[發(fā)明專利]一種無線自動滴灌系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410600171.8
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN105613216A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發(fā)明（設計）人: 劉秋麗
• 申請（專利權）人: 陜西高華知本化工科技有限公司
• 主分類號: A01G25/16
• 分類號: A01G25/16
• 代理公司: 西安億諾專利代理有限公司 61220
• 代理人: 康凱

技術領域

本發(fā)明屬于無線監(jiān)控領域，尤其涉及一種無線自動滴灌系統(tǒng)。

背景技術

隨著全球人口的增多與環(huán)境問題的日益突出，，世界水資源的需求量越來越大，水資源緊缺已成為全世界人民共同關注的問題。滴灌技術是通過干管、支管和毛管上的滴頭，在低壓下向土壤經常緩慢滴水，可直接向土壤供應已過濾的水分、肥料或其他化學劑等的一種實用技術。大田自動滴灌技術具有大幅度提高水的利用率、減少土壤結構破壞、改善生態(tài)環(huán)境、提高經濟效益的作用，是一種高效節(jié)水的新型灌溉技術，目前已經成為實施高效、精準灌溉的重要水資源管理技術措施。傳統(tǒng)的滴灌裝置，有很多工作需要人工的參與，智能化程度較低，從而造成生產成本的增加，且運行效率較低。

發(fā)明內容

本發(fā)明旨在解決上述問題，提供一種無線自動滴灌系統(tǒng)。

一種無線自動滴灌系統(tǒng)，包括上位機、網關、無線模塊、太陽能電池供電系統(tǒng)、田間控制器、傳感器、變頻器和電磁閥組成；無線模塊包括無線接收模塊和無線發(fā)射模塊；其中上位機與網關相連接；網關與無線接收模塊相連接；太陽能供電系統(tǒng)與田間控制器相連接；無線發(fā)射模塊與田間控制器相連接；傳感器與田間控制相連接；變頻器和電磁閥均與田間控制器相連接。

本發(fā)明所述的一種無線自動滴灌系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器包括液位傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器。

本發(fā)明所述的一種無線自動滴灌系統(tǒng)，其特征在于所述上位機為PC主機。

本發(fā)明所述的一種無線自動滴灌系統(tǒng)，其特征在于所述網關采用S3C6410處理器。

本發(fā)明所述的一種無線自動滴灌系統(tǒng)，其特征在于所述無線模塊采用CC2530芯片控制器。

本發(fā)明所述的一種無線自動滴灌系統(tǒng)，其特征在于所述無線模塊控制器設置有2.4GHz的射頻收發(fā)器。

本發(fā)明所述的一種無線自動滴灌系統(tǒng)，其特征在于所述田間控制器有STM32單片機和ZigBee收發(fā)節(jié)點模塊組成。

本發(fā)明所述的一種無線自動滴灌系統(tǒng)，網絡結構簡單，田間布設靈活，提高了自動灌溉的實用性及對水的使用效率，減小了勞動量、導線和管路敷設費用，且無需人為操作，能夠長期穩(wěn)定地工作，方便大面積安裝、維護和系統(tǒng)回收，操作簡單，有很大的推廣價值。

說明書附圖

圖1為本發(fā)明的示意框圖。

具體實施方式

一種無線自動滴灌系統(tǒng)，包括上位機、網關、無線模塊、太陽能電池供電系統(tǒng)、田間控制器、傳感器、變頻器和電磁閥組成；無線模塊包括無線接收模塊和無線發(fā)射模塊；其中上位機與網關相連接；網關與無線接收模塊相連接；太陽能供電系統(tǒng)與田間控制器相連接；無線發(fā)射模塊與田間控制器相連接；傳感器與田間控制相連接；變頻器和電磁閥均與田間控制器相連接。

本發(fā)明所述的一種無線自動滴灌系統(tǒng)，所述傳感器包括液位傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器。所述上位機為PC主機。所述網關采用S3C6410處理器，具有4個UART接口，支持DMA和Interrupt模式，按ZigBee協(xié)議實現無線傳輸功能和自組網功能。當網關系統(tǒng)上電時，作為協(xié)調器的ZigBee主節(jié)點啟動和建立無線網絡，當網絡建立后，負責接收終端控制節(jié)點返回的信息，發(fā)送相應的控制信息到各個田間控制器中。所述無線模塊采用CC2530芯片控制器。所述無線模塊控制器設置有2.4GHz的射頻收發(fā)器。所述田間控制器有STM32單片機和ZigBee收發(fā)節(jié)點模塊組成。用一臺式計算機作為上位機，負責接收傳感器上傳的數據、存儲、分析并做出相應的智能滴灌決策。S3C6410網關是整個網絡的協(xié)調器，負責自動搜尋網絡中的終端節(jié)點，組織無線網絡，并從終端節(jié)點取得上位機需要的數據，實現終端節(jié)點與上位機之間的通信。網關與終端控制節(jié)點通過基于ZigBee的CC2530無線收發(fā)模塊進行組網通信，由一個網絡協(xié)調器用的主機模塊和若干個從機終端模塊組成。終端控制節(jié)點是基于STM32的田間控制器，田間控制器（1）放在主管道上，配有液位傳感器、壓力傳感器及流量傳感器，執(zhí)行機構是調節(jié)水壓大小的變頻器。田間控制器（2）田間控制器（n）完全相同，放在每塊田地里，配備SHT11土壤溫濕度傳感器，一個終端節(jié)點模塊可以根據需要連接多個測溫濕度的探頭，執(zhí)行機構是控制滴灌開閉的電磁閥。另外出于對農田的分散性和成本的考慮，由太陽能光伏供電系統(tǒng)對終端控制節(jié)點提供電源。上位機發(fā)送采集指令，經由S3C6410網關，利用CC2530無線收發(fā)模塊將指令發(fā)送給基于STM32的田間控制器；各傳感器節(jié)點將檢測到數據上傳到STM32田間控制器，然后由它通過CC2530無線收發(fā)模塊同樣經由網關將數據發(fā)送到上位機中；上位機對接收到的數據進行智能處理和決策，例如對濕度值進行排序、得到濕度值較小的幾塊田地，并據此對STM32田間控制器發(fā)送開啟這幾塊田地電磁閥的命令，從而實現自動滴灌。在田塊面積大，需要控制上百個電磁閥門的大規(guī)模灌溉區(qū)域，可將圖1部分連接傳感器的終端節(jié)點替換為路由節(jié)點，路由節(jié)點及終端節(jié)點均裝備傳感器。ZigBee無線傳感網絡將由一個網關協(xié)調器節(jié)點、適當數目的路由器節(jié)點和多個終端節(jié)點組成，路由器和終端通過內部程序進行設置，且在一定距離內均可與網關直接通信。系統(tǒng)采用休眠喚醒機制，實現了低功耗運行。