用于采集灌溉環(huán)境的環(huán)境參數(shù)的無線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及灌溉環(huán)境監(jiān)測的研宄領(lǐng)域，特別涉及一種用于采集灌溉環(huán)境的環(huán)境參數(shù)的無線監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的管理大多依靠人工完成，效率低下、工作量大、管理不科學(xué)。中小型農(nóng)場設(shè)施現(xiàn)代化水平低，缺乏配套設(shè)施，存在可靠性和時效性問題。作物的灌溉大都采用漫灌或渠灌，且僅憑個人的經(jīng)驗選擇水分補給時間。
[0003]目前，WSN (Wireless Sensor Network)及 GPRS (General Packet Rad1 Service)技術(shù)對能夠農(nóng)作物的整個生長周期內(nèi)實現(xiàn)全天候，實時的灌溉環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)將采集到的數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)程服務(wù)器。服務(wù)器中的灌溉決策系統(tǒng)以無線監(jiān)測系統(tǒng)采集的環(huán)境信息作為灌溉決策系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)實現(xiàn)灌溉。此技術(shù)的局限性在于灌溉環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)存儲和灌溉控制不能大量存儲環(huán)境數(shù)據(jù)，對灌溉環(huán)境無法做出準(zhǔn)確的估計和控制。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種用于采集灌溉環(huán)境的環(huán)境參數(shù)的無線監(jiān)測系統(tǒng)。
[0005]為了到達(dá)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種用于采集灌溉環(huán)境的環(huán)境參數(shù)的無線監(jiān)測系統(tǒng)，包括環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和遠(yuǎn)程服務(wù)終端系統(tǒng)；所述環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)包括多個監(jiān)測子系統(tǒng)，所述監(jiān)測子系統(tǒng)包括定時采集環(huán)境監(jiān)測單元的數(shù)據(jù)并將所采集數(shù)據(jù)存儲后定時上傳到遠(yuǎn)程服務(wù)端系統(tǒng)的通信管理單元和用于實時監(jiān)測灌溉環(huán)境的各項參數(shù)的環(huán)境監(jiān)測單元；所述遠(yuǎn)程服務(wù)端系統(tǒng)包括用于接收環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)并發(fā)送控制數(shù)據(jù)到環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的服務(wù)通信單元和用于采集服務(wù)通信單元接收的數(shù)據(jù)并根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)生成灌溉決策的信息處理單元。
[0007]優(yōu)選的，所述通信管理單元包括通信子單元、控制器及蓄電池，所述通信子單元和蓄電池均與控制器連接。
[0008]優(yōu)選的，所述控制器包括主處理器單元、充電控制單元、電磁閥驅(qū)動單元及人機(jī)接□單元。
[0009]優(yōu)選的，所述充電控制單元包括充電管理電路和蓄電池電壓監(jiān)測電路，所述的充電管理電路和蓄電池電壓監(jiān)測電路分別與主處理器單元連接，所述的蓄電池電壓監(jiān)測電路與蓄電池連接。
[0010]優(yōu)選的，所述充電管理電路為基于鋰電池的充電管理芯片，不僅用于向蓄電池提供正向充電電壓和電流，還用于監(jiān)測電路蓄電池的充電電壓和溫度，并自動控制充電的開啟或關(guān)閉；蓄電池電壓監(jiān)測電路用于監(jiān)測蓄電池的供電電壓。
[0011]優(yōu)選的，所述處理器單元為ATMEL MEGA16L低功耗單片機(jī)。
[0012]優(yōu)選的，所述環(huán)境監(jiān)測單元包括土壤水分傳感器、雨量傳感器、風(fēng)速傳感器、光照傳感器和溫度傳感器。
[0013]優(yōu)選的，所述通信子單元采用CC2530射頻微控制器，所述服務(wù)通信單元采用CC2530射頻微控制器
[0014]優(yōu)選的，所述信息處理單元為可接入web網(wǎng)的PC機(jī)終端，可采集服務(wù)通信單元上傳的數(shù)據(jù)，并能夠產(chǎn)生控制數(shù)據(jù)由服務(wù)通信單元發(fā)送。
[0015]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和有益效果:
[0016]1、本實用新型能夠自動感知灌溉環(huán)境的環(huán)境參數(shù)，并能夠大量存儲數(shù)據(jù)，便于更加精確的估計灌溉環(huán)境的整體狀況。
[0017]2、本實用新型可以實現(xiàn)脫離網(wǎng)絡(luò)后仍然記錄數(shù)據(jù)，為后期人工搶修或者數(shù)據(jù)補救作保障。
[0018]3、本實用新型可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控灌溉環(huán)境的環(huán)境參數(shù)，減少人工實地檢測工作量。
[0019]4、本實用新型能夠自動生成灌溉決策，為用戶實施灌溉提供技術(shù)參考。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型裝置的整體結(jié)構(gòu)框圖；
[0021]圖2是本實用新型裝置通信管理單元結(jié)構(gòu)框圖；
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0023]實施例
