[發明專利]基于無線傳感器網絡的智能灌溉設備

無效

• 申請號: 201310585489.9
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN103699061A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 柴俊沙
• 申請（專利權）人: 柴俊沙
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;G08C17/02;H04L29/06;A01G25/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于物聯網領域，并結合嵌入式系統技術，具體涉及一種基于無線傳感器網絡的智能灌溉設備。

背景技術

眾所周知，我國是一個水資源短缺的國家，而且水資源的分布非常不均勻。隨著經濟的不斷發展，我國水資源污染相當嚴重，工業污水、生活廢水排放不斷增加，水資源的短缺已是一個相當嚴重的問題。在此種情況下，節約用水已經是一個刻不容緩的問題。但我國的農業用水浪費現象仍舊相當的嚴重，其中灌溉工作中的水資源浪費現象較為突出，要減小農業用水的浪費就必須解決節水灌溉工作中的浪費問題。目前，我國普遍采用的是定時人工開啟水閥實現灌溉方法。這種方法操作簡單，但是水資源浪費嚴重，而且需要專人負責開啟或關閉。

發明內容

本發明對現有技術的不足，提出了一種基于無線傳感器網絡的智能灌溉設備。

本發明包括控制器模塊、電源管理模塊、存儲器模塊、信號采集模塊、通訊模塊以及執行模塊。其中，控制器模塊以STC12C5A16S2為主控芯片；電源管理模塊包括以7805為核心的5V電壓轉換電路以及以SPX1117M3-3.3為核心的3.3V電壓轉換電路；存儲器模塊以AT45DB161D為核心的存儲電路；信號采集模塊主要包括以空氣溫濕度傳感器、土壤濕度傳感器以及雙刀單擲繼電器為核心的信號采集電路；通訊模塊包括以MAX232為核心的電平轉換電路和ZigBee接口電路；執行模塊主要包括以電磁閥和單刀單擲繼電器為核心的電路。本發明的技術方案：1.智能灌溉設備作為獨立設備使用時，設備由控制器模塊獨立控制，不受監測中心控制，設備根據控制器內部程序，通過雙刀單擲繼電器適時開啟外部傳感器模塊，當外部傳感器檢測的數據到達程序設定值時，控制器模塊通過單刀單擲繼電器開啟電池閥，開始智能灌溉；灌溉一段時間后，當外部傳感器檢測到土壤濕度達到一定值時，控制器通過繼電器關閉電池閥，同時關閉外部傳感器模塊，從而達到減低功耗的需求；同時，控制器將灌溉的開始時間、結束時間以及灌溉過程中外部空氣溫濕度和土壤濕度變化的數據保存在存儲器模塊中，以便需要時調用或將數據通過ZigBee發送到監測中心。2.智能灌溉設備作為傳感器網絡的一個節點設備時，設備通過ZigBee模塊接受來自監測中心的命令，監測中心可以實時監測、控制該灌溉設備。灌溉設備接收監測中心的命令，通過雙刀單擲繼電器開啟外部傳感器模塊，傳感器模塊采集的溫濕度數據不斷傳送到監測中心，監測中心根據這些數據給控制器發送命令，灌溉設備接收命令后通過單刀單擲繼電器開啟或關閉外部電池閥，從而實現在線、實時的控制智能灌溉設備進行灌溉。

所述的控制器模塊包括處理器U1STC12C5A16S2、第一濾波電容C1、第二濾波電容C2、第三濾波電容C3、第四濾波電容C4、第七濾波電容C7、第一電阻R1、晶振Y1。處理器U1STC12C5A16S2的38引腳、第二濾波電容C2的一端、第三濾波電容C3的一端與VDD5.0相連；第二濾波電容C2的另一端與第三濾波電容C3的另一端相連并接地；處理器U1STC12C5A16S2的4引腳、第一電阻R1的一端和第七濾波電容C7的一端相連；第一電阻R1的另一端接地；第七濾波電容C7的另一端與VDD5.0相連；處理器U1STC12C5A16S2的15引腳、第一濾波電容C1的一端與晶振Y1的一端相連；處理器U1STC12C5A16S2的14引腳、第四濾波電容C4和晶振Y1的另一端相連；處理器U1STC12C5A16S2的16引腳、第一濾波電容C1的另一端與第四濾波電容C4的另一端相連并接地。

所述的5V電壓轉換電路包括U27805、第六濾波電容C6、第七濾波電容C7。U27805的1引腳、第六濾波電容C6的一端與VDD12相連；U27805的2引腳、第六濾波電容C6另一端與第七濾波電容C7的一端相連并接地；U27805的3引腳、第七濾波電容C7的另一端與VDD5.0相連。

所述的3.3V電壓轉換電路包括U3SPX1117M3-3.3、第一極性電容C10、第八濾波電容C8、第九濾波電容C9。U3SPX1117M3-3.3的1引腳、第一極性電容C10的陽極、第八濾波電容C8的一端與VDD5.0相連；U3SPX1117M3-3.3的2引腳、第一極性電容C10的陰極、第八濾波電容C8的另一端與第九濾波電容C9的一端相連并接地；U3SPX1117M3-3.3的3引腳、第九濾波電容C9的另一端與VDD3.3相連。