基于ZigBee的水質(zhì)PH值智能化灌溉控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于ZigBee的水質(zhì)PH值智能化灌溉控制系統(tǒng)，包括多個水質(zhì)PH值智能化處理裝置和多個土壤水分數(shù)據(jù)采集裝置，每個水質(zhì)PH值智能化處理裝置分別由一CC2530模塊作為主控終端，負責澆灌用水的PH值調(diào)配和澆灌工作；每個土壤水分數(shù)據(jù)采集裝置均由CC2530模塊和土壤水分檢測模塊連接組成，負責土壤水分檢測模塊采集的土壤水分數(shù)據(jù)的傳送工作；系統(tǒng)中所有的水質(zhì)PH值智能化處理裝置和土壤水分數(shù)據(jù)采集裝置通過其各自的CC2530模塊與一ZigBee協(xié)調(diào)器無線連接組成ZigBee無線通訊網(wǎng)絡(luò)，CC2530協(xié)調(diào)器通過串口與一上位機連接，從而實現(xiàn)上位機與水質(zhì)PH值智能化處理裝置和土壤水分數(shù)據(jù)采集裝置的通訊，實現(xiàn)了對農(nóng)田土壤PH值灌溉的自動化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化調(diào)控。
【專利說明】
基于Z i gBee的水質(zhì)PH值智能化灌溉控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于ZigBee的水質(zhì)PH值智能化灌溉控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]藍莓具有獨特的營養(yǎng)價值，較高的經(jīng)濟效益，被譽為“水果中的皇后”，國際市場供不應(yīng)求。天津區(qū)域不斷擴大其栽培面積。
[0003]與其他果樹相比，藍莓喜酸性、有機質(zhì)含量高的土壤和冷涼的氣候條件。藍莓的生長尤其是對土壤的PH值要求較高。土壤的PH值是藍莓栽培中的一個重要的因素，藍莓生長要求強酸性土壤條件，半高叢藍莓和矮叢藍莓要求土壤PH值為4.0-5.2的適比范圍，最好為4.3-4.8。同時，土壤PH值對藍莓生長與產(chǎn)量有顯著影響，其中PH值過高是限制藍莓栽培范圍過大的一個重要原因。土壤PH值大于5.5時，往往導致植株產(chǎn)生因缺鐵失綠癥，而且隨著PH值的上升，失綠癥狀趨于嚴重。當PH值接近中性時，所有植株死亡。土壤PH值較高時，不僅影響鐵的吸收，還容易引起吸收Na、Ca過量，對植株生長不利。當PH值低于4時，土壤中的重金屬元素供應(yīng)增加，造成重金屬吸收過量而中毒如(Fe、Zn、Cu、Mn、Al)等，導致生長勢衰弱甚至死亡。
[0004]而天津區(qū)域土壤多呈中性或偏堿性，可用灌溉技術(shù)來改善藍莓種植土壤酸堿環(huán)境，但用于藍莓灌溉的天津區(qū)域地下水呈偏堿性、且鹽分偏高。
[0005]由于我國在水質(zhì)在線自動監(jiān)測技術(shù)起步較晚，在實際工作中，大量采用的監(jiān)測手段仍然是傳統(tǒng)手工分析方法，手工勾兌，且酸性溶液在水中自由擴散速度緩慢，測得的水質(zhì)實時PH值誤差較大，導致灌溉水的PH值并不是其真實值;隨著互聯(lián)網(wǎng)+、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)灌溉水質(zhì)監(jiān)測與改良趨向自動化、智能化。因此研制一種水質(zhì)PH值智能處理裝置及系統(tǒng)，具有廣泛的實際應(yīng)用價值和市場前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種智能化、網(wǎng)絡(luò)化的基于ZigBee的水質(zhì)PH值智能化灌溉控制系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0008]—種基于ZigBee的水質(zhì)PH值智能化灌溉控制系統(tǒng)，包括水質(zhì)PH值智能化處理裝置、土壤水分數(shù)據(jù)采集裝置、ZigBee協(xié)調(diào)器和上位機；
