一种基于NB-IoT的自动灌溉系统的制作方法

本实用新型涉及灌溉系统，尤其涉及一种基于nb-iot的自动灌溉系统。

背景技术：

目前在园林绿化领域，灌溉植被通常使用自动灌溉系统，是用4g、无线等通讯技术来传输通讯，系统功耗都非常大。nb-iot是iot领域一个新兴的技术，构建于蜂窝网络，只消耗大约180khz的带宽，支持低功耗系统在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(lpwan)。nb-iot支持待机时间长、对网络连接要求较高系统的高效连接。据说nb-iot系统电池寿命可以提高至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。因此，本领域的技术人员致力于开发一种基于nb-iot的自动灌溉系统。

技术实现要素：

鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是如何降低自动灌溉系统的系统的功耗。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于nb-iot的自动灌溉系统，包括nb-iot通讯模块、控制mcu模块、土壤干湿度感应模块、电磁阀控制模块和电压采集电路模块，控制mcu模块被设置为接收土壤干湿度感应模块传出的土壤干湿度信息，控制mcu模块通过nb-iot通讯模块将土壤干湿度信息传送至后台，土壤干湿度信息与后台中预设参考值相比较，若土壤干湿度信息达到预设参考值区间，后台的程序则会自动根据预设值得出灌溉时间并转换为控制信息，后台通过nb-iot通讯模块将控制信息反馈至控制mcu模块，控制mcu模块将控制信息传送给电磁阀控制模块，电磁阀控制模块获得指令后自动开启和关闭阀门实自动灌溉功能，电压采集电路模块对自动灌溉系统进行供电。

进一步的，控制mcu模块设置为5分钟检测一次土壤干湿度并上传数据且接收后台指令。

进一步的，土壤干湿度感应模块包括土壤干湿传感器，土壤干湿传感器由不锈钢探头和防水探头组成。

进一步的，电压采集电路模块可接220v的市电，也可支持电池供电或太阳能供电。

进一步的，电池供电的电压为12v。

进一步的，控制mcu模块通过nb-iot通讯模块将土壤干湿度信息传送至后台，土壤干湿度信息与后台中预设参考值相比较，由于预设参考值存在误差，为了避免误差通过后台来进行远程手动开启或关闭灌溉。

进一步的，远程手动开启灌溉的时间为0～5分钟。

技术效果

与现有技术相比，nb-iot聚焦小数据量、小速率应用，因此nb-iot设备功耗可以做到非常小，设备续航时间可以从过去的几个月大幅提升到几年，在加上使用太阳能电池板充电可以使设备对于功耗需求降至更低。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本实用新型的一个较佳实施例的基于nb-iot的自动灌溉系统的示意图。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本实用新型的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本实用新型可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本实用新型的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

如图1所示，基于nb-iot的自动灌溉系统，包括nb-iot通讯模块1、控制mcu模块2、土壤干湿度感应模块3、电磁阀控制模块4和电压采集电路模块5。nb-iot通信模块1是用来实现远程数据传输和远程数据控制下发控制(默认数据上传周期为5分钟)。控制mcu模块2是用来实现数据采集上传与指令下发工作。nb-iot通信模块1、土壤干湿度感应模块3、电磁阀控制模块4、电压采集电路模块5与控制mcu模块2之间能简单地采用同步串行的方式进行通信。土壤干湿度感应模块3的土壤干湿传感器由不锈钢探头和防水探头组成，它可以在线监测土壤表层和深层的水分，通过数据采集，可作为自动灌溉的阈值达到某特定数值时候系统自动灌溉。电磁阀控制模块4通过mcu获得指令后自动开启、关闭阀门实现自动灌溉功能。电压采集器电路模块5是用来实现系统可接市电(220v)也可通过电池供电(12v)以应付在不同供电环境下都能正常使用。

