本發(fā)明涉及一種灌溉系統(tǒng)，具體而言是一種利用可編程邏輯控制器和無(wú)線信息傳輸技術(shù)進(jìn)行農(nóng)田土壤水分遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)并進(jìn)行智能灌溉的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

農(nóng)作物是一種對(duì)水分需求量較大的溫帶和熱帶農(nóng)作物，從幼苗到分葉、伸長(zhǎng)、成熟整個(gè)生育過(guò)程中都要消耗水分，土壤水分既是農(nóng)作物的主要供給來(lái)源，同時(shí)也是參與土壤中許多重要的生物、物理和化學(xué)的活動(dòng)過(guò)程。農(nóng)作物土壤水分過(guò)少，將導(dǎo)致肥料無(wú)法被農(nóng)作物充分利用和吸收，土壤中的水分含量過(guò)多，很可能因?yàn)檫^(guò)飽而使水分滲漏，將之前施加的肥料隨其滲漏到地下水中，肥料就會(huì)流失，還可能會(huì)對(duì)土壤造成污染。因此，根據(jù)農(nóng)田土壤水分含量和農(nóng)作物的需水規(guī)律進(jìn)行適時(shí)適量灌溉，對(duì)于提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量非常重要。

我國(guó)目前現(xiàn)有的農(nóng)作物智能灌溉系統(tǒng)中，大多采用的是有線傳輸信息，即控制終端與信息采集端采用物理連線，因此布線較難，尤其是當(dāng)被監(jiān)測(cè)區(qū)域處于惡劣環(huán)境，采用有線傳輸會(huì)付出更多的人力和物力。因此，如何實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物土壤水分遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)并有效降低成本是一個(gè)亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種灌溉系統(tǒng)，具體內(nèi)容如下：

一種灌溉系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、可編程控制器、水閥控制模塊和水泵；所述數(shù)據(jù)采集模塊用來(lái)采集土壤數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)傳輸模塊連接數(shù)據(jù)采集模塊，將數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)傳輸至可編程控制器；所述可編程控制器連接數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于處理和顯示數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并向水閥控制模塊發(fā)出指令；所述水閥控制模塊連接可編程控制器，接收其發(fā)出打開(kāi)水閥的指示并控制水泵的開(kāi)關(guān)；所述水泵用于澆灌農(nóng)田。

作為一種優(yōu)選方案，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括三個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，其中，數(shù)據(jù)采集點(diǎn)由藍(lán)牙、土壤濕度傳感器、土壤溫度傳感器和供電模塊組成；所述藍(lán)牙實(shí)現(xiàn)短距離的無(wú)線通信； 所述土壤濕度傳感器用于采集土壤濕度信息；所述土壤溫度傳感器用于采集土壤溫度信息；所述供電模塊為數(shù)據(jù)采集點(diǎn)提供電能。

作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述供電模塊由光伏組件、蓄電池和充電管理芯片組成；其中光伏組件將光能轉(zhuǎn)化為電能，充電管理芯片將不穩(wěn)定的輸入電壓轉(zhuǎn)換成恒定電壓，對(duì)蓄電池進(jìn)行充電儲(chǔ)存電能。

作為一種優(yōu)選方案，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊包括路由節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器，其中路由節(jié)點(diǎn)一端連接數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，另一端連接連接協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器連接可編程邏輯控制器。

作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊包括一級(jí)路由節(jié)點(diǎn)和二級(jí)路由節(jié)點(diǎn)，其中二級(jí)路由節(jié)點(diǎn)一端連接數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，另一端連接一級(jí)路由節(jié)點(diǎn)，一級(jí)路由節(jié)點(diǎn)連接協(xié)調(diào)器。

作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述路由節(jié)點(diǎn)由藍(lán)牙和供電模塊組成。

作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述協(xié)調(diào)器包括藍(lán)牙、GPRS模塊和供電模塊組成；其中GPRS模塊用于和可編程邏輯控制器進(jìn)行雙向通信。

作為一種優(yōu)選方案，水閥控制模塊包括藍(lán)牙、單片機(jī)、伺服電機(jī)和供電模塊；所述單片機(jī)控制伺服電機(jī)，所述伺服電機(jī)控制水泵的開(kāi)關(guān)。