[0009]所述水質(zhì)PH值智能化處理裝置，包括蓄水池和酸液箱，蓄水池分別設(shè)置有進水口和出水口，酸液箱設(shè)置有注液口和出液口，酸液箱的出液口通過管道與蓄水池內(nèi)部相連通；酸液箱設(shè)置有用于檢測其內(nèi)部酸液液位的第一液位傳感器，酸液箱的出液口設(shè)置有用于控制其開閉狀態(tài)的第一電磁閥，蓄水池設(shè)置有用于檢測其內(nèi)部液位的第二液位傳感器，蓄水池內(nèi)設(shè)置有用于檢測其內(nèi)部液體PH值的PH檢測模塊，蓄水池內(nèi)還設(shè)置有攪拌裝置，攪拌裝置的攪拌槳通過軸與攪拌電機相連，攪拌電機與第一繼電器相連，在蓄水池的進水口設(shè)置有用于控制其開閉狀態(tài)的第二電磁閥，在蓄水池的出水口設(shè)置有用于向外排水進行澆灌的排水栗，排水栗與第二繼電器相連;所述PH檢測模塊、第一液位傳感、第二液位傳感、第一電磁閥、第二電磁閥、第一繼電器和第二繼電器與CC2530主控終端連接，CC2530主控終端與ZigBee協(xié)調(diào)器無線連接；
[0010]所述土壤水分數(shù)據(jù)采集裝置由CC2530數(shù)據(jù)采集終端和土壤水分檢測模塊連接組成，CC2530數(shù)據(jù)采集終端與ZigBee協(xié)調(diào)器無線連接；
[0011]ZigBee協(xié)調(diào)器通過串口與上位機連接，以使上位機通過ZigBee協(xié)調(diào)器分別與各個水質(zhì)PH值智能化處理裝置的CC2530主控終端通訊，以及上位機通過ZigBee協(xié)調(diào)器分別讀取各個CC2530數(shù)據(jù)采集終端傳送來的土壤水分數(shù)據(jù)。
[0012]在上述技術(shù)方案中，PH檢測模塊通過RS485協(xié)議與CC2530主控終端進行通訊，PH檢測模塊通過信號調(diào)理電路連接SP485R接口芯片的A引腳和B引腳，SP485R接口芯片的RO引腳連接CC2530的Pl_7引腳，SP485R接口芯片的DI引腳連接CC2530的Pl_6引腳，SP485R接口芯片的/RE和DE引腳連接CC2530的Pl_5引腳，通過SP485R接口芯片實現(xiàn)PH檢測模塊和CC2530的RS485通訊。
[0013]在上述技術(shù)方案中，第一液位傳感和第二液位傳感分別通過RS232協(xié)議與CC2530進行通訊，第一液位傳感通過一 MAX232接口芯片與CC2530的Pl_4引腳和Pl_3引腳連接;第二液位傳感通過另一 MAX232接口芯片與CC2530的Pl_2引腳和Pl_l引腳連接。
[0014]在上述技術(shù)方案中，第一電磁閥和第二電磁閥分別通過一個L7010驅(qū)動芯片與CC2530連接。
[0015]基于ZigBee的水質(zhì)PH值智能化灌溉控制系統(tǒng)的運行方法:首先CC2530主控終端通過第二液位傳感器讀取蓄水池內(nèi)的水位檢測信號，若水位檢測信號小于CC2530主控終端程序設(shè)定的低位水位閾值，則CC2530主控終端向第二電磁閥發(fā)送開啟信號控制第二電磁閥打開向蓄水池內(nèi)注水，隨著水位的升高，當?shù)诙何粋鞲衅鳈z測的水位信號大于CC2530主控終端程序設(shè)定的高位水位閾值時，CC2530向第二電磁閥發(fā)送關(guān)閉信號控制第二電磁閥關(guān)閉；然后CC2530主控終端通過第一液位傳感器讀取酸液箱內(nèi