片機(jī)以及執(zhí)行單元，單片機(jī)連接ZigBee無(wú)線通信模塊接收控制信息，并對(duì)執(zhí)行單元進(jìn)行控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)業(yè)灌溉監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:所述土壤墑情監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)包括土壤含水率傳感器、MSP430微處理器、信號(hào)調(diào)理模塊、存儲(chǔ)器、USB接口電路、ZigBee無(wú)線通信單元、A/D模塊以及太陽(yáng)能供電模塊組，其特征是:土壤含水率傳感器連接A/D模塊，A/D模塊連接信號(hào)調(diào)理模塊，信號(hào)調(diào)理模塊連接MSP430微處理器，MSP430微處理器分別連接存儲(chǔ)器、USB接口電路、ZigBee無(wú)線通信單元以及太陽(yáng)能供電模塊組，其中，太陽(yáng)能供電模塊組由太陽(yáng)能電池板、充電控制模塊以及充電電池組成提供電源。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及農(nóng)業(yè)灌溉監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種農(nóng)業(yè)灌溉監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是：總控制中心通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)連接簇首節(jié)點(diǎn)傳輸信息，所述簇首節(jié)點(diǎn)連接有N個(gè)土壤墑情監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，所述土壤墑情監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)連接精細(xì)滴灌控制節(jié)點(diǎn)發(fā)送控制信息；所述精細(xì)滴灌控制節(jié)點(diǎn)包括ZigBee無(wú)線通信模塊、單片機(jī)以及執(zhí)行單元，單片機(jī)連接ZigBee無(wú)線通信模塊接收控制信息，并對(duì)執(zhí)行單元進(jìn)行控制；本實(shí)用新型能夠?qū)Φ乇硐轮参锔慷鄠€(gè)深度土壤含水率進(jìn)行立體監(jiān)測(cè)，不需要固定網(wǎng)絡(luò)支持實(shí)現(xiàn)對(duì)精細(xì)滴灌作業(yè)的測(cè)控；具有快速展開(kāi)、抗毀性強(qiáng)的特點(diǎn)，大規(guī)模使用時(shí)通信成本較低，且安裝和維護(hù)方便，特別適用于信號(hào)覆蓋較差的農(nóng)村地區(qū)。
【IPC分類】A01G25/16
【公開(kāi)號(hào)】CN205005642
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520744742
【發(fā)明人】汪玉岐
【申請(qǐng)人】洛陽(yáng)航凌電子工程有限公司
【公開(kāi)日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年9月24日