基于ZigBee协议的多温室智能灌溉控制装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于ZigBee协议的多温室智能灌溉控制装置，包括由多个温室组成的温室系统和智能灌溉控制中心，在温室内设有多个温室环境参数采集单元、至少一个温室灌溉执行单元和ZigBee无线路由节点，智能灌溉控制中心具有本地服务器、与ZigBee无线路由节点实现通讯连接的ZigBee协调器装置。该装置通过ZigBee协议技术解决了现有温室灌溉控制无法实时传输数据，测试人员必须进入现场采集而导致的成本高，费时费力的问题，同时也解决了现有系统装置造价成本高、适用推广性欠缺的问题。
【专利说明】基于ZigBee协议的多温室智能灌溉控制装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及ー种温室智能灌溉控制装，尤其是涉及ー种基于ZigBee协议的多温室智能灌溉控制装置。
【背景技术】
[0002]在公知的【技术领域】，目前，在设施农业领域，为了更准确判定作物对水分需求量，人们对温室内环境温湿度、土壌含水量、冠层温度等多种作物生长因子进行精准的測量，进而实现温室智能化灌溉。我国温室灌溉控制系统主要有手动控制和自动控制两种形式，手动灌溉控制对管理人员素质要求较高，管理者必须对作物的生长情况有一定的了解，而且经过长期仔细的观察，有一定生产经验的人员，生产效率低，不适合エ业化农业生产的需要。自动灌溉控制通过计算机及现代控制技术对温室内的各种环境因子(温度、湿度、光照等)进行监测，与生产者经验模拟数据对比，实现对温室内作物进行灌溉控制，这种灌溉控制方式已成为温室控制的重要方式，但是这种控制方式存在以下不足:第一，该方式系统庞大、结构复杂、投资较大、因此不适宜远距离通信传输，普通老百姓难以承受其高额费用。第ニ，该方式没有实现数据库数据实时更新，没能构建和完善作物需水诊断模型，不能对不同地区不同作物进行需水量的准确判断。第三，不能方便通过Internet和Web浏览器或GSM进行远程访问和控制。因此，在我国设施农业领域的推广应用受到严重的限制。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种基于ZigBee协议的多温室智能灌溉控制装置，该装置通过ZigBee协议技术解决了现有温室灌溉控制无法实时传输数据，测试人员必须进入现场采集而导致的成本高，费时费力的问题，同时也解决了现有系统装置造价成本高、适用推广性欠缺的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:一种基于ZigBee协议的多温室智能灌溉控制装置，包括由多个温室组成的温室系统和智能灌溉控制中心，
[0005]在所述温室内设有多个温室环境參数采集单元、至少ー个温室灌溉执行単元和ZigBee无线路由节点，所述温室环境參数采集单元具有温度传感器、湿度传感器、光照強度传感器、冠层温度传感器和土壌含水量采集传感器，所述温室灌溉执行単元具有电磁阀驱动电路，且所述电磁阀驱动电路通过电磁阀控制水泵的开启或关闭动作，
[0006]所述智能灌溉控制中心具有本地服务器、与ZigBee无线路由节点实现通讯连接的ZigBee协调器装置，所述ZigBee协调器装置具有RF射频模块、CC2530单片机、LCD液晶显示器、MiniUSB转串口和按键控制装置，所述MiniUSB转串ロ通过RS232总线与本地服务器连接，
[0007]且所述温室环境參数采集单元中各传感器所获得信号均依次通过ZigBee无线路由节点、ZigBee协调器装置传输至本地服务器中。
[0008]进ー步的，为了更加方便实时获取相关数据，本实用新型中所述智能灌溉控制中心中的本地服务器具有GSM通信模块，所述GSM通信模块通过GSM / CDMA网络与移动手持终端连接。
[0009]进ー步的，为了实现远程监控，本实用新型中所述智能灌溉控制中心中的本地服务器通过Internet网络与多个远程PC主机连接。
[0010]进ー步的，作为ー种具体的实施方式，本实用新型中所述RF射频模块通过该CC2591射频扩展装置连接CC2530单片机。