)的酸液液位檢測信號，若酸液液位檢測信號小于CC2530主控終端程序設(shè)定的低位酸液閾值，則CC2530主控終端通過無線收發(fā)模塊和ZigBee協(xié)調(diào)器向上位機發(fā)送警告信息，當?shù)谝灰何粋鞲衅鳈z測的酸液液位信號大于CC2530主控終端程序設(shè)定的高位酸液閾值時，同時CC2530主控終端讀取PH檢測模塊所測得蓄水池的水質(zhì)PH值高于設(shè)定的PH值閾值，則CC2530主控終端向第一電磁閥發(fā)送開啟信號控制第一電磁閥打開向蓄水池內(nèi)注入酸液，注入酸液的同時，CC2530主控終端向第一繼電器發(fā)送開啟信號使攪拌機啟動，促進酸液和水的充分混合，同時CC2530主控終端讀取PH檢測模塊所測得PH值來判斷是否繼續(xù)注入醋酸溶液，若PH值達到設(shè)定范圍，則CC2530主控終端向第一電磁閥發(fā)送關(guān)閉信號停止向蓄水池內(nèi)注入酸液，同時CC2530主控終端向第一繼電器發(fā)送關(guān)閉信號使攪拌機停止工作；
[0016]水質(zhì)PH值智能化處理裝置的蓄水池的出水口的開啟由上位機控制，當上位機讀取某個CC2530數(shù)據(jù)采集終端檢測的土壤水分數(shù)據(jù)小于設(shè)定的閾值時，上位機根據(jù)此CC2530數(shù)據(jù)采集終端的編號找到與其編號相對應(yīng)的水質(zhì)PH值智能化處理裝置的CC2530主控終端，然后上位機通過ZigBee協(xié)調(diào)器向該水質(zhì)PH值智能化處理裝置的CC2530主控終端發(fā)送澆水控制命令，該CC2530主控終端根據(jù)澆水控制命令向與其相連的第二繼電器發(fā)送開啟信號使排水栗啟動，以對該區(qū)域土壤進行澆水，直至其第二液位傳感器檢測的水位信號小于程序設(shè)定的低位水位閾值，則該CC2530主控終端向與其相連的第二繼電器發(fā)送關(guān)閉信號使排水栗關(guān)閉。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果為:
[0018]I，本發(fā)明利用ZigBee無線通訊技術(shù)將水質(zhì)PH值智能化處理裝置、土壤水分數(shù)據(jù)采集裝置和上位機進行有效可靠組網(wǎng)，實現(xiàn)了對農(nóng)田土壤PH值灌溉的自動化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化調(diào)控。
[0019]2，本發(fā)明中的水質(zhì)PH值智能化處理裝置自動化程度高，可以對灌溉用水的PH值進行自動化精準調(diào)配，同時較大程度降低了因酸液擴散速度慢導致的測得的PH值誤差，使灌溉水的PH值更適應(yīng)藍莓等植物的生長。
[0020]3，整個基于ZigBee的水質(zhì)PH值智能化灌溉控制系統(tǒng)可以有效形成區(qū)域劃分靶向管理機制，實現(xiàn)對農(nóng)田土質(zhì)PH值的精準調(diào)控。
【附圖說明】
[0021]圖1是基于ZigBee的水質(zhì)PH值智能化灌溉控制系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
[0022]圖2是水質(zhì)PH值智能化處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3是水質(zhì)PH值智能化處理裝置的電控連接結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖4是CC2530芯片的引腳圖。
[0025]圖5是水質(zhì)PH值智能化處理裝置的PH檢測模塊與CC2530芯片的電路連接結(jié)構(gòu)圖。
