CN104663369A - 一种智能灌溉*** - Google Patents

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CN104663369A
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CN201510123563.4A
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李家春
陈跃威
何雪
邹中妃
胡捷
曹纪超
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Guizhou University
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Guizhou University
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G25/00—Watering gardens, fields, sports grounds or the like
    • A01G25/16—Control of watering
    • A01G25/167—Control by humidity of the soil itself or of devices simulating soil or of the atmosphere; Soil humidity sensors

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Alarm Systems (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种智能灌溉***，包括主控制节点和多个次控制节点，所述主控制节点和次控制节点分别设置有通讯模块，用于实现所述主控制节点与各个次控制节点相互通信，主控制节点上设置有第一数据处理模块以及分别与第一数据处理模块相连接的监测模块、电磁阀控制模块以及报警提示装置，次控制节点上设置有用于采集环境数据传感器以及第二数据处理模块。本发明通过多个次控制节点采集土壤墒情数据并传送至主控制节点，主控制节点结合区域所种植物的特点以及各个次控制节点采集的土壤墒情数据分析是否需要灌溉并进行相应的控制，实现了一点对多点的控制，突破山地等复杂地形的限制，实现远程控制，克服了现有技术的不足。

Description

一种智能灌溉***
技术领域
本发明涉及一种智能灌溉***，属于节能节水灌溉技术领域。
背景技术
我国是一个农业大国，在农业用水方面需求很大，由于地形问题，我国西南地区仍处于水资源匮乏状态且水资源利用率也较低，山地经济作物的有效灌溉是这些地区目前面临的一个较大问题，现有的灌溉大多属于粗放型灌溉，将地下水或者河水直接通过水泵或水渠引入缺水地块，造成很大程度上的浪费，且不具备实时性，往往在人们发现干旱后才进行操作，但这种时候已经对作物的正常生长造成一定的影响。同时受到山地地形限制，在每个种植区域安装灌溉控制设备或者实现统一控制非常困难。因此一种适合于山地作物的灌溉技术亟待发展并推广。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种智能灌溉***，实现一点对多点的控制，突破山地等复杂地形的限制，实现远程控制，以克服现有技术的不足。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种智能灌溉***，包括：主控制节点和多个次控制节点，所述主控制节点和次控制节点分别设置有通讯模块，用于实现所述主控制节点与各个次控制节点相互通信；
所述主控制节点包含：监测模块，用于采集灌溉区域的环境以及灌溉装置的工作状况；第一数据处理模块，用于处理次控制节点采集的环境数据和主控制节点上监测模块所采集的数据，并发出控制指令；电磁阀控制模块，用于对电磁阀进行控制；报警提示装置，用于进行相应的报警和提示；所述监测模块、电磁阀控制模块和报警提示装置分别于第一数据处理模块连接；
所述次控制节点包含：传感器，用于采集环境数据；第二数据处理模块，用于处理传感器采集的环境数据并将数据通过通讯模块传输至主控制节点；所述传感器与第二数据处理模块连接。
优选地，所述的一种智能灌溉***还包括监控站，用于接收和监控主控制节点的数据并实现相应的控制；设置在主控制节点上的GPRS模块，采用TCP/IP通信协议，用于主控制节点与监控站之间相互通信连接，所述GPRS模块与所述第一数据处理模块连接，GPRS模块采用SIM900-A芯片，这款芯片支持数据透明和短信传输模式，性能强大且功耗低。
优选地，所述监控站包括计算机终端和手机终端。
优选地，所述主控制节点上设置有蓝牙模块，所述手机终端可以通过蓝牙模块对***进行控制，所述蓝牙模块与所述第一数据处理模块连接。
优选地，所述通讯模块采用NRF24L01+PA+LAN无线芯片。
优选地，所述第一数据处理模块与第二数据处理模块采用STM32系列芯片，STM32系列芯片的低功耗模式可以把***的功耗降到最低的状态。
优选地，所述报警提示装置采用蜂鸣器，所述监测模块包括摄像头、压力传感器和流量传感器，摄像头用于拍摄现场图片，压力传感器和流量传感器监测灌溉装置的工作状况，蜂鸣器用来报警和提示现场的工作人员。
优选地，所述次控制节点的传感器包括土壤温度传感器、土壤湿度传感器、PH值传感器和空气湿度传感器，可以实时采集所控制区域土壤的墒情。
优选地，所述主控制节点和所述次控制节点分别设置有风光电互补供电模块，用于提供电源，可以省去繁琐的电线搭接，适合山地区域种植。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
（1）每个种植区域，只需通过一个主控制节点和几个次控制节点来实现控制，实现一点对多点的控制，突破山地等复杂地形的限制。
（2）次控制节点实时采集土壤墒情，通过主控制节点结合该区域所种植的植物的特点和各次控制节点采集的土壤墑情数据来准确分析是否需要灌溉，保证了灌溉的准确性和及时性。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明主控制节点的优选方案示意图；
图3是本发明次控制节点的优选方案示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对发明进行进一步介绍：
一种智能灌溉***，包括主控制节点和多个次控制节点，分别设置有通讯模块用于主控制节点与各个次控制节点之间的通信连接，所述通讯模块采用NRF24L01+PA+LAN无线芯片。还包括监控站和设置在主控制节点上的GPRS模块，监控站包括计算机终端和手机终端，用于接收和监控主控制节点的数据并实现相应的控制，监控站与主控制节点通过GPRS模块连接。GPRS模块采用SIM900-A芯片。
主控制节点主要包括第一数据处理模块以及与第一数据处理模块相连接的监测模块、电磁阀控制模块以及报警提示装置。所述第一数据处理模块采用STM32系列芯片。所述监测模块包括压力传感器、流量传感器和摄像头，用于灌溉区域的环境以及灌溉装置的工作状况。电磁阀控制模块，用于对电磁阀进行控制。报警提示装置采用蜂鸣器，用于灌溉时进行相应的报警和提示。主控制节点上还设置有蓝牙模块，蓝牙模块与第一数据处理模块连接，用户可以用手机终端通过为该灌溉***开发的手机APP软件对该灌溉***进行蓝牙控制，蓝牙模块采用HC-05模块。
次控制节点主要包括用于采集环境数据的传感器和用于处理第二数据处理模块用于传感器的数据并将数据通过通讯模块传输至主控制节点。传感器包括土壤温度传感器、土壤湿度传感器、PH值传感器和空气湿度传感器。
主控制节点与各个次控制节点分别设置有风光电互补供电模块，用于提供电源。
本发明的工作原理是：山地上的每个种植区域，只需通过一个主控制节点和几个次控制节点来实现控制。工作时，次控制节点通过传感器采集所控制区域种植植物的土壤墒情，例如：土壤的温度、湿度、PH值以及空气的湿度等，经过第二数据处理器处理之后，然后通过NRF24L01+PA+LAN无线芯片发送到主控制节点上，主控制节点的第一数据处理器即STM32芯片结合该区域所种植的植物的特点和各次控制节点采集的土壤墑情数据来准确分析是否需要灌溉。
当分析出土壤墒情不满足该区域所种植物这一阶段的生长要求时，蜂鸣器会产生报警，提示在现场的农民此时需要灌溉，同时还会发送报警信息到具有权限的用户手机终端上。
当此区域的灌溉模式为自动灌溉时，主控制节点上STM32芯片会自动通过电磁阀控制模块打开电磁阀，直到土壤墒情满足要求后自动关闭电磁阀。
同时主控制节点也可以通过GPRS模块实时发送反应该区域的土壤墑情和摄像头拍摄的现场图片到监控站的计算机终端上，通过计算机终端进行控制。具有手机控制权限的用户随时可以发送信息给主控制节点查询各传感器的值、控制电磁阀的开关以及关闭报警信号。当用户处在某一区域时，打开手机通过蓝牙模块匹配即可控制电磁阀的开关。

