一种灌溉控制系统的制作方法

文档序号:17843316发布日期:2019-06-11 21:27阅读:158来源:国知局

本发明涉及灌溉技术领域,尤其涉及一种灌溉控制系统。



背景技术:

在中国农业用水量约占总用水量的80%左右,由于农业灌溉效率普遍低下,水的利用率仅为45%,而水资源利用率高的国家已达70%~80%,因而,解决农业灌溉用水的问题,对于缓解水资源的紧缺是非常重要的,这个时候智能又节能的农业灌溉系统就显得尤为重要。



技术实现要素:

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷,提供一种灌溉控制系统。

一种灌溉控制系统,包括:用于检测土地湿度的若干个传感器,所述若干个传感器通过数据采集节点采集数据信息并通过无线模块传送给路由器,路由器将信息再传送给协调器,协调器将传感器采集的信息发送给上位机,供上位机进行分析处理,上位机再根据分析的结果控制阀门的起闭。

进一步地,如上所述的灌溉控制系统,所述无线模块采用cc2530结合cc2591的zigbee射频收发器作为无线传输模块。

进一步地,如上所述的灌溉控制系统,所述上位机用于完成数据处理、数据显示、数据采集节点状态监视、阀门控制以及数据库记录。

进一步地,如上所述的灌溉控制系统,所述上位机将获取的传感器信息与预先设定的参数进行比较,若低于设定值则向阀门节点发送开阀门指令,关闭阀门时,由时间定时器控制其关闭。

有益效果:

本发明通过将检测土地湿度的若干个传感器检测到的数据通过无线模块传送给上位机,供上位机完成数据处理显示、节点状态监视、阀门控制以及数据库记录,从而实现了农业灌溉系统的智能化。

附图说明

图1为本发明灌溉控制系统结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

图1为本发明灌溉控制系统结构图,如图1所示,本发明提供一种灌溉控制系统,包括:用于检测土地湿度的若干个传感器,所述若干个传感器通过数据采集节点采集数据信息并通过无线模块传送给路由器,路由器将信息再传送给协调器,协调器将传感器采集的信息发送给上位机,供上位机进行分析处理,上位机再根据分析的结果控制阀门的起闭。所述无线模块采用cc2530结合cc2591的zigbee射频收发器作为无线传输模块。

本系统利用无线传感器网络来实现灌溉用水的远程控制。无线传感器网络是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,目的是协作探测、处理和传输网络覆盖区域内感知对象的监测信息,并报告给用户。利用zigbee无线传输协议技术,构成无线传感器网络,并经上位机分析处理,及时控制灌溉阀门的开闭,从而达到精确灌溉的目的。

1.系统总体结构

该网络采用树状结构,整个系统包括上位机监控、zigbee协调设备(网关节点)、无线路由设备、无线传感器(wsn)节点以及阀门控制设备等组成。无线传感器节点根据上位机设定的采样间隔来采集传感器的数据并通过无线路由设备转发至网关。网关节点则需要检查该网络中所有节点的状态,例如:是否在线、健康状态、上传数据间隔及网络拓扑情况等。网关节点接收数据后通过rs232接口上传至上位监控机,即客户端。在客户端编写图形化的操作界面,负责接收各节点的工作数据,进行分析、处理、存储,并根据分析结果确定是否需要发送阀门控制指令,更新阀门状态。阀门控制设备则随时接收阀门控制指令,并根据指令来开启或关闭电磁阀。

2.系统硬件设计

该系统主要包括协调器设备节点、路由设备节点和数据采集控制节点3种zigbee节点,这3种节点都采用了同样的电路设计,通过写入不同的程序来完成不同的功能,其硬件均由集成zigbee模块来构成。

系统zigbee射频收发器采用了cc2530结合cc2591无线模块,其外观体积较小,且性能也十分优越,天线采用2.4g内置增益天线,增益为3db,实测最远距离可达到1000m,工作电压为2v-3.6v,有着5个不同的运行模式,功耗很低,并且其引出全部都可以外界端口。

3.系统软件设计

该系统的软件设计主要包括上位机程序设计、传感器节点程序设计、阀门控制程序设计和网关节点程序设计4个部分。

(1)上位机程序设计

上位机软件主要完成数据处理显示、节点状态监视、阀门控制以及数据库记录等功能。阀门控制的基本过程是:灌溉需水信息通无线传感器网络过传送至上位机,与用户设定的参数进行比较,若低于设定值则向阀门节点发送开阀门指令;考虑到水分的下渗需要一定的时间,因此,关阀门的指令由时间定时器控制,即灌溉一定时间后发送关阀门指令。同时,水分数据的采集间隔应大于灌溉时间,从而避免循环检测。

(2)阀门控制程序设计

阀门控制程序的主要任务是接收网关控制命令,控制阀门开关,同时上传自己的当前网络状态。

(3)网关节点程序设计

网关节点的主要任务是组建网络,分析网络中各节点的信息、数据进行处理,并将相关数据上传上位机,同时接收上位机对应命令。

4.总结

该系统采用低功耗无线节点和高效的无线传感器网络技术,可有效提高节水灌溉系统的可靠性和经济性。经长时间无间断的实验测试后,控制系统工作可靠,阀门动作较为及时,可满足当前灌溉系统的需要。该方案采用的无线控制技术成本较低,工作可靠,适用于规模化灌溉系统控制,具有一定的推广价值。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。



技术特征:

技术总结
本发明提供一种灌溉控制系统,包括:用于检测土地湿度的若干个传感器,所述若干个传感器通过数据采集节点采集数据信息并通过无线模块传送给路由器,路由器将信息再传送给协调器,协调器将传感器采集的信息发送给上位机,供上位机进行分析处理,上位机再根据分析的结果控制阀门的起闭。本发明通过将检测土地湿度的若干个传感器检测到的数据通过无线模块传送给上位机,供上位机完成数据处理显示、节点状态监视、阀门控制以及数据库记录,从而实现了农业灌溉系统的智能化。

技术研发人员:曹永翔;夏朝辉;李红星;张振师;余海龙;张乃畅
受保护的技术使用者:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
技术研发日:2019.01.28
技术公布日:2019.06.07
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