[0026]圖6是水質(zhì)PH值智能化處理裝置的第一液位傳感與CC2530芯片的電路連接結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖7是水質(zhì)PH值智能化處理裝置的第一電磁閥與CC2530芯片的電路連接結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖8是水質(zhì)PH值智能化處理裝置的第一繼電器與CC2530芯片的電路連接結(jié)構(gòu)圖。
[0029]圖9是水質(zhì)PH值智能化處理裝置的無線通訊模塊與CC2530芯片的電路連接結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合具體實施例進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0031]一種基于ZigBee的水質(zhì)PH值智能化灌溉控制系統(tǒng)，參見附圖1，該系統(tǒng)包括多個水質(zhì)PH值智能化處理裝置和多個土壤水分數(shù)據(jù)采集裝置。每個水質(zhì)PH值智能化處理裝置分別由一 CC2530模塊作為主控終端，水質(zhì)PH值智能化處理裝置負責澆灌用水的PH值調(diào)配和澆灌工作;每個土壤水分數(shù)據(jù)采集裝置均由CC2530模塊和土壤水分檢測模塊(型號為TDR-3)連接組成，CC2530模塊作為數(shù)據(jù)采集終端負責土壤水分檢測模塊采集的土壤水分數(shù)據(jù)的傳送工作；系統(tǒng)中所有的水質(zhì)PH值智能化處理裝置和土壤水分數(shù)據(jù)采集裝置通過其各自的CC2530模塊與一 ZigBee協(xié)調(diào)器(ZigBee協(xié)調(diào)器采用CC2530協(xié)調(diào)器)無線連接組成ZigBee無線通訊網(wǎng)絡(luò)，CC2530協(xié)調(diào)器通過串口與一上位機連接，從而實現(xiàn)上位機與水質(zhì)PH值智能化處理裝置和土壤水分數(shù)據(jù)采集裝置的通訊(一方面，上位機通過CC2530協(xié)調(diào)器分別與各個水質(zhì)PH值智能化處理裝置的CC2530主控終端通訊，另一方面，上位機通過CC2530協(xié)調(diào)器分別實時讀取各個CC2530數(shù)據(jù)采集終端傳送來的土壤水分數(shù)據(jù))。
[0032]所述水質(zhì)PH值智能化處理裝置和土壤水分數(shù)據(jù)采集裝置根據(jù)農(nóng)田的實際情況分布在農(nóng)田中，使整個基于ZigBee的水質(zhì)PH值智能化澆灌系統(tǒng)形成區(qū)域劃分靶向管理機制(即將農(nóng)田劃分成多個區(qū)域，每個區(qū)域布置一個土壤水分數(shù)據(jù)采集裝置以及一個水質(zhì)PH值智能化處理裝置，每個區(qū)域的土壤水分數(shù)據(jù)采集裝置的CC2530主控終端和水質(zhì)PH值智能化處理裝置的CC2530數(shù)據(jù)采集終端在整個ZigBee網(wǎng)絡(luò)中有各自獨立且相對應(yīng)的編號，上位機可以根據(jù)編號對不同區(qū)域?qū)嵤┌邢蚬喔裙芾?，即當某一區(qū)域的土壤水分數(shù)據(jù)采集裝置的CC2530數(shù)據(jù)采集終端檢測的濕度數(shù)據(jù)低于設(shè)定閾值時，上位機根據(jù)此數(shù)據(jù)采集終端的編號找到與其對應(yīng)的同樣設(shè)置在該區(qū)域的水質(zhì)PH值智能化處理裝置的CC2530主控終端，并對該主控終端進行控制，實現(xiàn)該區(qū)域的靶向澆灌)。
[0033]下面結(jié)合附圖詳細介紹所述水質(zhì)PH值智能化處理裝置:
