CN203455704U - 一种基于无线传感网络的节水灌溉施肥*** - Google Patents

一种基于无线传感网络的节水灌溉施肥*** Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种基于无线传感网络的节水灌溉施肥***，包括监控中心服务器、网络协调控制器、多个分控制***和通过GSM网络与监控中心服务器连接的手机；所述网络协调控制器通过ZigBee无线通信网络连接多个所述分控制***，所述分控制***布设在待浇灌场地且其数量与待浇灌场地的数量相等。本实用新型结构简单、安装布设方便、投入成本低，将ZigBee无线通信技术应用到田间灌溉施肥控制***中，使整个***具备高鲁棒性、低功耗、低成本等特点，从而适合大面积推广应用。

Description

一种基于无线传感网络的节水灌溉施肥***
技术领域
本实用新型涉及自动控制技术领域，尤其是涉及一种基于无线传感网络的节水灌溉施肥***。
背景技术
我国是一个农业大国，提高农业用水效率，发展节水农业，积极推广节水灌溉及施肥技术，对保障国家水安全、粮食安全和生态安全，推动农业和农村经济可持续发展，具有重要的战略地位和作用。
传统的灌溉方案尚不具备智能化自助功能，往往通过预先存储的浇灌施肥策略实施预置的操作，灌溉过程中仅能对浇灌设备的开关及时序进行控制；而且现有的浇灌***需要掌握专业知识的管理人员实时监护，并及时响应设备故障或浇灌施肥过程中出现的异常现象，浪费人力资源的同时，还影响了浇灌效率。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于无线传感网络的节水灌溉施肥***，将ZigBee无线通信技术应用到田间灌溉施肥控制***中，使整个***具备高鲁棒性、低功耗、低成本等特点，从而适合大面积推广应用。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于无线传感网络的节水灌溉施肥***，其特征在于：包括监控中心服务器、网络协调控制器、多个分控制***和通过GSM网络与监控中心服务器连接的手机；所述网络协调控制器通过ZigBee无线通信网络连接多个所述分控制***，所述分控制***布设在待浇灌场地且其数量与待浇灌场地的数量相等；所述网络协调控制器包括总控CPU处理器、ZigBee无线模块一、GPRS模块和报警模块，所述总控CPU处理器分别与ZigBee无线模块一、GPRS模块和报警模块相接，所述GPRS模块连接GSM网络，所述ZigBee无线模块一通过ZigBee无线通信网络连接分控制***；所述分控制***包括核心处理器、ZigBee无线模块二、用于实时响应核心处理器发出的参数采集指令并获取与待浇灌场地的土壤环境信息的土壤环境检测单元、用于实时响应所述参数采集指令并获取与浇灌用水水质和浇灌管道水压等信息的用水检测单元、用于实时响应核心处理器发出的施肥指令并控制溶入所述浇灌用水中的肥料类型和用量的施肥控制单元以及用于实时响应核心处理器发出的浇灌指令并对所述浇灌管道的水压和出水量进行调节的浇灌控制单元，所述核心处理器分别与ZigBee无线模块二、土壤环境检测单元、用水检测单元、施肥控制单元和浇灌控制单元相接，所述ZigBee无线模块二通过ZigBee无线通信网络连接网络协调控制器；所述土壤环境检测单元连接有土壤湿度传感器、土壤养分传感器、环境温度传感器和阳光照度传感器；所述用水检测单元连接有水质传感器和压力传感器；所述施肥控制单元连接有多个施肥设备；所述浇灌控制单元连接有多个浇灌设备。
上述一种基于无线传感网络的节水灌溉施肥***，其特征是：所述核心处理器为DSP。
上述一种基于无线传感网络的节水灌溉施肥***，其特征是：所述ZigBee无线模块一和ZigBee无线模块二均为同一模块电路，所述模块电路由TI公司的CC2430芯片和与所述CC2430芯片相接的辅助电路组成。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、通过GPRS网络和ZigBee网络控制，实现田间灌溉施肥的无线控制，不但通信网络拓扑清晰，传输路径可控性较高，便于故障排查，而且ZigBee技术抗同频干扰能力强，有效解决了应用其它控制技术存在的农田灌溉的覆盖区域大、使用有线监控网络成本高和施工维护困难的问题。
2、***功耗低。本实用新型每个远程控制终端节点可以按照自己的计划休眠或唤醒，不必考虑整个网络的通信状态。
3、控制时延短。本实用新型控制命令能够直接送达目的节点，当目的节点唤醒后便立即自动接受命令并处理。
综上所述，本实用新型结构简单、安装布设方便、投入成本低，将ZigBee无线通信技术应用到田间灌溉施肥控制***中，使整个***具备高鲁棒性、低功耗、低成本等特点，从而适合大面积推广应用。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理框图。
附图标记说明:
Figure BDA00003854174200031
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括监控中心服务器1、网络协调控制器2、多个分控制***3和通过GSM网络4与监控中心服务器1连接的手机5；所述网络协调控制器2通过ZigBee无线通信网络6连接多个所述分控制***3，所述分控制***3布设在待浇灌场地7且其数量与待浇灌场地7的数量相等；所述网络协调控制器2包括总控CPU处理器2-1、ZigBee无线模块一2-2、GPRS模块2-3和报警模块2-4，所述总控CPU处理器2-1分别与ZigBee无线模块一2-2、GPRS模块2-3和报警模块2-4相接，所述GPRS模块2-3连接GSM网络4，所述ZigBee无线模块一2-2通过ZigBee无线通信网络6连接分控制***3；所述分控制***包括核心处理器3-1、ZigBee无线模块二3-2、用于实时响应核心处理器3-1发出的参数采集指令并获取与待浇灌场地7的土壤环境信息的土壤环境检测单元3-3、用于实时响应所述参数采集指令并获取与浇灌用水水质和浇灌管道水压等信息的用水检测单元3-4、用于实时响应核心处理器3-1发出的施肥指令并控制溶入所述浇灌用水中的肥料类型和用量的施肥控制单元3-5以及用于实时响应核心处理器3-1发出的浇灌指令并对所述浇灌管道的水压和出水量进行调节的浇灌控制单元3-6，所述核心处理器3-1分别与ZigBee无线模块二3-2、土壤环境检测单元3-3、用水检测单元3-4、施肥控制单元3-5和浇灌控制单元3-6相接，所述ZigBee无线模块二3-2通过ZigBee无线通信网络6连接网络协调控制器2；所述土壤环境检测单元3-3连接有土壤湿度传感器3-7、土壤养分传感器3-8、环境温度传感器3-9和阳光照度传感器3-10；所述用水检测单元3-4连接有水质传感器3-11和压力传感器3-12；所述施肥控制单元3-5连接有多个施肥设备3-13；所述浇灌控制单元3-6连接有多个浇灌设备3-14。
本实施例中，所述核心处理器3-1为DSP。所述土壤环境检测单元3-3为A/D转换模块。
本实施例中，所述ZigBee无线模块一2-2和ZigBee无线模块二3-2均为同一模块电路，所述模块电路由TI公司的CC2430芯片和与所述CC2430芯片相接的辅助电路组成。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (3)

