一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的節(jié)水灌溉施肥系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的節(jié)水灌溉施肥系統(tǒng)，包括監(jiān)控中心服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)控制器、多個(gè)分控制系統(tǒng)和通過GSM網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心服務(wù)器連接的手機(jī)；所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)控制器通過ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)連接多個(gè)所述分控制系統(tǒng)，所述分控制系統(tǒng)布設(shè)在待澆灌場地且其數(shù)量與待澆灌場地的數(shù)量相等。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、安裝布設(shè)方便、投入成本低，將ZigBee無線通信技術(shù)應(yīng)用到田間灌溉施肥控制系統(tǒng)中，使整個(gè)系統(tǒng)具備高魯棒性、低功耗、低成本等特點(diǎn)，從而適合大面積推廣應(yīng)用。
【專利說明】一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的節(jié)水灌溉施肥系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自動(dòng)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的節(jié)水灌溉施肥系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，提高農(nóng)業(yè)用水效率，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，積極推廣節(jié)水灌溉及施肥技術(shù)，對保障國家水安全、糧食安全和生態(tài)安全，推動(dòng)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，具有重要的戰(zhàn)略地位和作用。
[0003]傳統(tǒng)的灌溉方案尚不具備智能化自助功能，往往通過預(yù)先存儲(chǔ)的澆灌施肥策略實(shí)施預(yù)置的操作，灌溉過程中僅能對澆灌設(shè)備的開關(guān)及時(shí)序進(jìn)行控制；而且現(xiàn)有的澆灌系統(tǒng)需要掌握專業(yè)知識的管理人員實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)，并及時(shí)響應(yīng)設(shè)備故障或澆灌施肥過程中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象，浪費(fèi)人力資源的同時(shí)，還影響了澆灌效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的節(jié)水灌溉施肥系統(tǒng)，將ZigBee無線通信技術(shù)應(yīng)用到田間灌溉施肥控制系統(tǒng)中，使整個(gè)系統(tǒng)具備高魯棒性、低功耗、低成本等特點(diǎn)，從而適合大面積推廣應(yīng)用。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的節(jié)水灌溉施肥系統(tǒng)，其特征在于:包括監(jiān)控中心服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)控制器、多個(gè)分控制系統(tǒng)和通過GSM網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心服務(wù)器連接的手機(jī)；所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)控制器通過ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)連接多個(gè)所述分控制系統(tǒng)，所述分控制系統(tǒng)布設(shè)在待澆灌場地且其數(shù)量與待澆灌場地的數(shù)量相等；所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)控制器包括總控CPU處理器、ZigBee無線模塊一、GPRS模塊和報(bào)警模塊，所述總控CPU處理器分別與ZigBee無線模塊一、GPRS模塊和報(bào)警模塊相接，所述GPRS模塊連接GSM網(wǎng)絡(luò)，所述ZigBee無線模塊一通過ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)連接分控制系統(tǒng)；所述分控制系統(tǒng)包括核心處理器、ZigBee無線模塊二、用于實(shí)時(shí)響應(yīng)核心處理器發(fā)出的參數(shù)采集指令并獲取與待澆灌場地的土壤環(huán)境信息的土壤環(huán)境檢測單元、用于實(shí)時(shí)響應(yīng)所述參數(shù)采集指令并獲取與澆灌用水水質(zhì)和澆灌管道水壓等信息的用水檢測單元、用于實(shí)時(shí)響應(yīng)核心處理器發(fā)出的施肥指令并控制溶入所述澆灌用水中的肥料類型和用量的施肥控制單元以及用于實(shí)時(shí)響應(yīng)核心處理器發(fā)出的澆灌指令并對所述澆灌管道的水壓和出水量進(jìn)行調(diào)節(jié)的澆灌控制單元，所述核心處理器分別與ZigBee無線模塊二、土壤環(huán)境檢測單元、用水檢測單元、施肥控制單元和澆灌控制單元相接，所述ZigBee無線模塊二通過ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)連接網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)控制器；所述土壤環(huán)境檢測單元連接有土壤濕度傳感器、土壤養(yǎng)分傳感器、環(huán)境溫度傳感器和陽光照度傳感器；所述用水檢測單元連接有水質(zhì)傳感器和壓力傳感器；所述施肥控制單元連接有多個(gè)施肥設(shè)備；所述澆灌控制單元連接有多個(gè)澆灌設(shè)備。
