本發(fā)明涉及一種基于zigbee的綠地智能噴灌系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，國外的自動灌溉趨于系統(tǒng)化和工程化，大多采用中心支軸式噴灌機和人工操作式管噴灌，國內(nèi)綠地灌溉大都是人工灌溉，灌溉方式采用大水漫灌和人工噴灑，對水資源浪費極大。我國是一個干旱缺水嚴重的國家，合理的灌溉對我國緊缺的水資源是一種極大的保護。因而，建立節(jié)水型灌溉體系，開發(fā)適合于我國國情的智能灌溉設(shè)備迫在眉睫。近年來，我國研制的2000型自動溫室灌溉施肥系統(tǒng)，采用多種方式對灌溉行為進行控制，但只適用于溫室，微灌自動監(jiān)控系統(tǒng)和自動化灌溉系統(tǒng)均以單片機為核心，實現(xiàn)對土壤的數(shù)據(jù)采集與控制，但均有一定的局限性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于zigbee的綠地智能噴灌系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)澆灌的自動化，澆灌更精確，遠程監(jiān)控，減少現(xiàn)場管理人員，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種基于zigbee的綠地智能噴灌系統(tǒng)，包括控制器，控制器通過gprs無線模塊連接到zigbee協(xié)調(diào)器，zigbee協(xié)調(diào)器通過zigbee無線模塊連接到監(jiān)測節(jié)點，監(jiān)測節(jié)點包括含水量傳感器、溫濕度傳感器、光照度傳感器和電磁閥，控制器通過網(wǎng)絡(luò)模塊連接到遠程監(jiān)控終端。

優(yōu)選的，上述監(jiān)測節(jié)點還包括殼體，殼體下端設(shè)置有伸縮桿和支撐架，上端面設(shè)置有光照度傳感器和溫濕度傳感器，電磁閥安裝在殼體內(nèi)側(cè)面，伸縮桿端部設(shè)置有含水量傳感器的探頭。

優(yōu)選的，上述伸縮桿采用電動推桿，電動推桿的驅(qū)動電機連接到控制器，控制器還連接有定時模塊。

本發(fā)明的有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過zigbee無線模塊連接到綠地監(jiān)測節(jié)點，自動更加環(huán)境溫濕度、土壤含水量以及光照度傳感器，實現(xiàn)綠地的自動澆灌，方便管理，并將監(jiān)測節(jié)點的監(jiān)測數(shù)據(jù)遠傳至遠傳監(jiān)控終端進行遠程操控，能夠減少現(xiàn)場管理人員，大大提高自動化澆灌管理，本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、操作控制方便快捷的特點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的控制結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是溫濕度傳感器模塊電路示意圖；

圖3是光照度傳感器模塊電路示意圖；

圖4是本發(fā)明監(jiān)測節(jié)點結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及具體的實施例對本發(fā)明進行進一步介紹。

實施例1：如圖1-圖4所示，一種基于zigbee的綠地智能噴灌系統(tǒng)，包括控制器，控制器通過gprs無線模塊連接到zigbee協(xié)調(diào)器，zigbee協(xié)調(diào)器通過zigbee無線模塊連接到監(jiān)測節(jié)點，監(jiān)測節(jié)點包括含水量傳感器、溫濕度傳感器、光照度傳感器和電磁閥，控制器通過網(wǎng)絡(luò)模塊連接到遠程監(jiān)控終端。

zigbee無線模塊采用cc2530芯片，各個監(jiān)測節(jié)點采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到zigbee協(xié)調(diào)器，zigbee協(xié)調(diào)器將接收的數(shù)據(jù)發(fā)送至遠端的遠程監(jiān)控終端進行遠程監(jiān)控。

溫濕度傳感器采用溫濕度傳感器sht10，測濕精度±4.5%rh，測溫精度±0.5℃(25℃)。溫濕度輸出值均為14位有效數(shù)字，傳感器供電電壓為2.4～5.5v，工作電流不超過15ma，定時采集，進一步降低功耗。采集電路如圖2所示。