[0034]參見附圖2，所述水質(zhì)PH值智能化處理裝置，包括蓄水池I和酸液箱2，蓄水池I的池壁兩側(cè)分別設(shè)置有進水口 4和出水口 5，蓄水池I的頂部設(shè)置有頂蓋1-1;酸液箱2固定設(shè)置在蓄水池I的一側(cè)頂端，酸液箱設(shè)置有注液口 2-1和出液口 2-2，出液口 2-2通過管道貫穿蓄水池I的頂蓋1-1與蓄水池I內(nèi)部相連通，以使其內(nèi)部的酸液注入蓄水池為蓄水池提供調(diào)配PH值用的酸液；
[0035]為了使所述水質(zhì)PH值智能化處理裝置具備自動化，在酸液箱2的頂端設(shè)置用于檢測其內(nèi)部醋酸液位的第一液位傳感器a，在酸液箱2的出液口 2-2設(shè)置用于控制其開閉狀態(tài)的第一電磁閥，在蓄水池I的頂端設(shè)置用于檢測其內(nèi)部液位的第二液位傳感器b，在蓄水池I內(nèi)設(shè)置用于檢測其內(nèi)部液體PH值的PH檢測模塊C，同時蓄水池I還設(shè)置有攪拌裝置，攪拌裝置的攪拌電機3-1固定在蓄水池的頂蓋1-1中心位置，攪拌裝置的攪拌槳3-2通過軸與攪拌電機3-1相連，攪拌電機3-1由第一繼電器控制，同時在蓄水池I的進水口4設(shè)置用于控制其開閉狀態(tài)的第二電磁閥，在蓄水池I的出水口5設(shè)置用于向外排水進行澆灌的排水栗，排水栗的開啟狀態(tài)由第二繼電器控制；
[0036]水質(zhì)PH值智能化處理裝置的電控連接結(jié)構(gòu)參見附圖3，每個水質(zhì)PH值智能化處理裝置由一塊CC2530芯片作為主控終端(CC2530芯片的引腳圖如圖4所示)，CC2530是專門針對IEEE 802.15.4和ZigBee應(yīng)用的芯片，CC2530結(jié)合了領(lǐng)先的RF收發(fā)器的優(yōu)良性能，業(yè)界標準的增強型8051 CPU，系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存，8-KB RAM和許多其它強大的功能；
[0037]其中，PH檢測模塊通過RS485協(xié)議與CC2530進行通訊，其具體電路連接結(jié)構(gòu)參見附圖5，PH檢測模塊通過信號調(diào)理電路(即圖5中由二極管V4、V5、V6，電感L1、L2，電容C1、C2，以及電阻R7、R8、R9組成的信號調(diào)理電路)連接SP485R接口芯片的A引腳和B引腳，SP485R接口芯片的RO引腳連接CC2530的Pl_7引腳，SP485R接口芯片的DI引腳連接CC2530的Pl_6引腳，SP485R接口芯片的/RE和DE引腳連接CC2530的Pl_5引腳，通過SP485R接口芯片實現(xiàn)PH檢測模塊和CC2530的RS485通訊；
[0038]第一液位傳感和第二液位傳感分別通過RS232協(xié)議與CC2530進行通訊，其具體電路連接結(jié)構(gòu)參見附圖6，第一液位傳感通過一 MAX232接口芯片與CC2530連接(第一液位傳感通過DB9連接MAX232的TlOUT引腳和1?1預引腳，]\^乂232的1'1預引腳和1?101]1'引腳分別連接CC2530的Pl_4引腳和Pl_3引腳)；第二液位傳感按照同樣的連接方式通過另一MAX232接口芯片與CC2530的Pl_2引腳和Pl_l引腳連接(圖中未標出)，從而通過MAX232接口芯片實現(xiàn)第一液位傳感和第二液位傳感與CC2530的RS232通訊；