[0024]如圖1、圖2所示，一種用于采集灌溉環(huán)境的環(huán)境參數(shù)的無線監(jiān)測系統(tǒng)，包括環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和遠(yuǎn)程服務(wù)終端系統(tǒng)；所述環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)包括多個監(jiān)測子系統(tǒng)，所述監(jiān)測子系統(tǒng)包括通信管理單元和環(huán)境監(jiān)測單元，環(huán)境監(jiān)測單元實時監(jiān)測灌溉環(huán)境的各項參數(shù)，通信管理單元定時采集環(huán)境監(jiān)測單元的數(shù)據(jù)，并將所采集數(shù)據(jù)存儲起來，定時上傳到遠(yuǎn)程服務(wù)端系統(tǒng)；所述遠(yuǎn)程服務(wù)端系統(tǒng)包括服務(wù)通信單元和信息處理單元，服務(wù)通信單元接收環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)，并發(fā)送控制數(shù)據(jù)到環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，信息處理單元采集服務(wù)通信單元接收的數(shù)據(jù)，并能夠根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)生成灌溉決策，為用戶提供參考。本實用新型創(chuàng)新點在于具有大容量數(shù)據(jù)存儲功能，為灌溉環(huán)境監(jiān)測提供更加可靠的保證。
[0025]所述環(huán)境監(jiān)測單元包括土壤水分傳感器、雨量傳感器、風(fēng)速傳感器、光照傳感器、溫度傳感器。
[0026]所述服務(wù)通信單元為CC2530射頻微控制器。
[0027]所述信息處理單元為可接入web網(wǎng)的PC機(jī)終端，可采集服務(wù)通信單元上傳的數(shù)據(jù)，并能夠產(chǎn)生控制數(shù)據(jù)由服務(wù)通信單元發(fā)送。
[0028]本實施例的工作原理:初始化工作，本裝置的各個系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行自我檢測，環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和遠(yuǎn)程服務(wù)終端系統(tǒng)組成AD_HOC無線網(wǎng)絡(luò)，通信管理單元定時采集環(huán)境監(jiān)測單元的數(shù)據(jù)，并將所采集數(shù)據(jù)存儲起來，定時上傳到遠(yuǎn)程服務(wù)端系統(tǒng)，服務(wù)通信單元接收環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)，并發(fā)送控制數(shù)據(jù)到環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，信息處理單元采集服務(wù)通信單元接收的數(shù)據(jù)，并能夠根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)生成灌溉決策，為用戶提供參考。當(dāng)有環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中的子系統(tǒng)脫離網(wǎng)絡(luò)時，采集的環(huán)境數(shù)據(jù)將大量存入大容量存儲單元，為后期人工搶修或者數(shù)據(jù)補修作保障。
[0029]由上述裝置實現(xiàn)的用于采集灌溉環(huán)境的環(huán)境參數(shù)的無線監(jiān)測系統(tǒng)的工作過程，包括如下步驟:
[0030](I)初始化裝置，檢測環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和遠(yuǎn)程服務(wù)終端系統(tǒng)是否正常工作，如果出現(xiàn)異常發(fā)出裝置失效預(yù)警。
[0031](2)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和遠(yuǎn)程服務(wù)終端系統(tǒng)組成AD_HOC無線網(wǎng)絡(luò)。
[0032](3)環(huán)境監(jiān)測單元實時檢測灌溉環(huán)境的環(huán)境參數(shù)，通信管理單元定期環(huán)境監(jiān)測單元的數(shù)據(jù)，將所采集數(shù)據(jù)存儲到大容量存儲單元，并定期上傳所存數(shù)據(jù)。
[0033](4)控制器將內(nèi)部信息(人機(jī)交互單元的輸入信息)經(jīng)由通信子單元發(fā)送給遠(yuǎn)程服務(wù)終端系統(tǒng)。
[0034](5)基于(4)，用戶可以經(jīng)由人機(jī)交互單元輸入信息，對灌溉數(shù)據(jù)的參數(shù)進(jìn)行修改。
[0035](6)服務(wù)通信單元接收環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)。
[0036](7)基于(6)，信息處理單元可以設(shè)定自動決策，設(shè)置決策時間，也可手動決策，填與相關(guān)參數(shù)。
[0037](8)基于￠)，信息處理單元產(chǎn)生控制信令，由服務(wù)通信單元產(chǎn)生控制數(shù)據(jù)，控制環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。
