專利名稱：一種農(nóng)業(yè)灌溉裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種農(nóng)業(yè)灌溉裝置，尤其涉及一種長距離通信傳輸、同時(shí)監(jiān)控多區(qū)域農(nóng)田的農(nóng)業(yè)灌溉裝置。
背景技術(shù)：
隨著中國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)告別分散小農(nóng)經(jīng)濟(jì)向著家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制發(fā)展，農(nóng)戶怎樣高效的對(duì)農(nóng)田進(jìn)行遠(yuǎn)距離監(jiān)控、管理等問題日趨明顯。因此，利用現(xiàn)代化手段，建設(shè)農(nóng)田監(jiān)控系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)掌握區(qū)域水資源變化及利用情況，最大限度的調(diào)控用水效率，是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)性發(fā)展的迫切需要。當(dāng)前的各種農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉系統(tǒng)中使用較多的是ZigBee無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，該ZigBee無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)采用2. 4G的頻率通信，其通信距離短，穿透性不好，障礙物厚度會(huì)嚴(yán)重影響其通信距離，信號(hào)覆蓋范圍比較小，很難滿足遠(yuǎn)距離監(jiān)控、管理農(nóng)田的需要。·

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型提供了一種農(nóng)業(yè)灌溉裝置，實(shí)現(xiàn)長距離通信傳輸，可用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)等多種通信組合，很適合于傳輸遠(yuǎn)距離、多區(qū)域農(nóng)田的數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型，是一種農(nóng)業(yè)灌溉裝置，可提高太陽能的利用率，增加蓄電池的使用年限，其特征在于，包括，分布式太陽能模塊，包括分布式太陽能電池板、主控電路、電壓轉(zhuǎn)換電路、蓄電池、繼電器、供電接口，其中，所述分布式太陽能電池板的輸出端與所述主控電路、所述繼電器連接，所述主控電路的輸出端與所述繼電器、所述蓄電池連接，所述蓄電池與所述繼電器連接，所述繼電器與所述供電接口連接，所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端與所述繼電器連接，所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述供電接口連接；433M無線通訊模塊，所述主機(jī)可以通過433M無線通訊與所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)、灌溉節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，可以實(shí)現(xiàn)ZigBee無法實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠；數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，采用8位STC單片機(jī)，分時(shí)處理多種環(huán)境數(shù)據(jù)，提高了數(shù)據(jù)采集的效率。主機(jī)，包括收發(fā)器，用于接收所述433M無線通訊模塊收發(fā)的數(shù)據(jù)信息并向灌溉節(jié)點(diǎn)發(fā)送灌溉信號(hào)，所述主機(jī)還包括灌溉固件模塊，具有通訊接口，包括至少一灌溉應(yīng)用軟件，用于設(shè)定灌溉中對(duì)農(nóng)作物監(jiān)控所需的環(huán)境參數(shù)并控制收發(fā)器是否發(fā)送灌溉信號(hào)。其中，所述分布式太陽能電池板為太陽能光伏板。其中，所述分布式太陽能模塊為分布式太陽能裝置，被應(yīng)用在各區(qū)域農(nóng)田中的每個(gè)監(jiān)測站點(diǎn)中。其中，所述分布式太陽能裝置為所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)獨(dú)立供電。其中，所述分布式太陽能裝置為所述灌溉節(jié)點(diǎn)獨(dú)立供電。其中，所述分布式太陽能裝置可以多角度地分布在每塊區(qū)域農(nóng)田中。其中，所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接供電接口，所述電壓轉(zhuǎn)換電路能把所述分布式太陽能電池板的輸出端輸出的電壓轉(zhuǎn)換成所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)和所述灌溉節(jié)點(diǎn)所需的電壓。其中，所述蓄電池的輸出端連接繼電器。其中，所述主控電路包括單片機(jī)。其中，所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)采用STC單片機(jī)處理數(shù)據(jù)。其中，所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)包含土壤溫濕度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、空氣溫度傳感器等傳感器，運(yùn)用分時(shí)的方式采集各種環(huán)境數(shù)據(jù)。