CN201905101U - 基于ZigBee和GPRS的远程果园智能灌溉*** - Google Patents

基于ZigBee和GPRS的远程果园智能灌溉*** Download PDF

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侯加林
束怀瑞
郎需强
王华田
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Abstract

本实用新型涉及一种基于ZigBee和GPRS的远程果园智能灌溉***，包括ZigBee无线网络、GPRS数据终端、移动/联通基站、Internet数据服务器和客户终端；ZigBee无线网络由多个ZigBee无线网络单个节点组成；每个ZigBee无线网络单个节点包括主控制器、SRWF-1土壤水分传感器、零压启动电磁阀、太阳能电池板、ZigBee无线通信和数据缓存。本实用新型拥有自动控制模式，可以实现足不出户对整个果园进行灌溉，还可以利用数据查询***和打印***随时记录整个果园的灌溉信息，在现代农业生产中具有举足轻重的使用价值和广阔的市场推广前景。

Description

基于ZigBee和GPRS的远程果园智能灌溉***
(一)技术领域
本实用新型涉及一种基于ZigBee和GPRS的远程果园智能灌溉***，由ZigBee无线网络自动组网，通过GPRS数据终端链接Internet数据服务器实现远程果园土壤智能合理灌溉，属于远程测控***。
(二)背景技术
目前我国绝大部分地区还停留在采用人工监测旱情的阶段，对旱情的认识仅仅是个人感性认识，决定灌溉与否也仅仅是根据个人经验。这样就可能引发因灌溉不合理而导致的水资源的浪费的现象，同时因人为操作疏忽忘记关水闸造成水资源大量流失的现象。
随着我国经济社会的发展，现代果园管理正趋向规模化、集中化方向发展。因此常常需要对众多观测点进行数据实时监测，将获得的大部分监测数据需要实时发送到管理中心的后端服务器进行处理。由于监测点分散，分布范围广，通过普通的有线数据传输往往事倍功半。
最近几年正在日益兴起的ZigBee无线网络技术逐步走向成熟，它由大量的ZigBee无线普通节点与一个或几个汇聚节点组成，普通节点之间通过ZigBee无线传输方式进行数据交互。节点间是能够根据环境自主完成指定任务的智能型网络***。其中，普通ZigBee无线节点负责数据的采集，同时也可担当传输的路由节点。大量ZigBee无线节点的数据信息通过多跳或单跳传到汇聚节点并由汇聚节点进行数据的融合、处理。然后通过GPRS数据终端汇集到Internet数据服务器。
(三)实用新型内容
本实用新型的目的是为了使ZigBee无线网络和GPRS数据终端能够同时应用在远程果园智能灌溉***中而研究的，利用ZigBee无线网络节点携带的SRWF-1土壤水分传感器来获取远程果园土壤水分数据信息；通过GPRS数据终端把信息传送到Internet数据服务器，再由Internet数据服务器分析所获信息，结合零压启动电磁阀实现远程果园的智能灌溉。
本实用新型包括ZigBee无线网络、GPRS数据终端、移动/联通基站、Internet数据服务器和客户终端；所述的ZigBee无线网络由多个ZigBee无线网络单个节点组成；所述的每个ZigBee无线网络单个节点包括：主控制器、SRWF-1土壤水分传感器、零压启动电磁阀、太阳能电池板、ZigBee无线通信和数据缓存。
所述的每个ZigBee无线网络单个节点分布4个SRWF-1土壤水分传感器，分别放置在地下10cm、20cm、40cm和60cm处；每个灌溉区域安放2-3个ZigBee无线网络单个节点；采用多点分层数据融合技术，通过分层模糊比对方法得出现在土壤中水分含量情况，进行相应的灌溉处理。
本实用新型是一种基于ZigBee和GPRS的远程果园智能灌溉***，可以担当由多个ZigBee无线网络单个节点组成的汇聚节点，完成ZigBee无线网络内部数据采集以及与Internet数据服务器之间的信息通信，也可以作为一个独立的***完成远程SRWF-1土壤水分传感器信息采集和传输工作。