[0039]控制酸液箱出液口 2-2開閉狀態(tài)的第一電磁閥通過一個L7010驅(qū)動芯片與CC2530連接，參見附圖7，L7010為電機驅(qū)動模塊，其工作電壓最低可以達到1.8V，持續(xù)驅(qū)動電流達IA，尖峰工作電流可以達到2A，并且可以方便地控制磁閥電機的正反轉(zhuǎn)，其中VM接電機電源，VCC接芯片電源，L7010驅(qū)動芯片的INl引腳和IN2引腳分別連接CC2530的P0_1引腳和Pl_2引腳，L7010驅(qū)動芯片的OUTl引腳和0UT2引腳通過J2接頭連接第一電磁閥的輸入端;控制蓄水池進水口 4開閉狀態(tài)的第二電磁閥按照同樣的連接方式通過另一 L7010驅(qū)動芯片與CC2530的P0_3引腳和P0_4引腳連接(圖中未標出)；從而通過L7010驅(qū)動芯片實現(xiàn)CC2530驅(qū)動第一電磁閥和第二電磁閥，進而實現(xiàn)對酸液箱出液口 2-2和蓄水池進水口 4開閉狀態(tài)的控制;
[0040]參見附圖8，控制攪拌電機的第一繼電器Kl通過一個三極管Ql和電阻R3與CC2530的P0_5引腳連接，第一繼電器還串接有指示用發(fā)光二級管LED1，通過CC2530的P0_5引腳驅(qū)動第一繼電器，第一繼電器連接攪拌電機Pl，控制其運轉(zhuǎn);控制排水栗的第二繼電器按照上述方式與CC2530的P0_6引腳連接(圖中未標出)，通過CC2530的P0_6引腳驅(qū)動第二繼電器，第二繼電器連接排水栗，控制其運轉(zhuǎn)；
[0041]參見附圖9，CC2530的32引腳、33引腳和34引腳連接無線通訊模塊，通過無線通訊模塊CC2530可以與CC2530協(xié)調(diào)器(CC2530協(xié)調(diào)器即ZigBee協(xié)調(diào)器)進行無線通訊，從而形成ZigBee通訊網(wǎng)絡(luò)(ZigBee技術(shù)是一種近距離、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術(shù)，其主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用)。
[0042]使用時，首先CC2530主控終端通過第二液位傳感器讀取蓄水池內(nèi)的水位檢測信號，若水位檢測信號小于CC2530主控終端程序設(shè)定的低位水位閾值，則CC2530主控終端向第二電磁閥發(fā)送開啟信號控制第二電磁閥打開向蓄水池內(nèi)注水，隨著水位的升高，當?shù)诙何粋鞲衅鳈z測的水位信號大于CC2530主控終端程序設(shè)定的高位水位閾值時，CC2530向第二電磁閥發(fā)送關(guān)閉信號控制第二電磁閥關(guān)閉;然后CC2530主控終端通過第一液位傳感器讀取酸液箱內(nèi)的酸液液位檢測信號，若酸液液位檢測信號小于CC2530主控終端程序設(shè)定的低位酸液閾值，則CC2530主控終端通過無線收發(fā)模塊和ZigBee協(xié)調(diào)器向上位機發(fā)送警告信息(管理人員可根據(jù)警告信息向酸液箱內(nèi)及時注入酸液)，當?shù)谝灰何粋鞲衅鳈z測的酸液液位信號大于CC2530主控終端程序設(shè)定的高位酸液閾值時，同時CC2530主控終端讀取PH檢測模塊所測得蓄水池的水質(zhì)PH值高于設(shè)定的PH值閾值，則CC2530主控終端向第一電磁閥發(fā)送開啟信號控制第一電磁閥打開向蓄水池內(nèi)注入酸液，注入酸液的同時，CC2530主控終端向第一繼電器發(fā)送開啟信號使攪拌機啟動，促進酸液和水的充分混合，同時CC2530主控終端讀取PH檢測模塊所測得PH值來判斷是否繼續(xù)注入醋酸溶液，若PH值達到設(shè)定范圍，則CC2530主控終端向第一電磁閥發(fā)送關(guān)閉信號停止向蓄水池內(nèi)注入酸液，同時CC2530主控終端向第一繼電器發(fā)送關(guān)閉信號使攪拌機停止工作；
