本發(fā)明涉及一種基于zigbee的綠地智能噴灌系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，國(guó)外的自動(dòng)灌溉趨于系統(tǒng)化和工程化，大多采用中心支軸式噴灌機(jī)和人工操作式管噴灌，國(guó)內(nèi)綠地灌溉大都是人工灌溉，灌溉方式采用大水漫灌和人工噴灑，對(duì)水資源浪費(fèi)極大。我國(guó)是一個(gè)干旱缺水嚴(yán)重的國(guó)家，合理的灌溉對(duì)我國(guó)緊缺的水資源是一種極大的保護(hù)。因而，建立節(jié)水型灌溉體系，開發(fā)適合于我國(guó)國(guó)情的智能灌溉設(shè)備迫在眉睫。近年來(lái)，我國(guó)研制的2000型自動(dòng)溫室灌溉施肥系統(tǒng)，采用多種方式對(duì)灌溉行為進(jìn)行控制，但只適用于溫室，微灌自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)和自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)均以單片機(jī)為核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤的數(shù)據(jù)采集與控制，但均有一定的局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于zigbee的綠地智能噴灌系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)澆灌的自動(dòng)化，澆灌更精確，遠(yuǎn)程監(jiān)控，減少現(xiàn)場(chǎng)管理人員，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種基于zigbee的綠地智能噴灌系統(tǒng)，包括控制器，控制器通過(guò)gprs無(wú)線模塊連接到zigbee協(xié)調(diào)器，zigbee協(xié)調(diào)器通過(guò)zigbee無(wú)線模塊連接到監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)包括含水量傳感器、溫濕度傳感器、光照度傳感器和電磁閥，控制器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)模塊連接到遠(yuǎn)程監(jiān)控終端。

優(yōu)選的，上述監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)還包括殼體，殼體下端設(shè)置有伸縮桿和支撐架，上端面設(shè)置有光照度傳感器和溫濕度傳感器，電磁閥安裝在殼體內(nèi)側(cè)面，伸縮桿端部設(shè)置有含水量傳感器的探頭。

優(yōu)選的，上述伸縮桿采用電動(dòng)推桿，電動(dòng)推桿的驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接到控制器，控制器還連接有定時(shí)模塊。

本發(fā)明的有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)zigbee無(wú)線模塊連接到綠地監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，自動(dòng)更加環(huán)境溫濕度、土壤含水量以及光照度傳感器，實(shí)現(xiàn)綠地的自動(dòng)澆灌，方便管理，并將監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳至遠(yuǎn)傳監(jiān)控終端進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，能夠減少現(xiàn)場(chǎng)管理人員，大大提高自動(dòng)化澆灌管理，本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、操作控制方便快捷的特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的控制結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是溫濕度傳感器模塊電路示意圖；

圖3是光照度傳感器模塊電路示意圖；

圖4是本發(fā)明監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步介紹。

實(shí)施例1：如圖1-圖4所示，一種基于zigbee的綠地智能噴灌系統(tǒng)，包括控制器，控制器通過(guò)gprs無(wú)線模塊連接到zigbee協(xié)調(diào)器，zigbee協(xié)調(diào)器通過(guò)zigbee無(wú)線模塊連接到監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)包括含水量傳感器、溫濕度傳感器、光照度傳感器和電磁閥，控制器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)模塊連接到遠(yuǎn)程監(jiān)控終端。

zigbee無(wú)線模塊采用cc2530芯片，各個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到zigbee協(xié)調(diào)器，zigbee協(xié)調(diào)器將接收的數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)端的遠(yuǎn)程監(jiān)控終端進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

溫濕度傳感器采用溫濕度傳感器sht10，測(cè)濕精度±4.5%rh，測(cè)溫精度±0.5℃(25℃)。溫濕度輸出值均為14位有效數(shù)字，傳感器供電電壓為2.4～5.5v，工作電流不超過(guò)15ma，定時(shí)采集，進(jìn)一步降低功耗。采集電路如圖2所示。

光照度傳感器采用兩線式串行總線接口的數(shù)字型光強(qiáng)度傳感器集成電bh1750fvi，具有良好的穩(wěn)定性，且體積小、靈敏度高、功耗低、光源依賴性弱，傳感器內(nèi)置16位a轉(zhuǎn)換器直接數(shù)字輸出，采集電路如圖3所示，傳感器內(nèi)置光敏二極管，有光線照射時(shí)，二極管將產(chǎn)生相應(yīng)的飽和反向漏電流，形成光電流，電流的大小隨光強(qiáng)度的變化而變化，集成運(yùn)算放大器將電流轉(zhuǎn)換為電壓，送入adc轉(zhuǎn)換器，并取得16位的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)i2c接口傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理單元，vcc與控制信號(hào)10kω上拉電阻，提供驅(qū)動(dòng)能力;vcc與gnd之間100nf電容用于去耦濾波。