本实用新型有效的解决了现实生活中经常采用漫灌、渠灌、喷灌等浪费水资源严重的现象，而且可以根据果园需水量进行精准灌溉，实现了数字化、精量化农业。该实用新型拥有自动控制模式，用户可以足不出户对整个果园进行灌溉，同时它还可以利用数据查询***和打印***随时记录整个果园的灌溉信息，在现代农业生产中具有举足轻重的使用价值和广阔的市场推广前景。
(四)附图说明
图1是基于ZigBee和GPRS的远程果园智能灌溉***的流程示意图；
图2是ZigBee无线网络单个节点***结构图；
图3是基于ZigBee和GPRS的远程果园智能灌溉***安装示意图；
图中1SRWF-1土壤水分传感器 2零压启动电磁阀 3ZigBee无线网络 4GPRS数据终端 5移动/联通基站 6Internet数据服务器 7客户终端 8太阳能电池板 9主控制器 10滴灌水管
(五)具体实施方式
本实用新型选用的GPRS数据终端是由北京华腾通宇公司生产的GPRS modem；主控制器选用的是Atmel公司生产的低电压、高性能CMOS 16位M128芯片；ZigBee无线网络采用移植了简化版ZigBee协议栈的CC2430单片机。
本实用新型工作的Internet数据服务器架构在Widows Server 2003操作***上，数据接收软件是采用Visual C++6.0编写，Internet数据服务器动态网页时由VS2008和Microsoft.Net3.0编写，并有后台数据库支持，进程之间的通信是运用了Stock套接字实现的。
下面结合附图和具体实施方式对基于ZigBee和GPRS的远程果园智能灌溉***作进一步说明。
如图1所示，第一部分首先开发ZigBee无线网络3，用于远程果园智能灌溉***中SRWF-1土壤水分传感器1数据的采集。第二部分是开发GPRS数据终端4，实现ZigBee无线网络3与Internet数据服务器6的通信。同时开发Internet数据服务器6，完成数据的接收处理以及界面显示。
如图2所示，ZigBee无线网络单个节点，主要包括：SRWF-1土壤水分传感器、太阳能 电池板、数据缓存、零压启动电磁阀、ZigBee无线通信组成。
ZigBee无线网络3采集SRWF-1土壤水分传感器1数据后将数据传送到GPRS数据终端4，GPRS数据终端4将数据利用无线GPRS网络传送到移动/联通基站5，移动/联通基站5将无线信息转送到Internet数据服务器6并寻找到对应的客户终端7。当用户需要进行远程控制时，首先登陆客户终端7连接到Internet数据服务器6，发送相关的控制指令给Internet数据服务器6，再由其转发给移动/联通基站5；移动联通基站5接收到信息后，打包成GPRS数据传送到GPRS数据终端4，然后ZigBee无线网络3执行接收到的命令，控制零压启动电磁阀2完成命令的执行。
如图3所示，该***由多个ZigBee无线网络单个节点组成，SRWF-1土壤水分传感器1分别安放在地下10cm、20cm、40cm、60cm处，可以运用多点分层数据融合技术防止信息的误判。该实用新型采用的灌溉方式是由主控制器9通过分析SRWF-1土壤水分传感器1数据或者是通过执行客户终端发送来的命令控制零压启动电磁阀2开通和断开水流，最后通过滴灌水管10对果园进行灌溉。该实用新型的供电可以由太阳能电池板8提供。

Claims (2)

1.一种基于ZigBee和GPRS的远程果园智能灌溉***，其特征在于：包括ZigBee无线网络、GPRS数据终端、移动/联通基站、Internet数据服务器和客户终端；所述的ZigBee无线网络由多个ZigBee无线网络单个节点组成；所述的每个ZigBee无线网络单个节点包括主控制器、SRWF-1土壤水分传感器、零压启动电磁阀、太阳能电池板、ZigBee无线通信和数据缓存。
2.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee和GPRS的远程果园智能灌溉***，其特征在于：所述的每个ZigBee无线网络单个节点分布4个SRWF-1土壤水分传感器，分别放置在地下10cm、20cm、40cm和60cm处；每个灌溉区域安放2-3个ZigBee无线网络单个节点。
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