其中，所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)通過所述433M無線通訊向所述收發(fā)器分時(shí)發(fā)送采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)。其中，所述433M無線通信模塊分時(shí)傳輸數(shù)據(jù)。 其中，所述433M無線通信模塊有效通信距離達(dá)到5千米，越障能力強(qiáng)，有效解決遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸問題。其中，所述433M無線通信模塊在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)自動(dòng)過濾掉空中的假數(shù)據(jù)，可傳輸較長的數(shù)據(jù)中貞。其中，所述433M無線通信模塊長期使用穩(wěn)定性較佳，故障率極低。其中，所述433M無線通信模塊的信道擴(kuò)展到32個(gè)，可實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)多個(gè)區(qū)域農(nóng)田的監(jiān)控。其中，收發(fā)器為收發(fā)一體，半雙工通信，功耗極低。其中，所述收發(fā)器通過所述433M無線通訊向所述灌溉節(jié)點(diǎn)發(fā)送信號(hào)。其中，所述灌溉固件模塊的通訊接口用于傳輸數(shù)據(jù)，所述灌溉固件模塊的灌溉應(yīng)用軟件用于設(shè)定灌溉中對(duì)農(nóng)作物監(jiān)控所需的環(huán)境參數(shù)并控制收發(fā)器是否發(fā)送灌溉信號(hào)。
以下結(jié)合附圖
和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明；圖I為分布式太陽能模塊的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框具體實(shí)施方式
為了更好地展示出本實(shí)用新型的技術(shù)方案，
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明本實(shí)用新型中，如圖I所示的農(nóng)業(yè)灌溉裝置，其特征在于包括分布式太陽能模塊1，433M無線通信模塊2，數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)3、灌溉節(jié)點(diǎn)4、收發(fā)器5、主機(jī)6，灌溉固件模塊7.如圖2，在農(nóng)田區(qū)域一中，所述分布式太陽能模塊I為供電系統(tǒng)模塊，所述分布式太陽能模塊包括分布式太陽能電池板1.1，所述分布式太陽能電池板1.1采用太陽能光伏板。所述分布式太陽能模塊的主控電路I. 2的輸出端連接與所述分布式太陽能模塊的繼電器I. 3和所述分布式太陽能模塊的蓄電池I. 4、所述分布式太陽能模塊的繼電器I. 6，所述繼電器I. 3控制所述分布式太陽能電池板I. I與所述分布式太陽能模塊的電壓轉(zhuǎn)換電路
I.5的接通與斷開，所述繼電器I. 6控制所述蓄電池I. 6與所述供電接口 I. 7的接通與斷開，所述供電接口用于給數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)、灌溉節(jié)點(diǎn)供電，所述主控電路包括單片機(jī)。本實(shí)施例中，所述主控電路I. 2的單片機(jī)的優(yōu)選采用方案采用的單片機(jī)為STC12C5A16S2。所述太陽能電池板I. I是將光能轉(zhuǎn)化成電能的主要部分，其輸出電壓反映了光強(qiáng)度的大小。當(dāng)所述蓄電池I. 4儲(chǔ)蓄的電能不足時(shí)，所述太陽能電池板I. I通過所述主控電路I. 2對(duì)所述蓄電池I. 4充電，同時(shí)所述主控電路I. 2使所述繼電器I. 3保持?jǐn)嚅_狀態(tài)、使繼電器I. 6保持閉合狀態(tài)，此時(shí)只有所述蓄電池I. 4通過所述供電接口 I. 7對(duì)外供電；當(dāng)所述蓄電池I. 4儲(chǔ)蓄的電能充足時(shí)，所述主控電路I. 2使所述繼電器I. 3保持閉合狀態(tài)、使繼電器I. 6保持?jǐn)嚅_狀態(tài)，此時(shí)所述太陽能電池板I. I與所述電壓轉(zhuǎn)換電路I. 5保持接通狀態(tài)，所述電壓轉(zhuǎn)換電路I. 5通過供電接口 I. 7對(duì)外供電。此過程可提高太 陽能的利用率，增加蓄電池的使用年限。所述分布式太陽能模塊I對(duì)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)3和灌溉節(jié)點(diǎn)4供電。所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)3含有多種傳感器，包括土壤溫濕度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、空氣溫度傳感器等傳感器，分時(shí)檢測各種環(huán)境數(shù)據(jù)；首先農(nóng)戶在掌握某種農(nóng)作物的生長期(監(jiān)控期)所需的各種環(huán)境數(shù)據(jù)后，選取該農(nóng)作物種植在某塊區(qū)域農(nóng)田中，在所述主機(jī)6的灌溉固件模塊7中的灌溉應(yīng)用軟件中輸入農(nóng)作物在生長期間(監(jiān)控期)的土壤濕度、土壤溫度、光照強(qiáng)度、空氣溫度等環(huán)境數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)作為參考值；所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)3把采集到的土壤濕度、土壤溫度、光照強(qiáng)度、空氣溫度等環(huán)境數(shù)據(jù)通過所述433M無線通信模塊2傳輸給所述收發(fā)器5，所述收發(fā)器5將數(shù)據(jù)傳給所述主機(jī)6的灌溉固件模塊7中的灌溉應(yīng)用軟件，所述灌溉應(yīng)用軟件將接收到的各種數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的參考值進(jìn)行對(duì)比，若對(duì)比后的結(jié)果滿足灌溉條件，則所述主機(jī)6通過所述收發(fā)器5向所述灌溉節(jié)點(diǎn)4發(fā)送灌溉信號(hào)，所述灌溉節(jié)點(diǎn)5開始對(duì)該區(qū)域農(nóng)田進(jìn)行灌溉；若對(duì)比后的結(jié)果不滿足灌溉條件，則所述主機(jī)6不會(huì)通過所述收發(fā)器5向所述灌溉節(jié)點(diǎn)4發(fā)送灌溉信號(hào)。