[0006]上述一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的節(jié)水灌溉施肥系統(tǒng)，其特征是:所述核心處理器為DSP。
[0007]上述一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的節(jié)水灌溉施肥系統(tǒng)，其特征是:所述ZigBee無線模塊一和ZigBee無線模塊二均為同一模塊電路，所述模塊電路由TI公司的CC2430芯片和與所述CC2430芯片相接的輔助電路組成。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0009]1、通過GPRS網(wǎng)絡(luò)和ZigBee網(wǎng)絡(luò)控制，實(shí)現(xiàn)田間灌溉施肥的無線控制，不但通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淝逦瑐鬏斅窂娇煽匦暂^高，便于故障排查，而且ZigBee技術(shù)抗同頻干擾能力強(qiáng)，有效解決了應(yīng)用其它控制技術(shù)存在的農(nóng)田灌溉的覆蓋區(qū)域大、使用有線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)成本高和施工維護(hù)困難的問題。
[0010]2、系統(tǒng)功耗低。本發(fā)明每個(gè)遠(yuǎn)程控制終端節(jié)點(diǎn)可以按照自己的計(jì)劃休眠或喚醒，不必考慮整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通信狀態(tài)。
[0011]3、控制時(shí)延短。本發(fā)明控制命令能夠直接送達(dá)目的節(jié)點(diǎn)，當(dāng)目的節(jié)點(diǎn)喚醒后便立即自動(dòng)接受命令并處理。
[0012]綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、安裝布設(shè)方便、投入成本低，將ZigBee無線通信技術(shù)應(yīng)用到田間灌溉施肥控制系統(tǒng)中，使整個(gè)系統(tǒng)具備高魯棒性、低功耗、低成本等特點(diǎn)，從而適合大面積推廣應(yīng)用。
[0013]下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的電路原理框圖。
[0015]附圖標(biāo)記說明:
[0016]I一監(jiān)控中心服務(wù)器；2—網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)控制器；2_1—總控CPU處理器；
[0017]2-2—ZigBee 無線模塊一 ；2_3 — GPRS 模塊；2_4—報(bào)警模塊；
[0018]3—分控制系統(tǒng)；3_1—核心處理器；
[0019]3-2—ZigBee無線模塊二 ；3_3—土壤環(huán)境檢測單元；
[0020]3-4—用水檢測單元；3_5—施肥控制單元；3_6—燒灌控制單元；
[0021]3-7—土壤濕度傳感器；3-8—土壤養(yǎng)分傳感器；
[0022]3-9—環(huán)境溫度傳感器；3_10—陽光照度傳感器；
[0023]3-11 一7_Κ質(zhì)傳感器；3_12—壓力傳感器；3_13—施肥設(shè)備；
[0024]3-14—澆灌設(shè)備4一GSM網(wǎng)絡(luò)；5—手機(jī)；
[0025]6—ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)；7—待澆灌場地。

【具體實(shí)施方式】
[0026]如圖1所示，本發(fā)明包括監(jiān)控中心服務(wù)器1、網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)控制器2、多個(gè)分控制系統(tǒng)3和通過GSM網(wǎng)絡(luò)4與監(jiān)控中心服務(wù)器I連接的手機(jī)5 ;所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)控制器2通過ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)6連接多個(gè)所述分控制系統(tǒng)3，所述分控制系統(tǒng)3布設(shè)在待澆灌場地7且其數(shù)量與待澆灌場地7的數(shù)量相等；所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)控制器2包括總控CPU處理器2-l、ZigBee無線模塊一 2-2、GPRS模塊2-3和報(bào)警模塊2_4，所述總控CPU處理器2_1分別與ZigBee無線模塊一 2-2、GPRS模塊2-3和報(bào)警模塊2_4相接，所述GPRS模塊2_3連接GSM網(wǎng)絡(luò)4，所述ZigBee無線模塊一 2-2通過ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)6連接分控制系統(tǒng)3 ;所述分控制系統(tǒng)包括核心處理器3-l、ZigBee無線模塊二 