1.一种基于无线传感网络的节水灌溉施肥***，其特征在于：包括监控中心服务器（1）、网络协调控制器（2）、多个分控制***（3）和通过GSM网络（4）与监控中心服务器（1）连接的手机（5）；所述网络协调控制器（2）通过ZigBee无线通信网络（6）连接多个所述分控制***（3），所述分控制***（3）布设在待浇灌场地（7）且其数量与待浇灌场地（7）的数量相等；所述网络协调控制器（2）包括总控CPU处理器（2-1）、ZigBee无线模块一（2-2）、GPRS模块（2-3）和报警模块（2-4），所述总控CPU处理器（2-1）分别与ZigBee无线模块一（2-2）、GPRS模块（2-3）和报警模块（2-4）相接，所述GPRS模块（2-3）连接GSM网络（4），所述ZigBee无线模块一（2-2）通过ZigBee无线通信网络（6）连接分控制***（3）；所述分控制***包括核心处理器（3-1）、ZigBee无线模块二（3-2）、用于实时响应核心处理器（3-1）发出的参数采集指令并获取与待浇灌场地（7）的土壤环境信息的土壤环境检测单元（3-3）、用于实时响应所述参数采集指令并获取与浇灌用水水质和浇灌管道水压等信息的用水检测单元（3-4）、用于实时响应核心处理器（3-1）发出的施肥指令并控制溶入所述浇灌用水中的肥料类型和用量的施肥控制单元（3-5）以及用于实时响应核心处理器（3-1）发出的浇灌指令并对所述浇灌管道的水压和出水量进行调节的浇灌控制单元（3-6），所述核心处理器（3-1）分别与ZigBee无线模块二（3-2）、土壤环境检测单元（3-3）、用水检测单元（3-4）、施肥控制单元（3-5）和浇灌控制单元（3-6）相接，所述ZigBee无线模块二（3-2）通过ZigBee无线通信网络（6）连接网络协调控制器（2）；所述土壤环境检测单元（3-3）连接有土壤湿度传感器（3-7）、土壤养分传感器（3-8）、环境温度传感器（3-9）和阳光照度传感器（3-10）；所述用水检测单元（3-4）连接有水质传感器（3-11）和压力传感器（3-12）；所述施肥控制单元（3-5）连接有多个施肥设备（3-13）；所述浇灌控制单元（3-6）连接有多个浇灌设备（3-14）。
2.按照权利要求1所述的一种基于无线传感网络的节水灌溉施肥***，其特征在于：所述核心处理器（3-1）为DSP。
3.按照权利要求1或2所述的一种基于无线传感网络的节水灌溉施肥***，其特征在于：所述ZigBee无线模块一（2-2）和ZigBee无线模块二（3-2）均为同一模块电路，所述模块电路由TI公司的CC2430芯片和与所述CC2430芯片相接的辅助电路组成。
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