光照度傳感器采用兩線式串行總線接口的數(shù)字型光強度傳感器集成電bh1750fvi，具有良好的穩(wěn)定性，且體積小、靈敏度高、功耗低、光源依賴性弱，傳感器內(nèi)置16位a轉(zhuǎn)換器直接數(shù)字輸出，采集電路如圖3所示，傳感器內(nèi)置光敏二極管，有光線照射時，二極管將產(chǎn)生相應(yīng)的飽和反向漏電流，形成光電流，電流的大小隨光強度的變化而變化，集成運算放大器將電流轉(zhuǎn)換為電壓，送入adc轉(zhuǎn)換器，并取得16位的數(shù)字數(shù)據(jù)，經(jīng)過i2c接口傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理單元，vcc與控制信號10kω上拉電阻，提供驅(qū)動能力;vcc與gnd之間100nf電容用于去耦濾波。

zigbee數(shù)據(jù)采集監(jiān)測節(jié)點采用ti公司的cc2530f256芯片作為核心器件，cc2530是一個用于ieee802．15．4、zigbee和rf4ce應(yīng)用的片上系統(tǒng)(soc)解決方案。cc2530集成了2．4ghzieee802．15．4兼容rf收發(fā)器，高性能、低功耗的具有代碼預(yù)取功能的8051微控制內(nèi)核，在系統(tǒng)可編程flash存儲器，8kbram，而其豐富的外圍設(shè)備包括5通道dma功能，ieee802．15．4mac定時器，3個通用定時器(1個16位，2個8位)，2個支持多種串行通信協(xié)議的usart21個通用i/o引腳等。低功耗是cc2530非常重要的特點，它的發(fā)射電流為29ma，在低功耗休眠模式下，只消耗不到1μa的電流，cc2530f256具有優(yōu)良的rf收發(fā)器性能，內(nèi)核采用增強型8051cpu，載有8kbram、a/d轉(zhuǎn)換，能夠以極低的成本建立強大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，實現(xiàn)了低功耗的要求。

電磁閥采用直動式電磁閥，通電時，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關(guān)閉件從閥座上提起，閥門打開，斷電時，電磁力消失，彈簧把關(guān)閉件壓在閥座上，閥門關(guān)。為避免數(shù)模地之間的干擾，電磁閥驅(qū)動電路較之經(jīng)典電磁閥驅(qū)動電路增加了光耦隔離模塊。對輸入和輸出端實現(xiàn)了電氣隔離，使信號單向傳輸，增強了抗干擾能力，使之工作穩(wěn)定，傳輸效率高。

控制器連接有電源模塊，電源模塊采用微型太陽能電池供電，微型太陽能電池主要由太陽能光伏板、蓄電池和輸出調(diào)整電路組成，太陽能光伏板安裝在殼體1上，光線充足時，光伏板將光能轉(zhuǎn)化成電能存儲在蓄電池并供電，光線弱時，儲能的蓄電池供電。輸出調(diào)整電路用于為監(jiān)測節(jié)點轉(zhuǎn)換合適的電壓輸入。經(jīng)過電壓轉(zhuǎn)換后，輸出3.3v的電壓，為無線傳感器的監(jiān)測節(jié)點提供穩(wěn)定的工作電壓，保證了無線傳感器的監(jiān)測節(jié)點的數(shù)據(jù)采集和傳輸，便于上層了解環(huán)境狀況并作出正確的決策，使用微型太陽能電池供電，清潔環(huán)保，實現(xiàn)了太陽能資源的有效利用。

電磁閥采用直動式電磁閥，通電時，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關(guān)閉件從閥座上提起，閥門打開；斷電時，電磁力消失，彈簧把關(guān)閉件壓在閥座上，閥門關(guān)。為避免數(shù)模地之間的干擾，電磁閥驅(qū)動電路較之經(jīng)典電磁閥驅(qū)動電路增加了光耦隔離模塊。對輸入和輸出端實現(xiàn)了電氣隔離，使信號單向傳輸，增強了抗干擾能力，使之工作穩(wěn)定，傳輸效率高。

優(yōu)選的，上述監(jiān)測節(jié)點還包括殼體1，殼體1下端設(shè)置有伸縮桿2和支撐架3，上端面設(shè)置有光照度傳感器4和溫濕度傳感器5，電磁閥6安裝在殼體1內(nèi)側(cè)面，伸縮桿2端部設(shè)置有含水量傳感器7的探頭，通過安裝在殼體上，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，伸縮桿上安裝含水量傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)更加具體地形適應(yīng)不同高度的伸入土壤，適應(yīng)范圍更廣，電磁閥6通過管道連接可旋轉(zhuǎn)的噴水頭8，實現(xiàn)大面積的綠地澆水。

優(yōu)選的，上述伸縮桿2采用電動推桿，電動推桿的驅(qū)動電機連接到控制器，控制器還連接有定時模塊，通過定時模塊定時進行數(shù)據(jù)采集和定時進行電動推桿的伸出，還能夠控制電動推桿伸出的長度，避免含水量傳感器長期處于土壤中被腐蝕，提高使用壽命。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)，因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。