[實用新型]一種無土栽培基質水分、養分無線監控網絡

無效

• 申請號: 201020293280.7
• 申請日: 2010-08-16
• 公開（公告）號: CN201892857U
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發明（設計）人: 趙麗娟;張西良;李萍萍;胡永光;盛慶元;劉志剛;姚欽
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;G01N33/24
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本實用新型涉及一種無線監控網絡，尤其涉及無土栽培過程中對基質水分、養分參數原位檢測與調控的無線網絡，屬于測控技術領域，主要用于無土栽培過程中基質水分、養分無線監控管理。

背景技術

在現代設施農業飛速發展的今天，無土栽培種植方式越來越得到得到廣泛應用。其中基質栽培是無土栽培的主流，有槽式、袋式和盆式栽培方式，滴灌和表層漫灌栽培方法。目前基質無土栽培水分、養分相關原位檢測傳感器和儀器很少，基質濕度、EC和pH值的監測和調控設備非常缺乏，嚴重制約了無土栽培種植方式應用和推廣。

土壤水分原位檢測傳感器和儀器有：中子測量土壤水分儀表，由于有放射性源，要求現場測量點預埋好放入探管的鋁套管，屏蔽好，否則造成射線泄漏，危害人體健康，污染環境；時域和頻域反射法土壤水分測量儀可實現快速實時測量，精度高，由于技術實現難度大，因此價格昂貴，不適合大面積推廣應用；低價的土壤含水量測量儀或者測量計，如實用新型專利(CN2339988Y)無源土壤水分速測儀及相關產品，功能單一，測量誤差大，穩定性差。

土壤養分原位檢測傳感器和儀器有：四端法土壤電導率測量的方法，有探針電極式和環狀電極式。如實用新型專利(CN2627503)，公開了一種探針電極式土壤電導率實時檢測儀，體積較大，便攜性差；如實用新型專利(CN200972465Y)，一種環狀電極式四電極土壤鹽分測定傳感器及其測定儀，以及專用型筆式EC/℃測定儀HI98331等產品，可用于土壤電導率的直接測定，體積較小，但是在實際應用中測量準確性、穩定性以及對于不同層次深度土壤測定適應性不佳。此外還有基于電磁感應原理的非接觸式土壤電導率測傳感器和儀器，典型代表產品有加拿大生產的EM38，通過對農田的橫向掃描即可完成測量，但是價格昂貴，無法適應大面積農業生產的需要。

但是不管那種栽培方式和方法，由于缺少基質水分、養分快速準確原位檢測方法，在實際生產上沒有能夠實現對栽培基質水分、養分有效監控，導致作物水肥灌溉不科學、水肥利用率低以及栽培基質鹽漬化嚴重等問題。

實用新型內容

本實用新型的目的在于公開一種無土栽培基質水分、養分無線監控網絡，實現對栽培基質水分、養分有效自動化監控和管理，解決作物水肥灌溉不科學、水肥利用率低以及栽培基質鹽漬化嚴重等問題。

為了實現上述目的，本實用新型包括配置在管理機房內匯聚節點及網絡管理微型計算機，配置在各無土栽培設施內的簇頭節點、水分與養分無線控制節點和基質水分與養分集成無線檢測節點組成，匯聚節點通過RS232串行接口微型計算機有線連接，直接或者通過多跳方式間接與匯聚節點無線通信；水分與養分無線控制節點直接或者通過多跳方式間接與簇頭節點無線通信；基質水分與養分集成無線檢測節點直接或者通過多跳方式間接與水分與養分無線控制節點無線通信。

本實用新型所述所述無線監控程序包括參數配方設定、運行狀態監視、運行參數控制、歷史數據查詢和運行參數趨勢曲線顯示功能模塊和界面。

本實用新型所述匯聚節點、簇頭節點由NRF9E5無線單片機及其無線通信器、串行接口、干電池電源組成；無線單片機串行輸入/出口通過串行接口驅動產生標準RS-232串行口，與網絡管理微型計算機串行通信，通過無線通信口與簇頭節點無線通信；簇頭節點通過無線通信口與水分與養分無線控制節點無線通信。

本實用新型所述水分與養分無線控制節點由NRF9E5無線單片機及其無線通信器、水分電控液壓閥、養分電控液壓閥、閥驅動電路、干電池電源組成；通過無線通信口一方面接收控制命令和工作參數，將工作狀態和各檢測參數返回給網絡管理微型計算機監視，另一方面，與若干個基質水分與養分集成無線檢測節點無線通信，采集所控制區域的基質水分與養分參數，按照作物無土栽培要求進行水分與養分閉環調控。

本實用新型所述水分與養分無線控制節點程序包括初始化、定時無線通信判斷、多跳轉發通信處理、接收無線命令、接收采集信息、定時參數控制判斷及水分參數控制、養分參數控制功能子程序。

本實用新型所述基質水分與養分集成無線檢測節點由NRF9E5無線單片機及其無線通信器、信號處理電路、水分與養分集成傳感器、激勵電源轉換電路、干電池電源組成；定時采集所在區域的基質水分與養分參數，并通過無線通信口傳輸給水分與養分無線控制節點。

本實用新型所述基質水分與養分集成無線檢測節點程序包括初始化、定時無線通信判斷、多跳轉發通信處理、接收無線命令、發送采集信息、定時狀態采集判斷及水分狀態采集、養分狀態采集功能子程序。