[0011]采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果为:本实用新型采用基于Zigbee协议的无线收发技木，
[0012](I)可将多个温室内环境采集节点和灌溉执行节点的数据同时上传到本地的服务器端；
[0013](2)利用ZigBee无线网络的多跳、自组网功能，減少人工操作，脱离现场测试环境，同时实现了网络节点掉电重连的功能，即协调器重启时，节点无需重新启动，自动加入网络；
[0014](3)能够实现对多个温室进行定时、定向的实时控制；
[0015](4)该装置采用串ロ通信协议采用状态机机制，保证代码的高效稳定性执行，也即保证数据的精确性；
[0016](5)该装置添加IXD液晶显示模块实现指令发送状态显示、离开节点短地址显示，节点状态信息的显示；
[0017](6)该装置采用能够保存的历史数据构建和完善作物需水诊断模型，为后期不同作物不同时期需水量的准确判定做准备
[0018](7)该装置具有自组网、控制方式灵活、人机交互方便而且采用GSM技术和以太网网络技术，对温室环境參数采集单元和温室灌溉执行机构进行远程的监视和智能控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型实施例的原理结构示意图；
[0020]图2是本实用新型实施例中温室环境參数采集单元的原理结构示意图；
[0021]图3是本实用新型实施例中温室灌溉执行単元的原理结构示意图；
[0022]图4是本实用新型实施例中ZigBee协调器装置的原理结构示意图；
[0023]其中:1.温室，2.智能灌溉控制中心，21.本地服务器，22.ZigBee协调器装置，221.RF射频模块，222.CC2530单片机，223.LCD液晶显示器，224.MiniUSB转串ロ，225.按键控制装置，23.GSM通信模块，3.温室环境參数采集单元，31.温度传感器，32.湿度传感器，33.光照強度传感器，34.冠层温度传感器，35.土壌含水量采集传感器，4.温室灌溉执行单元，41.电磁阀驱动电路，42.电磁阀，43.水泵，5.ZigBee无线路由节点，6.移动手持终端，
7.远程PC主机。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和实施例对本实用新型进ー步说明。
[0025]如图1至图4所示基于ZigBee协议的多温室智能灌溉控制装置，包括由多个温室I组成的温室系统和智能灌溉控制中心2，[0026]在所述温室I内设有多个温室环境參数采集单元3、至少ー个温室灌溉执行単元4和ZigBee无线路由节点5，所述温室环境參数采集单元3具有温度传感器31、湿度传感器32、光照強度传感器33、冠层温度传感器34和土壌含水量采集传感器35，所述温室灌溉执行单元4具有电磁阀驱动电路41，且所述电磁阀驱动电路41通过电磁阀42控制水泵43的开启或关闭动作，电磁阀驱动电路41通过控制ZigBee无线路由节点5的I / 0引脚电平的高低来控制光电耦合器驱动和隔离继电器，使继电器吸合与断开，间接控制电磁阀42的打开和关闭，
[0027]温度传感器31和湿度传感器32采用一体的SHT11，光照強度传感器33采用数字式光照強度模块BH1750FVI，土壤含水量采集传感器35采用TDR-45V直流电压型传感器，冠层温度传感器35采用德国非接触式植物红外冠层温度温度传感器IR660A，
[0028]所述智能灌溉控制中心2具有本地服务器21、与ZigBee无线路由节点5实现通讯连接的ZigBee协调器装置22，所述ZigBee协调器装置22具有RF射频模块221、CC2530单片机222、LCD液晶显示器223、MiniUSB转串ロ 224和按键控制装置225，所述MiniUSB转串ロ 224通过RS232总线与本地服务器21连接，所述RF射频模块221通过该CC2591射频扩展装置连接CC2530单片机222，
[0029]温室环境參数采集单元3将采集到的模拟信号通过AD转换器转换成数字信号，并通过通过ZigBee无线路由节点5传送到ZigBee协调器装置22，