在基于nb-iot的自动灌溉系统使用中，因为土壤干湿度变化是线性趋势变化，控制mcu模块2现在设置为5分钟检测一次土壤干湿度并上传数据且接收后台指令。系统在工作时，首先通过土壤干湿度感应模块3的传感器采集待灌溉区域土壤干湿度实际信号，经a/d转换成数字信息，并将此信息传入到控制mcu模块2。控制mcu模块2通过nb-iot通讯模块1把信息传至后台，与后台中预设参考值相比较，若达到参考值区间则会自动根据预设值得出灌溉时间并转换为控制信息，后台将控制信息传给控制mcu模块2，控制mcu模块2将控制信息传给电磁阀控制模块4，电磁阀控制模块4根据控制信息来控制开启电磁阀门时间，从而实现自动灌溉功能。达到控制信息内的时间后电磁阀控制模块4将自动关闭电磁阀完成灌溉，进入休眠模式等待下一轮系统工作周期。因为预设参考值只是具有参考价值有可能存在误差，为了避免误差可以通过后台来进行远程手动开启关闭灌溉，可选择开启时间0～5分钟。

本系统完成全过程的自动灌溉涉及到的编辑程序为：

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

技术特征：

1.一种基于nb-iot的自动灌溉系统，其特征在于，包括：

nb-iot通讯模块，所述nb-iot通信模块用来实现远程数据传输和远程数据控制下发控制；

土壤干湿度感应模块，所述土壤干湿度感应模块的土壤干湿传感器由不锈钢探头和防水探头组成，所述土壤干湿传感器能够在线监测土壤表层和深层的水分；

电磁阀控制模块，所述电磁阀控制模块通过mcu获得指令后自动开启、关闭阀门实现自动灌溉功能；

电压采集电路模块，所述电压采集电路模块用来实现系统可接市电或电池供电，以应付在不同供电环境下都能正常使用；

控制mcu模块，所述控制mcu模块被设置为接收所述土壤干湿度感应模块传出的土壤干湿度信息，所述控制mcu模块通过所述nb-iot通讯模块将所述土壤干湿度信息传送至后台。

2.如权利要求1所述的自动灌溉系统，其中，所述控制mcu模块设置为5分钟检测一次土壤干湿度并上传数据且接收后台指令。

3.如权利要求1所述的自动灌溉系统，其中，所述土壤干湿度感应模块包括土壤干湿传感器，所述土壤干湿传感器包括不锈钢探头和防水探头。

4.如权利要求1所述的自动灌溉系统，其中，所述电压采集电路模块可接220v的市电，也可支持电池供电或太阳能供电。

5.如权利要求4所述的自动灌溉系统，其中，所述电池供电的电压为12v。

6.如权利要求1所述的自动灌溉系统，其中，所述控制mcu模块通过所述nb-iot通讯模块将所述土壤干湿度信息传送至后台，所述土壤干湿度信息与后台中预设参考值相比较，由于预设参考值存在误差，为了避免误差通过后台来进行远程手动开启或关闭灌溉。

7.如权利要求6所述的自动灌溉系统，其中，所述远程手动开启灌溉的时间为0～5分钟。

技术总结
本实用新型公开了一种基于NB‑IoT的自动灌溉系统，包括NB‑IoT通讯模块、控制MCU模块、土壤干湿度感应模块、电磁阀控制模块和电压采集电路模块，控制MCU模块被设置为接收土壤干湿度感应模块传出的土壤干湿度信息，控制MCU模块通过NB‑IoT通讯模块将土壤干湿度信息传送至后台，后台通过NB‑IoT通讯模块将控制信息反馈至控制MCU模块，控制MCU模块将控制信息传送给电磁阀控制模块。NB‑IoT聚焦小数据量、小速率应用，因此NB‑IoT设备功耗可以做到非常小，设备续航时间可以从过去的几个月大幅提升到几年。

技术研发人员：张恩;蔡蓉宾;金莉;卢意祺
受保护的技术使用者：上海城建城市运营(集团)有限公司
技术研发日：2019.06.19
技术公布日：2020.09.25