[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于雙通道數(shù)據(jù)通信的智能灌溉裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011277504.X
• 申請(qǐng)日: 2020-11-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112419694A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曲頌;趙冰;宋博;錢(qián)治丞
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 黑龍江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G08C17/02
• 分類(lèi)號(hào): G08C17/02;G08C19/00;H04L29/08;H04W4/38;G16Y40/30
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明是一款基于雙通道數(shù)據(jù)通信的智能灌溉裝置，屬于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明具備雙通道數(shù)據(jù)通信功能，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有線(xiàn)傳輸和無(wú)線(xiàn)傳輸，可用于大田農(nóng)作物和林果業(yè)生產(chǎn)，幫助用戶(hù)獲取土地環(huán)境信息并進(jìn)行智能控制灌溉。主控端通過(guò)有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)傳輸進(jìn)行指令下發(fā)和數(shù)據(jù)接收，并把接收到的環(huán)境參數(shù)值與預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)比對(duì)結(jié)果生成控制信號(hào)；終端節(jié)點(diǎn)除了采集環(huán)境信息和控制電磁閥，也能通過(guò)有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)傳輸將數(shù)據(jù)傳輸給中繼節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；中繼節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸單元分別與主控端、終端節(jié)點(diǎn)相連，通過(guò)有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)傳輸進(jìn)行數(shù)據(jù)中繼；手持控制端負(fù)責(zé)控制電磁閥和顯示環(huán)境參數(shù)。本發(fā)明主要用于農(nóng)業(yè)種植的監(jiān)測(cè)和控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明具體涉及一種基于雙通道數(shù)據(jù)通信的智能灌溉裝置，屬于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國(guó)正處于“四化同步”國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的關(guān)鍵時(shí)期，積極推動(dòng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)革新與落地應(yīng)用，對(duì)促進(jìn)我國(guó)實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化高效農(nóng)業(yè)跨越具有重大意義，農(nóng)業(yè)作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一，也是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用需求最迫切、難度最大、集成性特征最明顯的領(lǐng)域。作為未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展的重要方向，智能農(nóng)業(yè)灌溉裝置有著很大的發(fā)展前景，與作物種植密切相關(guān)的環(huán)境因素結(jié)合起來(lái)，進(jìn)行環(huán)境信息的監(jiān)測(cè)與控制。

目前在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)作業(yè)灌溉中，由于環(huán)境比較復(fù)雜，完全依靠人力去定時(shí)采集信息進(jìn)行決策和進(jìn)行維護(hù)會(huì)不斷增加成本，同時(shí)對(duì)于經(jīng)濟(jì)作物，過(guò)多或者過(guò)少的水分補(bǔ)給會(huì)影響產(chǎn)量。在實(shí)際作物生長(zhǎng)過(guò)程中，土壤濕度環(huán)境和氣象環(huán)境(溫度、濕度、降雨量、光照)對(duì)作物影響較大，存在補(bǔ)水灌溉不及時(shí)和人力物力成本過(guò)高的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)灌溉的不足之處，本發(fā)明提出了一種基于雙通道數(shù)據(jù)通信的智能灌溉裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該設(shè)備有效解決了以下幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：一方面采用雙通道數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)有線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，有效解決了在農(nóng)業(yè)環(huán)境中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性不高問(wèn)題，同時(shí)又能降低布線(xiàn)成本；另一方面通過(guò)手持控制端，可以控制電磁閥的通斷并顯示當(dāng)前環(huán)境信息，方便用戶(hù)查看當(dāng)前環(huán)境狀況，進(jìn)行移動(dòng)式的灌溉控制；本發(fā)明具體涉及一種基于雙通道數(shù)據(jù)通信的智能灌溉裝置的技術(shù)方案具體如下：

該裝置的設(shè)計(jì)主要部分包括以下幾個(gè)方面：STM32F103RCT6主控端、電源模塊、傳輸模塊、按鍵模塊、LCD顯示模塊、STM32F103C8T6中繼節(jié)點(diǎn)、STM32F103RCT6手持控制端、STM32F103RCT6終端節(jié)點(diǎn)。

所述的STM32F103RCT6主控端進(jìn)行數(shù)據(jù)的匯總，除了能處理當(dāng)前采集的環(huán)境信息，也能通過(guò)LED顯示模塊顯示當(dāng)前環(huán)境信息，通過(guò)按鍵模塊來(lái)進(jìn)行控制灌溉，將控制指令下發(fā)給中繼節(jié)點(diǎn)，完成指令的下發(fā)。

所述的電源模塊為本裝置STM32F103單片機(jī)提供+3.3V電源，由LM2576和L78L33穩(wěn)壓電源模塊產(chǎn)生，在LM2576的輸入端接上100uF的電容、可以濾掉低頻干擾，得到干凈的電源，傳輸模塊所需的電源是由LM2576穩(wěn)壓模塊提供。

所述的傳輸模塊由PB620主站芯片、PB331從站芯片、SX1262芯片和外圍電路組成。PB620主站芯片和PB331從站芯片為提供有線(xiàn)傳輸通道，將供電線(xiàn)與信號(hào)線(xiàn)合二為一，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)和供電共用一個(gè)總線(xiàn)。無(wú)線(xiàn)傳輸模塊采用SX1262芯片，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)傳輸。

所述的按鍵模塊通過(guò)STM32F103單片機(jī)讀取各IO口上按鍵開(kāi)關(guān)的電平變化，通過(guò)傳輸模塊實(shí)現(xiàn)發(fā)送不同的灌溉控制指令。

所述的LCD顯示模塊采用了2.8寸的TFTLCD顯示屏，由于STM32F103RCT6本身沒(méi)有LCD控制器，所以采用了ILI9341控制芯片來(lái)驅(qū)動(dòng)TFTLCD顯示屏。

所述的STM32F103C8T6中繼節(jié)點(diǎn)通過(guò)傳輸模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)接收和發(fā)送，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中繼的作用，為數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸提供可靠支撐。