Claims (9)

1.一种智能灌溉***，其特征在于，包括：主控制节点和多个次控制节点，所述主控制节点和次控制节点分别设置有通讯模块，用于实现所述主控制节点与各个次控制节点相互通信；
所述主控制节点包含：监测模块，用于采集灌溉区域的环境以及灌溉装置的工作状况；第一数据处理模块，用于处理次控制节点采集的环境数据和主控制节点上监测模块所采集的数据，并发出控制指令；电磁阀控制模块，用于对电磁阀进行控制；报警提示装置，用于进行相应的报警和提示；所述监测模块、电磁阀控制模块和报警提示装置分别于第一数据处理模块连接；
所述次控制节点包含：传感器，用于采集环境数据；第二数据处理模块，用于处理传感器采集的环境数据并将数据通过通讯模块传输至主控制节点；所述传感器与第二数据处理模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能灌溉***，其特征在于：还包括监控站，用于接收和监控主控制节点的数据并实现相应的控制；设置在主控制节点上的GPRS模块，采用TCP/IP通信协议，用于主控制节点与监控站之间相互通信连接，所述GPRS模块与所述第一数据处理模块连接。
3.根据权利要求2所述的一种智能灌溉***，其特征在于：所述监控站包括计算机终端和手机终端。
4.根据权利要求3所述的一种智能灌溉***，其特征在于：所述主控制节点上设置有蓝牙模块，所述手机终端可以通过蓝牙模块对***进行控制，所述蓝牙模块与所述第一数据处理模块连接。
5.根据权利要求1所述的一种智能灌溉***，其特征在于：所述通讯模块采用NRF24L01+PA+LAN无线芯片。
6.根据权利要求1所述的一种智能灌溉***，其特征在于：所述第一数据处理模块与第二数据处理模块采用STM32系列芯片。
7.根据权利要求1所述的一种智能灌溉***，其特征在于：所述报警提示装置采用蜂鸣器，所述监测模块包括摄像头、压力传感器和流量传感器。
8.根据权利要求1所述的一种智能灌溉***，其特征在于：所述次控制节点的传感器包括土壤温度传感器、土壤湿度传感器、PH值传感器和空气湿度传感器。
9.根据权利要求1所述的一种智能灌溉***，其特征在于：所述主控制节点和所述次控制节点分别设置有风光电互补供电模块，用于提供电源。
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Cited By (6)

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CN106359023A (zh) * 2016-09-13 2017-02-01 叶永伟 一种基于物联网的农业灌溉***
CN106841567A (zh) * 2017-01-18 2017-06-13 清华大学 一种采用无线数据传输的紧凑低耗土壤水分自动检测仪
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