專利名稱：基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的噴滴灌控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，尤其涉及一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的噴滴灌控制系統(tǒng)，用于大型葡萄栽培溫室檢測(cè)與控制。
背景技術(shù)：
大型葡萄溫室中采用的滴灌技術(shù)具有以下特點(diǎn)1、節(jié)省用水據(jù)測(cè)試，簡(jiǎn)易滴灌水的利用率達(dá)到95% -98%，比噴灌節(jié)水45%，比地面灌水節(jié)水60%。2、造價(jià)便宜簡(jiǎn)易滴灌每667平方米(1畝)投資500余元，是葡萄微噴技術(shù)投資的1/3。3、提高棚溫溫室使用簡(jiǎn)易滴灌比漫灌提高棚溫5°C左右，使葡萄提早上市約半個(gè)月。4、除堵容易簡(jiǎn)易滴灌的出水毛管放在地表，堵塞問(wèn)題容易發(fā)現(xiàn)，局部孔眼堵塞也可隨時(shí)處理。5、節(jié)省肥料溫室葡萄所追施的化肥全部放入水池中隨水滴施于作物根際的土層中，避免肥料的流失、滲漏和揮發(fā)。滴管技術(shù)需要對(duì)大型葡萄溫室進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，了解室內(nèi)各項(xiàng)指標(biāo)的變化，并進(jìn)行及時(shí)控制。目前，國(guó)內(nèi)的葡萄栽培溫室依然停留在效率較低的人工操作中，有線方式的最大缺點(diǎn)是在溫室內(nèi)布線非常麻煩，有時(shí)是不可能的。近年來(lái)，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由于使用免許可證的ISM波段、免布線、低功耗、低數(shù)據(jù)量、擴(kuò)充方便的特點(diǎn)而在農(nóng)業(yè)溫室種植領(lǐng)域備受關(guān)注。目前，沒(méi)有相關(guān)技術(shù)在溫室栽培區(qū)內(nèi)應(yīng)用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的檢測(cè)與控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的噴滴灌控制系統(tǒng)，集無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)與模糊控制于一體，適用于大型葡萄栽培溫室。本發(fā)明的基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的噴滴灌控制系統(tǒng)，包括若干個(gè)無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)、若干個(gè)無(wú)線控制節(jié)點(diǎn)和一個(gè)無(wú)線匯聚主機(jī)，無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)、無(wú)線控制節(jié)點(diǎn)和無(wú)線匯聚主機(jī)構(gòu)建成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)為采集節(jié)點(diǎn)裝置，包括無(wú)線采集節(jié)點(diǎn)微處理器、空氣溫濕度傳感器、 土壤溫度傳感器、土壤水分傳感器、光照傳感器、土壤PH傳感器、CO2傳感器、無(wú)線采集傳輸模塊和太陽(yáng)能儲(chǔ)能電池?？諝鉁貪穸葌鞲衅?、土壤PH傳感器、土壤水分傳感器、光照傳感器、CO2傳感器、土壤溫度傳感器、無(wú)線采集傳輸模塊均連接于無(wú)線采集節(jié)點(diǎn)微處理器。無(wú)線節(jié)點(diǎn)微處理器和無(wú)線采集傳輸模塊分別與太陽(yáng)能儲(chǔ)能電池連接，由太陽(yáng)能儲(chǔ)能電池提供電力。控制節(jié)點(diǎn)裝置包括無(wú)線節(jié)點(diǎn)微處理器、無(wú)線控制傳輸模塊、電磁閥和太陽(yáng)能儲(chǔ)能電池。無(wú)線控制傳輸模塊和電磁閥模塊連接于無(wú)線控制節(jié)點(diǎn)微處理器。匯聚主機(jī)包括無(wú)線節(jié)點(diǎn)微處理器、無(wú)線匯聚傳輸模塊、GPRS模塊及顯示模塊。GPRS 模塊和顯示模塊連接于無(wú)線匯聚主機(jī)微處理器。
無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)通過(guò)空氣溫濕度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤水分傳感器、光照傳感器、土壤PH傳感器和CO2傳感器對(duì)本節(jié)點(diǎn)所轄地域的環(huán)境和土壤信息進(jìn)行采集和儲(chǔ)存， 將采集到的信息通過(guò)無(wú)線傳輸協(xié)議發(fā)送到匯聚主機(jī)并顯示在顯示模塊上。匯聚主機(jī)則通過(guò) GPRS發(fā)送到用戶手機(jī)上或者Web應(yīng)用服務(wù)器內(nèi)。 各個(gè)無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)之間相距80-120米。匯聚主機(jī)可連一臺(tái)計(jì)算機(jī)終端，對(duì)接受到的無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并顯示， 對(duì)相應(yīng)區(qū)域內(nèi)的環(huán)境和土壤的溫度、濕度、CO2、光照和PH值進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并及時(shí)、準(zhǔn)確和高效地了解局部地區(qū)和整個(gè)區(qū)域的參數(shù)變化，在大型LED顯示屏上顯示得到的數(shù)據(jù)。從而為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化和葡萄栽培溫室滴灌自動(dòng)化提供典型解決方案。