本發(fā)明結(jié)合可編程邏輯控制器技術(shù)和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)設(shè)計(jì)一套農(nóng)作物土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和智能澆灌系統(tǒng)。該系統(tǒng)安裝簡(jiǎn)單方便，實(shí)現(xiàn)小范圍內(nèi)的無(wú)線互聯(lián)，實(shí)時(shí)采集、儲(chǔ)存和顯示農(nóng)作物土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)，為后續(xù)研究農(nóng)作物的需水規(guī)律和實(shí)時(shí)了解農(nóng)作物土壤含水量提供重要的數(shù)據(jù)依據(jù)，并進(jìn)而可根據(jù)農(nóng)作物的不同生長(zhǎng)期的需水特點(diǎn)，進(jìn)行適時(shí)適量灌溉，對(duì)提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的原理圖；

圖2為數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的原理圖；

圖3為數(shù)據(jù)傳輸模塊的原理圖；

圖4為協(xié)調(diào)器的原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)、完整地說(shuō)明。

一種灌溉系統(tǒng)，如圖1、2、3、4所示，數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、可編程控制器、水閥控制模塊和水泵；數(shù)據(jù)采集模塊用來(lái)采集土壤數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)傳輸模塊連接數(shù)據(jù)采集模塊， 將數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)傳輸至可編程控制器；可編程控制器連接數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于處理和顯示數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并向水閥控制模塊發(fā)出指令；水閥控制模塊連接可編程控制器，接收其發(fā)出打開(kāi)水閥的指示并控制水泵的開(kāi)關(guān)；水泵用于澆灌農(nóng)田。述數(shù)據(jù)采集模塊包括三個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，其中，數(shù)據(jù)采集點(diǎn)由藍(lán)牙、土壤濕度傳感器、土壤溫度傳感器和供電模塊組成；藍(lán)牙實(shí)現(xiàn)短距離的無(wú)線通信；土壤濕度傳感器用于采集土壤濕度信息；土壤溫度傳感器用于采集土壤溫度信息；供電模塊為數(shù)據(jù)采集點(diǎn)提供電能。

供電模塊由光伏組件、蓄電池和充電管理芯片組成；其中光伏組件將光能轉(zhuǎn)化為電能，充電管理芯片將不穩(wěn)定的輸入電壓轉(zhuǎn)換成恒定電壓，對(duì)蓄電池進(jìn)行充電儲(chǔ)存電能。數(shù)據(jù)傳輸模塊包括路由節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器，其中路由節(jié)點(diǎn)一端連接數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，另一端連接連接協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器連接可編程邏輯控制器。數(shù)據(jù)傳輸模塊包括一級(jí)路由節(jié)點(diǎn)和二級(jí)路由節(jié)點(diǎn)，其中二級(jí)路由節(jié)點(diǎn)一端連接數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，另一端連接一級(jí)路由節(jié)點(diǎn)，一級(jí)路由節(jié)點(diǎn)連接協(xié)調(diào)器。路由節(jié)點(diǎn)由藍(lán)牙和供電模塊組成。協(xié)調(diào)器包括藍(lán)牙、GPRS模塊和供電模塊組成；其中GPRS模塊用于和可編程邏輯控制器進(jìn)行雙向通信。水閥控制模塊包括藍(lán)牙、單片機(jī)、伺服電機(jī)和供電模塊；單片機(jī)控制伺服電機(jī)，伺服電機(jī)控制水泵的開(kāi)關(guān)。

監(jiān)測(cè)過(guò)程中，將各個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)部署在農(nóng)作物種植不同區(qū)域，數(shù)據(jù)采集點(diǎn)通過(guò)其土壤濕度傳感器和溫度傳感器收集土壤數(shù)據(jù)信息，收集的土壤數(shù)據(jù)信息通過(guò)藍(lán)牙進(jìn)行無(wú)線傳輸至二級(jí)路由節(jié)點(diǎn)，作為一種較佳的實(shí)施方式，可以在藍(lán)牙的前端增加CC2591功率放大模塊以提高收發(fā)功率，有效增加路由節(jié)點(diǎn)與路由節(jié)點(diǎn)之間、數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)之間的通信距離。路由節(jié)點(diǎn)把數(shù)據(jù)采集點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)或其它路由節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)通過(guò)藍(lán)牙轉(zhuǎn)發(fā)到協(xié)調(diào)器或通往協(xié)調(diào)器的下一跳路由節(jié)點(diǎn)。協(xié)調(diào)器通過(guò)藍(lán)牙將收集到的數(shù)據(jù)傳輸至可編程邏輯控制器，并通過(guò)GPRS模塊實(shí)現(xiàn)與可編程邏輯控制器的雙向通信?？删幊踢壿嬁刂破鲗⑹占剿?jǐn)?shù)據(jù)經(jīng)過(guò)管理軟件處理后進(jìn)行顯示和儲(chǔ)存，再對(duì)水閥控制模塊發(fā)出指令控制水泵的開(kāi)關(guān)。