基于蓝牙技术的智能节水灌溉系统的制作方法

1.本实用新型涉及农业自动化技术领域，尤其是基于蓝牙技术的智能节水灌溉系统。


背景技术：

2.我国地域辽阔，但是水资源十分短缺，不仅人均占有量少，而且时空分布不均匀，水资源区域分布与生产力布局极不匹配。农业和园林绿化灌溉作为我国的用水大户，用水量约占水资源总量的65%，而且农业用水浪费十分严重，主要表现在：水资源污染严重、自然降水利用率低、灌溉用水利用系数低、农业用水的效率不高。因此，发展农业和园林绿化节水灌溉势在必行。
3.目前农业和园林绿化灌溉主要还是采取用沟灌、喷灌、滴灌等技术。而措施以上方法都需要人为操作或使用现有的简单定时器来完成，都不能精准系统的节水灌溉。如无法自动获取土壤湿度和是否有降雨数据，来判断灌溉区域内的土地是否达到灌溉需求，从而不能进行精准系统的自动节水灌溉作业。


技术实现要素：

4.本实用新型提出基于蓝牙技术的智能节水灌溉系统，通过多种灌溉模式和环境信息条件自动调整每次灌溉时间，一方面防止植物过度浇水，另一方面实现节约用水的目的。
5.本实用新型采用以下技术方案。
6.基于蓝牙技术的智能节水灌溉系统，所述灌溉系统包括灌溉决策模块和与之相连的设于灌溉区的灌溉控制器；所述灌溉控制器通过蓝牙通讯链路与智能手机进行无线连接，通过rf射频链路与设于灌溉区的土壤因素决策模块、空气因素决策模块、雨量信息传感器无线连接；
7.所述土壤因素决策模块根据灌溉区处的土壤状态通过rf射频链路向灌溉决策模块提交土壤灌溉决策；所述空气因素决策模块根据灌溉区处的空气状态通过rf射频链路向灌溉决策模块提交气象预报；所述雨量信息传感器通过rf射频链路向灌溉决策模块提交当前降雨量数据；所述灌溉决策模块根据收到的土壤灌溉决策、气象预报来决定是否启动对灌溉区的灌溉作业。
8.所述灌溉决策模块可通过移动数据网络或wifi网络与灌溉控制器相连；所述灌溉控制器、土壤因素决策模块、空气因素决策模块、雨量信息传感器以rf射频链路和蓝牙通讯链路组成无线通讯网。
9.所述灌溉决策模块还可以集成于灌溉控制器内；所述土壤因素决策模块包括土壤温度传感器、土壤湿度传感器和无线通讯模块；
10.所述空气因素决策模块包括空气温度传感器、空气湿度传感器和气压传感器；所述空气因素决策模块对灌溉区处的空气温度、空气湿度和气压进行监测并记录监测数据；所述空气因素决策模块通过分析所记录的监测数据来生成气象预报；
11.所述灌溉控制器可内置定时灌溉计划。
12.当灌溉区土壤湿度超过灌溉阈值时，所述土壤因素决策模块向灌溉控制器提交土壤灌溉决策和土壤湿度数据，使灌溉控制器在内部的数据缓存区中把灌溉区浇水标识标记为禁止灌区；
13.当灌溉区土壤湿度未超过灌溉阈值时，所述土壤因素决策模块向灌溉控制器提交土壤灌溉决策和土壤湿度数据，使灌溉控制器在内部的数据缓存区中把灌溉区浇水标识标记为允许灌区；
14.所述空气因素决策模块向灌溉决策模块提交的气象预报中，包括灌溉区的当前空气温度、当前空气湿度、当前气压及晴雨预报标识；
15.所述灌溉控制器对接收到的气象预报、当前雨量、土壤湿度数据和土壤灌溉决策进行缓存；所述灌溉控制器可内置定时灌溉计划。
16.所述晴雨预报标识的可设置值包括6至24小时内晴天或6至24小时内暴雨；当空气因素决策模块监测到灌溉区的环境湿度持续六小时低于40%，则空气因素决策模块把所提交的气象预报中的晴雨预报标识设为6至24小时内晴天；
17.当空气因素决策模块监测到灌溉区的环境气压在六小时内下降超过3hpa，则空气因素决策模块把所提交的气象预报中的晴雨预报标识设为6至24小时内暴雨。
18.当气象预报内的晴雨预报标识的内容为晴天时，灌溉控制器不考虑土壤湿度数据和土壤灌溉决策的内容，当灌溉控制器定时灌溉计划的定时任务到达执行时间时，启动浇水作业；
19.当气象预报内的晴雨预报标识的内容为暴雨时，若灌溉区浇水标识为允许浇水，则当定时灌溉计划的定时任务到达执行时间时，灌溉控制器启动浇水作业；
20.当气象预报内的晴雨预报标识的内容为暴雨时，若灌溉区浇水标识为禁止浇水，则当定时灌溉计划的定时任务到达执行时间时，灌溉控制器不执行当前的定时灌溉计划；
21.当灌溉控制器经雨量信息传感器查知当前雨量超过10mm时，则当定时灌溉计划的定时任务到达执行时间时，灌溉控制器不执行当前的定时灌溉计划。
22.所述灌溉控制器可以在控制器的存储器内缓存当前雨量、土壤湿度数据和土壤灌溉决策；