[0043]水質(zhì)PH值智能化處理裝置的蓄水池的出水口的開啟由上位機控制，當上位機讀取某個CC2530數(shù)據(jù)采集終端檢測的土壤水分數(shù)據(jù)小于設(shè)定的閾值時，上位機根據(jù)此CC2530數(shù)據(jù)采集終端的編號找到與其編號相對應(yīng)的水質(zhì)PH值智能化處理裝置的CC2530主控終端，然后上位機通過ZigBee協(xié)調(diào)器向該水質(zhì)PH值智能化處理裝置的CC2530主控終端發(fā)送澆水控制命令，該CC2530主控終端根據(jù)澆水控制命令向與其相連的第二繼電器發(fā)送開啟信號使排水栗啟動，以對該區(qū)域土壤進行澆水，直至其第二液位傳感器檢測的水位信號小于程序設(shè)定的低位水位閾值，則該CC2530主控終端向與其相連的第二繼電器發(fā)送關(guān)閉信號使排水栗關(guān)閉。第二液位傳感器檢測的水位信號小于CC2530程序設(shè)定的低位水位閾值后，重復上一進程。
[0044]以上對本發(fā)明做了示例性的描述，應(yīng)該說明的是，在不脫離本發(fā)明的核心的情況下，任何簡單的變形、修改或者其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不花費創(chuàng)造性勞動的等同替換均落入本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于ZigBee的水質(zhì)PH值智能化灌溉控制系統(tǒng)，其特征在于:包括水質(zhì)PH值智能化處理裝置、土壤水分數(shù)據(jù)采集裝置、ZigBee協(xié)調(diào)器和上位機； 所述水質(zhì)PH值智能化處理裝置，包括蓄水池和酸液箱，蓄水池分別設(shè)置有進水口和出水口，酸液箱設(shè)置有注液口和出液口，酸液箱的出液口通過管道與蓄水池內(nèi)部相連通;酸液箱設(shè)置有用于檢測其內(nèi)部酸液液位的第一液位傳感器，酸液箱的出液口設(shè)置有用于控制其開閉狀態(tài)的第一電磁閥，蓄水池設(shè)置有用于檢測其內(nèi)部液位的第二液位傳感器，蓄水池內(nèi)設(shè)置有用于檢測其內(nèi)部液體PH值的PH檢測模塊，蓄水池內(nèi)還設(shè)置有攪拌裝置，攪拌裝置的攪拌槳通過軸與攪拌電機相連，攪拌電機與第一繼電器相連，在蓄水池的進水口設(shè)置有用于控制其開閉狀態(tài)的第二電磁閥，在蓄水池的出水口設(shè)置有用于向外排水進行澆灌的排水栗，排水栗與第二繼電器相連;所述PH檢測模塊、第一液位傳感、第二液位傳感、第一電磁閥、第二電磁閥、第一繼電器和第二繼電器與CC2530主控終端連接，CC2530主控終端與ZigBee協(xié)調(diào)器無線連接； 所述土壤水分數(shù)據(jù)采集裝置由CC2530數(shù)據(jù)采集終端和土壤水分檢測模塊連接組成，CC2530數(shù)據(jù)采集終端與ZigBee協(xié)調(diào)器無線連接； ZigBee協(xié)調(diào)器通過串口與上位機連接，以使上位機通過ZigBee協(xié)調(diào)器分別與各個水質(zhì)PH值智能化處理裝置的CC2530主控終端通訊，以及上位機通過ZigBee協(xié)調(diào)器分別讀取各個CC2530數(shù)據(jù)采集終端傳送來的土壤水分數(shù)據(jù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZigBee的水質(zhì)PH值智能化灌溉控制系統(tǒng)，其特征在于:PH檢測模塊通過RS485協(xié)議與CC2530主控終端進行通訊，PH檢測模塊通過信號調(diào)理電路連接SP485R接P芯片的A引腳和B引腳，SP485R接口芯片的RO引腳連接CC2530的Pl_7引腳，SP485R接口芯片的DI引腳連接CC2530的Pl_6引腳，SP485R接口芯片的/RE和DE引腳連接CC2530的Pl_5引腳，通過SP485R接口芯片實現(xiàn)PH檢測模塊和CC2530的RS485通訊。