[0038]上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于采集灌溉環(huán)境的環(huán)境參數(shù)的無線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和遠(yuǎn)程服務(wù)終端系統(tǒng)；所述環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)包括多個監(jiān)測子系統(tǒng)，所述監(jiān)測子系統(tǒng)包括定時采集環(huán)境監(jiān)測單元的數(shù)據(jù)并將所采集數(shù)據(jù)存儲后定時上傳到遠(yuǎn)程服務(wù)端系統(tǒng)的通信管理單元和用于實時監(jiān)測灌溉環(huán)境的各項參數(shù)的環(huán)境監(jiān)測單元；所述遠(yuǎn)程服務(wù)端系統(tǒng)包括用于接收環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)并發(fā)送控制數(shù)據(jù)到環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的服務(wù)通信單元和用于采集服務(wù)通信單元接收的數(shù)據(jù)并根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)生成灌溉決策的信息處理單元。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于采集灌溉環(huán)境的環(huán)境參數(shù)的無線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述通信管理單元包括通信子單元、控制器及蓄電池，所述通信子單元和蓄電池均與控制器連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于采集灌溉環(huán)境的環(huán)境參數(shù)的無線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器包括主處理器單元、充電控制單元、電磁閥驅(qū)動單元及人機(jī)接口單元。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于采集灌溉環(huán)境的環(huán)境參數(shù)的無線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述充電控制單元包括充電管理電路和蓄電池電壓監(jiān)測電路，所述的充電管理電路和蓄電池電壓監(jiān)測電路分別與主處理器單元連接，所述的蓄電池電壓監(jiān)測電路與蓄電池連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于采集灌溉環(huán)境的環(huán)境參數(shù)的無線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述充電管理電路為基于鋰電池的充電管理芯片，不僅用于向蓄電池提供正向充電電壓和電流，還用于監(jiān)測電路蓄電池的充電電壓和溫度，并自動控制充電的開啟或關(guān)閉；蓄電池電壓監(jiān)測電路用于監(jiān)測蓄電池的供電電壓。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于采集灌溉環(huán)境的環(huán)境參數(shù)的無線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述主處理器單元為ATMEL MEGA16L低功耗單片機(jī)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于采集灌溉環(huán)境的環(huán)境參數(shù)的無線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)境監(jiān)測單元包括土壤水分傳感器、雨量傳感器、風(fēng)速傳感器、光照傳感器和溫度傳感器。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于采集灌溉環(huán)境的環(huán)境參數(shù)的無線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述通信子單元采用CC2530射頻微控制器，所述服務(wù)通信單元采用CC2530射頻微控制器。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于采集灌溉環(huán)境的環(huán)境參數(shù)的無線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述信息處理單元為可接入web網(wǎng)的PC機(jī)終端，可采集服務(wù)通信單元上傳的數(shù)據(jù)，并能夠產(chǎn)生控制數(shù)據(jù)由服務(wù)通信單元發(fā)送。
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于采集灌溉環(huán)境的環(huán)境參數(shù)的無線監(jiān)測系統(tǒng)，包括環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和遠(yuǎn)程服務(wù)終端系統(tǒng)；所述環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)包括多個監(jiān)測子系統(tǒng)，所述監(jiān)測子系統(tǒng)包括定時采集環(huán)境監(jiān)測單元的數(shù)據(jù)并將所采集數(shù)據(jù)存儲后定時上傳到遠(yuǎn)程服務(wù)端系統(tǒng)的通信管理單元和用于實時監(jiān)測灌溉環(huán)境的各項參數(shù)的環(huán)境監(jiān)測單元；所述遠(yuǎn)程服務(wù)端系統(tǒng)包括用于接收環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)并發(fā)送控制數(shù)據(jù)到環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的服務(wù)通信單元和用于采集服務(wù)通信單元接收的數(shù)據(jù)并根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)生成灌溉決策的信息處理單元。本實用新型能夠自動感知灌溉環(huán)境的環(huán)境參數(shù)，并能夠大量存儲數(shù)據(jù)，便于更加精確的估計灌溉環(huán)境的整體狀況。
【IPC分類】G01D21/02
【公開號】CN204679116
【申請?zhí)枴緾N201520383643
【發(fā)明人】王健, 岳學(xué)軍, 劉永鑫, 全東平, 瞿祥明, 譚遠(yuǎn)祥, 黎智韜, 梁維, 龐日君, 王舉, 方武宣, 李文杰
【申請人】華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月4日