23.所述存储数据还包括灌溉状态、灌溉计划、每次灌溉用水量、气象信息和土壤状态信息；手机app可以通过蓝牙链路远程查看灌溉控制器的存储器存储数据。
24.所述手机app设有可对灌溉控制器的定时灌溉计划进行灌溉时长调整的交互界面。
25.所述灌溉控制器内置有高精度的流量传感器，所述流量传感器可以自动记录每次灌溉的用水量及累计用水量；
26.所述灌溉控制器通过流量传感器对设备的运行状态进行监控，当发现因阀门未正常关闭而造成的异常流量时，灌溉控制器向当前连接的管理人员手机app发送警告信息。
27.所述土壤因素决策模块、空气因素决策模块、雨量信息传感器均以内置电池供电，并通过rf射频链路向灌溉控制器上传当前剩余电池电量数据；所述灌溉控制器可把土壤因素决策模块、空气因素决策模块、雨量信息传感器的剩余电池电量数据上传至当前连接的手机app。
28.本实用新型的优点在于：
29.1、本案中所采用的技术是低功耗射频组网技术，蓝牙灌溉控制器、土壤温湿度传感器、空气温湿度气压传感器、雨量信息传感器都采用电池供电，低功耗待机时间更长，可以布置在室外任意的地方，而且采用低频射频通信，具有较强的穿透性和传输距离，可以扩大产品的覆盖范围。
30.2、现有的灌溉控制器有的只能连接有线的传感器，安装位置必须限制在灌溉控制器周边；或者是获取网上气象信息，与灌溉区域的实际灌溉环境存在着差异。本发明可以根据实际需要选择扩展土壤温湿度传感器、空气温湿度气压传感器、雨量信息传感器等传感器，传感器都采用无线通信，没有安装位置的限制。所有的数据都是本地上传给灌溉控制器，做为灌溉控制器自动调整灌溉计划执行的判断条件，实现节水灌溉的目的。
31.3、现有同类灌溉控制器都大多没有内置水流传感器，有内置的也是精度不高，小流量时无法获取流量值。本案优势之一，在于内置高精度水流传感器，可以对用水量进行监控，统计最后一次用水量及累计用水量，并通过蓝牙通讯控制技术上报到手机app上进行查看，此外，基于水量监控功能，还实现对设备运行状态进行监控，当阀门未正常关闭时，可以向用户的手机app推送警告信息，防止水资源浪费。
附图说明
32.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步详细的说明：
33.附图1是本实用新型的原理示意图；
34.附图2是灌溉控制器的原理示意图（集成灌溉决策模块）；
35.附图3是本实用新型中各类传感器的原理示意图；
36.附图4是土壤因素决策模块的示意图；
37.附图5是灌溉控制器的示意图；
38.图中：1
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灌溉控制器；2
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雨量信息传感器；3
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土壤因素决策模块；4
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空气因素决策模块；5
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蓝牙通讯链路；6
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rf射频链路；7
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智能手机。
具体实施方式
39.如图1
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5所示，基于蓝牙技术的智能节水灌溉系统，所述灌溉系统包括灌溉决策模块和与之相连的设于灌溉区的灌溉控制器1；所述灌溉控制器通过蓝牙通讯链路5与智能手机7进行无线连接，通过rf射频链路6与设于灌溉区的土壤因素决策模块3、空气因素决策模块4、雨量信息传感器2无线连接；
40.所述土壤因素决策模块根据灌溉区处的土壤状态通过rf射频链路向灌溉决策模块提交土壤灌溉决策；所述空气因素决策模块根据灌溉区处的空气状态通过rf射频链路向灌溉决策模块提交气象预报；所述雨量信息传感器通过rf射频链路向灌溉决策模块提交当前降雨量数据；所述灌溉决策模块根据收到的土壤灌溉决策、气象预报来决定是否启动对灌溉区的灌溉作业。