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZigBee的水質(zhì)PH值智能化灌溉控制系統(tǒng)，其特征在于:第一液位傳感和第二液位傳感分別通過RS232協(xié)議與CC2530主控終端進行通訊，第一液位傳感通過一 MAX232接口芯片與CC2530的？1_4引腳和Pl_3引腳連接；第二液位傳感通過另一MAX232接口芯片與CC2530的Pl_2引腳和Pl_l引腳連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZigBee的水質(zhì)PH值智能化饒灌系統(tǒng)，其特征在于:第一電磁閥和第二電磁閥分別通過一個L7010驅(qū)動芯片與CC2530主控終端連接。5.如權(quán)利要求1-4之一所述基于ZigBee的水質(zhì)PH值智能化灌溉控制系統(tǒng)的運行方法:其特征在于:首先CC2530主控終端通過第二液位傳感器讀取蓄水池內(nèi)的水位檢測信號，若水位檢測信號小于CC2530主控終端程序設(shè)定的低位水位閾值，則CC2530主控終端向第二電磁閥發(fā)送開啟信號控制第二電磁閥打開向蓄水池內(nèi)注水，隨著水位的升高，當?shù)诙何粋鞲衅鳈z測的水位信號大于CC2530主控終端程序設(shè)定的高位水位閾值時，CC2530向第二電磁閥發(fā)送關(guān)閉信號控制第二電磁閥關(guān)閉;然后CC2530主控終端通過第一液位傳感器讀取酸液箱內(nèi)的酸液液位檢測信號，若酸液液位檢測信號小于CC2530主控終端程序設(shè)定的低位酸液閾值，則CC2530主控終端通過無線收發(fā)模塊和ZigBee協(xié)調(diào)器向上位機發(fā)送警告信息，當?shù)谝灰何粋鞲衅鳈z測的酸液液位信號大于CC2530主控終端程序設(shè)定的高位酸液閾值時，同時CC2530主控終端讀取PH檢測模塊所測得蓄水池的水質(zhì)PH值高于設(shè)定的PH值閾值，則CC2530主控終端向第一電磁閥發(fā)送開啟信號控制第一電磁閥打開向蓄水池內(nèi)注入酸液，注入酸液的同時，CC2530主控終端向第一繼電器發(fā)送開啟信號使攪拌機啟動，促進酸液和水的充分混合，同時CC2530主控終端讀取PH檢測模塊所測得PH值來判斷是否繼續(xù)注入醋酸溶液，若PH值達到設(shè)定范圍，則CC2530主控終端向第一電磁閥發(fā)送關(guān)閉信號停止向蓄水池內(nèi)注入酸液，同時CC2530主控終端向第一繼電器發(fā)送關(guān)閉信號使攪拌機停止工作； 水質(zhì)PH值智能化處理裝置的蓄水池的出水口的開啟由上位機控制，當上位機讀取某個CC2530數(shù)據(jù)采集終端檢測的土壤水分數(shù)據(jù)小于設(shè)定的閾值時，上位機根據(jù)此CC2530數(shù)據(jù)采集終端的編號找到與其編號相對應(yīng)的水質(zhì)PH值智能化處理裝置的CC2530主控終端，然后上位機通過ZigBee協(xié)調(diào)器向該水質(zhì)PH值智能化處理裝置的CC2530主控終端發(fā)送澆水控制命令，該CC2530主控終端根據(jù)澆水控制命令向與其相連的第二繼電器發(fā)送開啟信號使排水栗啟動，以對該區(qū)域土壤進行澆水，直至其第二液位傳感器檢測的水位信號小于程序設(shè)定的低位水位閾值，則該CC2530主控終端向與其相連的第二繼電器發(fā)送關(guān)閉信號使排水栗關(guān)閉。
【文檔編號】A01G25/16GK105867477SQ201610204415
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月31日
【發(fā)明人】劉同海, 趙憲文
【申請人】天津農(nóng)學院