zigbee數(shù)據(jù)采集監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)采用ti公司的cc2530f256芯片作為核心器件，cc2530是一個(gè)用于ieee802．15．4、zigbee和rf4ce應(yīng)用的片上系統(tǒng)(soc)解決方案。cc2530集成了2．4ghzieee802．15．4兼容rf收發(fā)器，高性能、低功耗的具有代碼預(yù)取功能的8051微控制內(nèi)核，在系統(tǒng)可編程flash存儲(chǔ)器，8kbram，而其豐富的外圍設(shè)備包括5通道dma功能，ieee802．15．4mac定時(shí)器，3個(gè)通用定時(shí)器(1個(gè)16位，2個(gè)8位)，2個(gè)支持多種串行通信協(xié)議的usart21個(gè)通用i/o引腳等。低功耗是cc2530非常重要的特點(diǎn)，它的發(fā)射電流為29ma，在低功耗休眠模式下，只消耗不到1μa的電流，cc2530f256具有優(yōu)良的rf收發(fā)器性能，內(nèi)核采用增強(qiáng)型8051cpu，載有8kbram、a/d轉(zhuǎn)換，能夠以極低的成本建立強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了低功耗的要求。

電磁閥采用直動(dòng)式電磁閥，通電時(shí)，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關(guān)閉件從閥座上提起，閥門打開，斷電時(shí)，電磁力消失，彈簧把關(guān)閉件壓在閥座上，閥門關(guān)。為避免數(shù)模地之間的干擾，電磁閥驅(qū)動(dòng)電路較之經(jīng)典電磁閥驅(qū)動(dòng)電路增加了光耦隔離模塊。對(duì)輸入和輸出端實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，使信號(hào)單向傳輸，增強(qiáng)了抗干擾能力，使之工作穩(wěn)定，傳輸效率高。

控制器連接有電源模塊，電源模塊采用微型太陽(yáng)能電池供電，微型太陽(yáng)能電池主要由太陽(yáng)能光伏板、蓄電池和輸出調(diào)整電路組成，太陽(yáng)能光伏板安裝在殼體1上，光線充足時(shí)，光伏板將光能轉(zhuǎn)化成電能存儲(chǔ)在蓄電池并供電，光線弱時(shí)，儲(chǔ)能的蓄電池供電。輸出調(diào)整電路用于為監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換合適的電壓輸入。經(jīng)過(guò)電壓轉(zhuǎn)換后，輸出3.3v的電壓，為無(wú)線傳感器的監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)提供穩(wěn)定的工作電壓，保證了無(wú)線傳感器的監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集和傳輸，便于上層了解環(huán)境狀況并作出正確的決策，使用微型太陽(yáng)能電池供電，清潔環(huán)保，實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能資源的有效利用。

電磁閥采用直動(dòng)式電磁閥，通電時(shí)，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關(guān)閉件從閥座上提起，閥門打開；斷電時(shí)，電磁力消失，彈簧把關(guān)閉件壓在閥座上，閥門關(guān)。為避免數(shù)模地之間的干擾，電磁閥驅(qū)動(dòng)電路較之經(jīng)典電磁閥驅(qū)動(dòng)電路增加了光耦隔離模塊。對(duì)輸入和輸出端實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，使信號(hào)單向傳輸，增強(qiáng)了抗干擾能力，使之工作穩(wěn)定，傳輸效率高。

優(yōu)選的，上述監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)還包括殼體1，殼體1下端設(shè)置有伸縮桿2和支撐架3，上端面設(shè)置有光照度傳感器4和溫濕度傳感器5，電磁閥6安裝在殼體1內(nèi)側(cè)面，伸縮桿2端部設(shè)置有含水量傳感器7的探頭，通過(guò)安裝在殼體上，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，伸縮桿上安裝含水量傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)更加具體地形適應(yīng)不同高度的伸入土壤，適應(yīng)范圍更廣，電磁閥6通過(guò)管道連接可旋轉(zhuǎn)的噴水頭8，實(shí)現(xiàn)大面積的綠地澆水。

優(yōu)選的，上述伸縮桿2采用電動(dòng)推桿，電動(dòng)推桿的驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接到控制器，控制器還連接有定時(shí)模塊，通過(guò)定時(shí)模塊定時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和定時(shí)進(jìn)行電動(dòng)推桿的伸出，還能夠控制電動(dòng)推桿伸出的長(zhǎng)度，避免含水量傳感器長(zhǎng)期處于土壤中被腐蝕，提高使用壽命。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。