本發(fā)明技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的有益效果本發(fā)明技術(shù)方案相比傳統(tǒng)技術(shù)，有利于對(duì)所有產(chǎn)品的控制。能實(shí)現(xiàn)對(duì)大型葡萄溫室栽培狀況的快速、準(zhǔn)確和實(shí)時(shí)的判斷。無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)完善，整個(gè)采集節(jié)點(diǎn)裝置由一個(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)微處理器、空氣溫濕度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤水分傳感器、光照傳感器、土壤PH傳感器、CO2傳感器、無(wú)線采集傳輸模塊和太陽(yáng)能儲(chǔ)能電池組成。控制節(jié)點(diǎn)裝置由一個(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)微處理器、無(wú)線控制傳輸模塊、電磁閥和太陽(yáng)能儲(chǔ)能電池組成。匯聚主機(jī)則主要是一個(gè)處理能力較強(qiáng)無(wú)線節(jié)點(diǎn)微處理器、無(wú)線匯聚傳輸模塊、GPRS模塊及顯示模塊組成。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)測(cè)量精度高，提高葡萄出產(chǎn)率，有效減少資源的浪費(fèi)，減少人力資源，有利于大規(guī)模生產(chǎn)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，滴灌是溫室大棚葡萄灌水最理想的技術(shù)， 它具有節(jié)水、增產(chǎn)、降溫、省工和高效等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的噴滴灌控制系統(tǒng)一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)方框圖；圖2為本發(fā)明無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)方框圖；圖3為本發(fā)明無(wú)線控制節(jié)點(diǎn)一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)方框圖；圖4為本發(fā)明無(wú)線匯聚節(jié)點(diǎn)一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)方框圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案。如圖1所示，本發(fā)明基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的噴滴灌控制系統(tǒng)包括四個(gè)無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn) 11，12，13，14，兩個(gè)控制節(jié)點(diǎn)21，22和一個(gè)匯聚主機(jī)3，四個(gè)無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)11，12，13，14，兩個(gè)控制節(jié)點(diǎn)21，22和一個(gè)匯聚主機(jī)3互相構(gòu)建成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)與模糊控制系統(tǒng)。如圖2所示，本發(fā)明無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)，包括無(wú)線節(jié)點(diǎn)微處理器101、空氣溫濕度傳感器102、土壤pH傳感器103、土壤水分傳感器104、光照傳感器105、CO2傳感器106、土壤溫度傳感器107、無(wú)線采集傳輸模塊108和太陽(yáng)能儲(chǔ)能電池109?？諝鉁貪穸葌鞲衅?02、土壤 PH傳感器103、土壤水分傳感器104、光照傳感器105、C02傳感器106、土壤溫度傳感器107、 無(wú)線采集傳輸模塊108均連接于無(wú)線節(jié)點(diǎn)微處理器101。太陽(yáng)能儲(chǔ)能電池109對(duì)無(wú)線采集節(jié)點(diǎn)微處理器101、無(wú)線采集傳輸模塊108供電。如圖3所示，本發(fā)明控制節(jié)點(diǎn)，電磁閥模塊110和無(wú)線控制傳輸模塊111連接于無(wú)線控制節(jié)點(diǎn)微處理器112。
如圖4所示，本發(fā)明匯聚節(jié)點(diǎn)，GPRS模塊113、顯示模塊114和無(wú)線采集傳輸模塊 115連接于無(wú)線匯聚主機(jī)微處理器116。本實(shí)施例中，無(wú)線節(jié)點(diǎn)微處理器101、112采用德州儀器公司的MSP430F149型，其內(nèi)部有60KB的程序存儲(chǔ)器，2KB數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，2個(gè)USART接口和32KHz外接低頻晶體振蕩器。 溫濕度傳感器102采用一款含有已校正數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度符合傳感器AM2301。土壤pH 傳感器103為北京市中西遠(yuǎn)大科技有限公司M30624型。土壤水分傳感器104為是基于介電理論并運(yùn)用頻域測(cè)量技術(shù)自主研制開(kāi)發(fā)的FDS120水分傳感器。光照傳感器105為TAOS 公司的高靈敏度光照傳感器TSL2550。CO2傳感器106為MG811型的CO2氣體傳感器，土壤溫度傳感器107為鉬電阻PT1000。無(wú)線采集傳輸模塊108、111、115均為TI公司的CCl 101。 太陽(yáng)能儲(chǔ)能電池109規(guī)格為9V3W。電磁閥模塊110為DOROT公司的S392-2系列電磁閥。 GPRS模塊113為西門子的MC55i。顯示模塊114為深圳JM公司的320240點(diǎn)陣屏。無(wú)線匯聚主機(jī)微處理器116則為恩智浦半導(dǎo)NXP公司的LPC1700。