41.所述灌溉决策模块可通过移动数据网络或wifi网络与灌溉控制器相连；所述灌溉控制器、土壤因素决策模块、空气因素决策模块、雨量信息传感器以rf射频链路和蓝牙通讯链路组成无线通讯网。
42.所述灌溉决策模块还可以集成于灌溉控制器内；所述土壤因素决策模块包括土壤温度传感器、土壤湿度传感器和无线通讯模块；
43.所述空气因素决策模块包括空气温度传感器、空气湿度传感器和气压传感器；所述空气因素决策模块对灌溉区处的空气温度、空气湿度和气压进行监测并记录监测数据；所述空气因素决策模块通过分析所记录的监测数据来生成气象预报；
44.所述灌溉控制器可内置定时灌溉计划。
45.当灌溉区土壤湿度超过灌溉阈值时，所述土壤因素决策模块向灌溉控制器提交土壤灌溉决策和土壤湿度数据，使灌溉控制器在内部的数据缓存区中把灌溉区浇水标识标记为禁止灌区；
46.当灌溉区土壤湿度未超过灌溉阈值时，所述土壤因素决策模块向灌溉控制器提交土壤灌溉决策和土壤湿度数据，使灌溉控制器在内部的数据缓存区中把灌溉区浇水标识标记为允许灌区；
47.所述空气因素决策模块向灌溉决策模块提交的气象预报中，包括灌溉区的当前空气温度、当前空气湿度、当前气压及晴雨预报标识；
48.所述灌溉控制器对接收到的气象预报、当前雨量、土壤湿度数据和土壤灌溉决策进行缓存；所述灌溉控制器可内置定时灌溉计划。
49.所述晴雨预报标识的可设置值包括6至24小时内晴天或6至24小时内暴雨；当空气因素决策模块监测到灌溉区的环境湿度持续六小时低于40%，则空气因素决策模块把所提交的气象预报中的晴雨预报标识设为6至24小时内晴天；
50.当空气因素决策模块监测到灌溉区的环境气压在六小时内下降超过3hpa，则空气因素决策模块把所提交的气象预报中的晴雨预报标识设为6至24小时内暴雨。
51.当气象预报内的晴雨预报标识的内容为晴天时，灌溉控制器不考虑土壤湿度数据和土壤灌溉决策的内容，当灌溉控制器定时灌溉计划的定时任务到达执行时间时，启动浇水作业；
52.当气象预报内的晴雨预报标识的内容为暴雨时，若灌溉区浇水标识为允许浇水，则当定时灌溉计划的定时任务到达执行时间时，灌溉控制器启动浇水作业；
53.当气象预报内的晴雨预报标识的内容为暴雨时，若灌溉区浇水标识为禁止浇水，则当定时灌溉计划的定时任务到达执行时间时，灌溉控制器不执行当前的定时灌溉计划；
54.当灌溉控制器经雨量信息传感器查知当前雨量超过10mm时，则当定时灌溉计划的定时任务到达执行时间时，灌溉控制器不执行当前的定时灌溉计划。
55.所述灌溉控制器可以在控制器的存储器内缓存当前雨量、土壤湿度数据和土壤灌溉决策；
56.所述存储数据还包括灌溉状态、灌溉计划、每次灌溉用水量、气象信息和土壤状态信息；手机app可以通过蓝牙链路远程查看灌溉控制器的存储器存储数据。
57.所述手机app设有可对灌溉控制器的定时灌溉计划进行灌溉时长调整的交互界面。
58.所述灌溉控制器内置有高精度的流量传感器，所述流量传感器可以自动记录每次灌溉的用水量及累计用水量；
59.所述灌溉控制器通过流量传感器对设备的运行状态进行监控，当发现因阀门未正
常关闭而造成的异常流量时，灌溉控制器向当前连接的管理人员手机app发送警告信息。
60.所述土壤因素决策模块、空气因素决策模块、雨量信息传感器均以内置电池供电，并通过rf射频链路向灌溉控制器上传当前剩余电池电量数据；所述灌溉控制器可把土壤因素决策模块、空气因素决策模块、雨量信息传感器的剩余电池电量数据上传至当前连接的手机app。
61.实施例：
62.本实用新型所述的灌溉控制器能将缓存的本地气象信息、土壤信息、降雨信息上传云平台，可以通过手机app连接云平台，或是通过现场人员手机蓝牙连接灌溉控制器，来远程查看灌溉状态、设定灌溉计划、查看每次灌溉用水量、查看气象信息、土壤信息，还可以查看土壤因素决策模块、空气因素决策模块、雨量信息传感器的内置电池剩余电量，当电量不足时及时通知现场人员更换电池。
63.灌溉控制器通过控制灌溉区的水路开关对灌溉作业进行控制。
64.在本实用新型所述的 app上用于交互的智能场景界面，可以设定执行条件，如：当天气预报为晴且当前湿度小于app界面上的设定值时，可以增加30%灌溉时间，或当降雨量大于3mm且小于7mm时，可以减少50%灌溉时间，一方面既能保证了植物生长所需的水份，另一方面又能实现节水的目的。
65.本例中，土壤因素决策模块、空气因素决策模块均内置mcu作为主控模块用于分析数据。