3_2、用于實(shí)時(shí)響應(yīng)核心處理器3_1發(fā)出的參數(shù)采集指令并獲取與待澆灌場地7的土壤環(huán)境信息的土壤環(huán)境檢測單元3-3、用于實(shí)時(shí)響應(yīng)所述參數(shù)采集指令并獲取與澆灌用水水質(zhì)和澆灌管道水壓等信息的用水檢測單元3-4、用于實(shí)時(shí)響應(yīng)核心處理器3-1發(fā)出的施肥指令并控制溶入所述澆灌用水中的肥料類型和用量的施肥控制單元3-5以及用于實(shí)時(shí)響應(yīng)核心處理器3-1發(fā)出的澆灌指令并對所述澆灌管道的水壓和出水量進(jìn)行調(diào)節(jié)的澆灌控制單元3-6，所述核心處理器3-1分別與ZigBee無線模塊二 3-2、土壤環(huán)境檢測單元3-3、用水檢測單元3-4、施肥控制單元3-5和澆灌控制單元3_6相接，所述ZigBee無線模塊二 3-2通過ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)6連接網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)控制器2 ;所述土壤環(huán)境檢測單元3-3連接有土壤濕度傳感器3-7、土壤養(yǎng)分傳感器3-8、環(huán)境溫度傳感器3-9和陽光照度傳感器3-10 ;所述用水檢測單元3-4連接有水質(zhì)傳感器3-11和壓力傳感器3-12 ;所述施肥控制單元3-5連接有多個(gè)施肥設(shè)備3-13 ;所述澆灌控制單元3_6連接有多個(gè)澆灌設(shè)備3-14。
[0027]本實(shí)施例中，所述核心處理器3-1為DSP。所述土壤環(huán)境檢測單元3-3為A/D轉(zhuǎn)換模塊。
[0028]本實(shí)施例中，所述ZigBee無線模塊一 2-2和ZigBee無線模塊二 3-2均為同一模塊電路，所述模塊電路由TI公司的CC2430芯片和與所述CC2430芯片相接的輔助電路組成。
[0029]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的節(jié)水灌溉施肥系統(tǒng)，其特征在于:包括監(jiān)控中心服務(wù)器(1)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)控制器(2)、多個(gè)分控制系統(tǒng)(3)和通過GSM網(wǎng)絡(luò)(4)與監(jiān)控中心服務(wù)器(1)連接的手機(jī)(5);所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)控制器(2)通過ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)(6)連接多個(gè)所述分控制系統(tǒng)(3)，所述分控制系統(tǒng)(3)布設(shè)在待澆灌場地(7)且其數(shù)量與待澆灌場地(7)的數(shù)量相等；所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)控制器(2)包括總控CPU處理器(2-1)、ZigBee無線模塊一(2_2)、GPRS模塊(2-3)和報(bào)警模塊(2-4)，所述總控CPU處理器(2_1)分別與ZigBee無線模塊一(2-2)、GPRS模塊(2-3)和報(bào)警模塊(2_4)相接，所述GPRS模塊(2_3)連接GSM網(wǎng)絡(luò)(4)，所述ZigBee無線模塊一(2-2)通過ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)(6)連接分控制系統(tǒng)(3);所述分控制系統(tǒng)包括核心處理器(3-1)、ZigBee無線模塊二(3-2)、用于實(shí)時(shí)響應(yīng)核心處理器(3-1)發(fā)出的參數(shù)采集指令并獲取與待澆灌場地(7)的土壤環(huán)境信息的土壤環(huán)境檢測單元(3-3)、用于實(shí)時(shí)響應(yīng)所述參數(shù)采集指令并獲取與澆灌用水水質(zhì)和澆灌管道水壓等信息的用水檢測單元(3-4)、用于實(shí)時(shí)響應(yīng)核心處理器(3-1)發(fā)出的施肥指令并控制溶入所述澆灌用水中的肥料類型和用量的施肥控制單元(3-5)以及用于實(shí)時(shí)響應(yīng)核心處理器(3-1)發(fā)出的澆灌指令并對所述澆灌管道的水壓和出水量進(jìn)行調(diào)節(jié)的澆灌控制單元(3-6)，所述核心處理器(3-1)分別與ZigBee無線模塊二(3_2)、土壤環(huán)境檢測單元(3_3)、用水檢測單元(3-4)、施肥控制單元(3-5)和澆灌控制單元(3-6)相接，所述ZigBee無線模塊二(3_2)通過ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)(6)連接網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)控制器(2);所述土壤環(huán)境檢測單元(3_3)連接有土壤濕度傳感器(3-7)、土壤養(yǎng)分傳感器(3-8)、環(huán)境溫度傳感器(3-9)和陽光照度傳感器(3-10);所述用水檢測單元(3-4)連接有水質(zhì)傳感器(3-11)和壓力傳感器(3-12);所述施肥控制單元(3-5)連接有多個(gè)施肥設(shè)備(3-13);所述澆灌控制單元(3-6)連接有多個(gè)澆灌設(shè)備(3-14)。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的節(jié)水灌溉施肥系統(tǒng)，其特征在于:所述核心處理器(3-1)為DSP。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的節(jié)水灌溉施肥系統(tǒng)，其特征在于:所述ZigBee無線模塊一(2-2)和ZigBee無線模塊二(3-2)均為同一模塊電路，所述模塊電路由TI公司的CC2430芯片和與所述CC2430芯片相接的輔助電路組成。
【文檔編號】G05B19/418GK104460561SQ201310433383
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】侯鵬 申請人:西安眾智惠澤光電科技有限公司