結(jié)合圖1-圖4，在葡萄栽培溫室內(nèi)均勻分散布置無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)11，12，13，14，兩個(gè)控制節(jié)點(diǎn)21，22和一個(gè)匯聚主機(jī)3。無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)之間相隔距離100米。無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)11 通過(guò)無(wú)線節(jié)點(diǎn)微處理器101定時(shí)從空氣溫濕度傳感器102、土壤pH傳感器103、土壤水分傳感器104、光照傳感器105、C02傳感器106、土壤溫度傳感器107采集數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)在內(nèi)部 RAM中，同時(shí)將傳感器數(shù)據(jù)組裝成一個(gè)數(shù)據(jù)幀，通過(guò)無(wú)線采集傳輸模塊108發(fā)送給匯聚主機(jī) 3。同樣，無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)12、13和14也按照無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)11相同的工作方式完成轄區(qū)內(nèi)的信息傳感和無(wú)線發(fā)送。匯聚主機(jī)3根據(jù)得到的數(shù)據(jù)做出一定的判斷，再將結(jié)果反饋發(fā)送到無(wú)線控制節(jié)點(diǎn)21或者無(wú)線控制節(jié)點(diǎn)22開(kāi)啟控制裝置。當(dāng)采集到的數(shù)據(jù)屬于匯聚主機(jī)的設(shè)定報(bào)警上下限數(shù)值內(nèi)，匯聚主機(jī)發(fā)送關(guān)閉命令。據(jù)此模式可以構(gòu)建無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)與模糊控制系統(tǒng)，以提高葡萄溫室栽培的產(chǎn)量，有效的節(jié)約水資源。
權(quán)利要求
1.一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的噴滴灌控制系統(tǒng)，其特征是包括若干個(gè)無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)、若干個(gè)無(wú)線控制節(jié)點(diǎn)和一個(gè)無(wú)線匯聚主機(jī)，所述的無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)、所述的無(wú)線控制節(jié)點(diǎn)和所述的無(wú)線匯聚主機(jī)構(gòu)建成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的噴滴灌控制系統(tǒng)，其特征是所述的無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)包括無(wú)線采集節(jié)點(diǎn)微處理器、與所述的無(wú)線采集節(jié)點(diǎn)微處理器分別連接的空氣溫濕度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤水分傳感器、光照傳感器、土壤PH傳感器、CO2傳感器、無(wú)線采集傳輸模塊和太陽(yáng)能儲(chǔ)能電池；所述的無(wú)線節(jié)點(diǎn)微處理器和所述的無(wú)線采集傳輸模塊分別與所述的太陽(yáng)能儲(chǔ)能電池連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的噴滴灌控制系統(tǒng)，其特征是所述的控制節(jié)點(diǎn)裝置包括無(wú)線節(jié)點(diǎn)微處理器、無(wú)線控制傳輸模塊、電磁閥和太陽(yáng)能儲(chǔ)能電池；所述的無(wú)線控制傳輸模塊和所述的電磁閥模塊連接于所述的無(wú)線控制節(jié)點(diǎn)微處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的噴滴灌控制系統(tǒng)，其特征是所述的匯聚主機(jī)包括無(wú)線節(jié)點(diǎn)微處理器、無(wú)線匯聚傳輸模塊、GPRS模塊及顯示模塊；所述的GPRS模塊和所述的顯示模塊連接于所述的無(wú)線匯聚主機(jī)微處理器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的噴滴灌控制系統(tǒng)，其特征是各個(gè)所述的無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)相距80-120米。
全文摘要
一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的噴滴灌控制系統(tǒng)，若干個(gè)無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)、若干個(gè)無(wú)線控制節(jié)點(diǎn)和一個(gè)無(wú)線匯聚主機(jī)構(gòu)建成的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)測(cè)量精度高，提高葡萄出產(chǎn)率，有效減少資源的浪費(fèi)，減少人力資源，有利于大規(guī)模生產(chǎn)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，滴灌是溫室大棚葡萄灌水最理想的技術(shù)，它具有節(jié)水、增產(chǎn)、降溫、省工和高效等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)A01G25/16GK102217509SQ201110110039
公開(kāi)日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月27日
發(fā)明者何勇, 季大夫, 張偉, 朱程峰, 沈焱鑫, 繆聰聰, 金建芳, 陸建中, 陳玥瑋 申請(qǐng)人:嘉興學(xué)院