[0030]Zigbee是ー个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，每ー个Zigbee网络数传模块类似移动网络的一个基站，在整个网络范围内，它们之间可相互通信；每个网络节点间的距离从标准的75米左右，扩展后达到1500米左右，
[0031]且所述温室环境參数采集单元3中各传感器所获得信号均依次通过ZigBee无线路由节点5、ZigBee协调器装置22传输至本地服务器21中。
[0032]所述智能灌溉控制中心2中的本地服务器21具有GSM通信模块23，所述GSM通信模块23通过GSM / CDMA网络与移动手持终端6连接。
[0033]所述智能灌溉控制中心2中的本地服务器21通过Internet网络与多个远程PC主机7连接。
[0034]本实用新型采用基于Zigbee协议的无线收发技木，
[0035](I)可将多个温室内环境采集节点和灌溉执行节点的数据同时上传到本地的服务器端；
[0036](2)利用ZigBee无线网络的多跳、自组网功能，減少人工操作，脱离现场测试环境，同时实现了网络节点掉电重连的功能，即协调器重启时，节点无需重新启动，自动加入网络；
[0037](3)能够实现对多个温室进行定时、定向的实时控制；
[0038](4)该装置采用串ロ通信协议采用状态机机制，保证代码的高效稳定性执行，也即保证数据的精确性；
[0039](5)该装置添加IXD液晶显示模块实现指令发送状态显示、离开节点短地址显示，节点状态信息的显示；
[0040](6)该装置采用能够保存的历史数据构建和完善作物需水诊断模型，为后期不同作物不同时期需水量的准确判定做准备[0041](7)该装置具有自组网、控制方式灵活、人机交互方便而且采用GSM技术和以太网网络技术，对温室环境參数采集单元和温室灌溉执行机构进行远程的监视和智能控制。
[0042]本实用新型不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于ZigBee协议的多温室智能灌溉控制装置，包括由多个温室(I)组成的温室系统和智能灌溉控制中心(2)，其特征在于: 在所述温室(I)内设有多个温室环境參数采集单元(3)、至少ー个温室灌溉执行単元(4)和ZigBee无线路由节点(5)，所述温室环境參数采集单元(3)具有温度传感器(31)、湿度传感器(32)、光照強度传感器(33)、冠层温度传感器(34)和土壌含水量采集传感器(35)，所述温室灌溉执行単元⑷具有电磁阀驱动电路(41)，且所述电磁阀驱动电路(41)通过电磁阀(42)控制水泵(43)的开启或关闭动作， 所述智能灌溉控制中心(2)具有本地服务器(21)、与ZigBee无线路由节点(5)实现通讯连接的ZigBee协调器装置(22)，所述ZigBee协调器装置(22)具有RF射频模块(221)、CC2530单片机(222)、LCD液晶显示器(223)、MiniUSB转串(224)和按键控制装置(225)，所述MiniUSB转串(224)通过RS232总线与本地服务器(21)连接， 且所述温室环境參数采集单元(3)中各传感器所获得信号均依次通过ZigBee无线路由节点(5)、ZigBee协调器装置(22)传输至本地服务器(21)中。
2.如权利要求1所述基于ZigBee协议的多温室智能灌溉控制装置，其特征在于:所述智能灌溉控制中心⑵中的本地服务器(21)具有GSM通信模块(23)，所述GSM通信模块(23)通过GSM /⑶MA网络与移动手持终端(6)连接。
3.如权利要求1所述基于ZigBee协议的多温室智能灌溉控制装置，其特征在于:所述智能灌溉控制中心(2)中的本地服务器(21)通过Internet网络与多个远程PC主机(7)连接。
4.如权利要求1所述基于ZigBee协议的多温室智能灌溉控制装置，其特征在于:所述RF射频模块(221)通过该CC2591射频扩展装置连接CC2530单片机(222)。
【文档编号】G05B19/418GK203455705SQ201320586489
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年9月13日 优先权日:2013年9月13日
【发明者】李书琴, 徐杨, 陈保站, 范兴科, 蔚继承 申请人:西北农林科技大学