所述433M無線通信模塊的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的多通道，所述農(nóng)業(yè)灌溉裝置可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)監(jiān)控多個(gè)區(qū)域農(nóng)田的農(nóng)作物在生長期的需水狀況。系統(tǒng)每隔一定時(shí)間轉(zhuǎn)換為另一種信道通信，通過該信道監(jiān)控另一個(gè)區(qū)域農(nóng)田，即為分時(shí)監(jiān)測。例如當(dāng)系統(tǒng)在檢測過的區(qū)域農(nóng)田一后，隔數(shù)分鐘后開始檢測區(qū)域農(nóng)田二，是否需要灌溉，再過數(shù)分鐘后檢測區(qū)域農(nóng)田三，是否需要灌溉，這樣該農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)可以同時(shí)監(jiān)控的8個(gè)區(qū)域農(nóng)田，依照用戶需要，可以把所述433M無線通信模塊的信道擴(kuò)展到32個(gè)，這樣可以實(shí)現(xiàn)該農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)可以同時(shí)監(jiān)控的32個(gè)區(qū)域農(nóng)田。上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性描述，顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)直接應(yīng)用于其它場合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種農(nóng)業(yè)灌溉裝置，其特征在于，包括 分布式太陽能模塊包括分布式太陽能電池板、主控電路、電壓轉(zhuǎn)換電路、蓄電池、繼電器，其中，所述分布式太陽能電池板的輸出端與所述主控電路、所述繼電器連接，所述主控電路的輸出端與所述繼電器、所述蓄電池連接，所述蓄電池與所述繼電器連接，所述繼電器與所述供電接口連接，所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端與所述繼電器連接，所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述供電接口連接； 433無線通訊模塊,連接所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)、灌溉節(jié)點(diǎn)； 主機(jī)，包括收發(fā)器，所述主機(jī)還包括灌溉固件模塊，具有通訊接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的農(nóng)業(yè)灌溉裝置，其中，所述分布式太陽能電池板為太陽能光伏板。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的農(nóng)業(yè)灌溉裝置，其中，所述供電接口的輸出端連接數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)和灌溉節(jié)點(diǎn)，所述電壓轉(zhuǎn)換電路能把所述分布式太陽能電池板的輸出端輸出的電壓轉(zhuǎn)換成所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)和所述灌溉節(jié)點(diǎn)所需的電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的農(nóng)業(yè)灌溉裝置，其中，所述主控電路包括單片機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的農(nóng)業(yè)灌溉裝置，其中，所述433無線通信模塊的信道擴(kuò)展到32個(gè)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種農(nóng)業(yè)灌溉裝置，包括，分布式太陽能模塊，433M無線通訊模塊和主機(jī)，分布式太陽能模塊包括，分布式太陽能電池板、主控電路、電壓轉(zhuǎn)換電路、蓄電池、繼電器，分布式太陽能電池板的輸出端與主控電路和電壓轉(zhuǎn)換電路連接，主控電路的輸出端與繼電器和蓄電池連接；主機(jī)有收發(fā)器，用于接收433M無線通訊模塊收發(fā)的數(shù)據(jù)信息，主機(jī)還包括灌溉固件模塊，用于設(shè)定灌溉中對(duì)農(nóng)作物監(jiān)控所需的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)；本實(shí)用新型使現(xiàn)代農(nóng)業(yè)向智能化、自動(dòng)化、節(jié)能化、科學(xué)化方向的發(fā)展趨勢。
文檔編號(hào)A01G25/16GK202663900SQ201220096399

公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月7日
發(fā)明者王冠凌, 錢丹, 艾宇宙, 方夢瑤, 包志祥, 李光, 李飛, 王丞浩, 黃楠楠 申請(qǐng)人:安徽工程大學(xué)