一種智能灌溉系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種智能灌溉系統(tǒng)，屬于節(jié)能節(jié)水灌溉技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是一個農(nóng)業(yè)大國，在農(nóng)業(yè)用水方面需求很大，由于地形問題，我國西南地區(qū)仍處于水資源匱乏狀態(tài)且水資源利用率也較低，山地經(jīng)濟作物的有效灌溉是這些地區(qū)目前面臨的一個較大問題，現(xiàn)有的灌溉大多屬于粗放型灌溉，將地下水或者河水直接通過水泵或水渠引入缺水地塊，造成很大程度上的浪費，且不具備實時性，往往在人們發(fā)現(xiàn)干旱后才進行操作，但這種時候已經(jīng)對作物的正常生長造成一定的影響。同時受到山地地形限制，在每個種植區(qū)域安裝灌溉控制設(shè)備或者實現(xiàn)統(tǒng)一控制非常困難。因此一種適合于山地作物的灌溉技術(shù)亟待發(fā)展并推廣。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型要解決的技術(shù)問題是:提供一種智能灌溉系統(tǒng)，實現(xiàn)一點對多點的控制，突破山地等復(fù)雜地形的限制，實現(xiàn)遠程控制，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0004]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0005]一種智能灌溉系統(tǒng)，包括:主控制節(jié)點和多個次控制節(jié)點，所述主控制節(jié)點和次控制節(jié)點分別設(shè)置有通訊模塊，用于實現(xiàn)所述主控制節(jié)點與各個次控制節(jié)點相互通信；
[0006]所述主控制節(jié)點包含:監(jiān)測模塊，用于采集灌溉區(qū)域的環(huán)境以及灌溉裝置的工作狀況；第一數(shù)據(jù)處理模塊，用于處理次控制節(jié)點采集的環(huán)境數(shù)據(jù)和主控制節(jié)點上監(jiān)測模塊所采集的數(shù)據(jù)，并發(fā)出控制指令；電磁閥控制模塊，用于對電磁閥進行控制；報警提示裝置，用于進行相應(yīng)的報警和提示；所述監(jiān)測模塊、電磁閥控制模塊和報警提示裝置分別于第一數(shù)據(jù)處理模塊連接；
[0007]所述次控制節(jié)點包含:傳感器，用于采集環(huán)境數(shù)據(jù)；第二數(shù)據(jù)處理模塊，用于處理傳感器采集的環(huán)境數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)通過通訊模塊傳輸至主控制節(jié)點；所述傳感器與第二數(shù)據(jù)處理模塊連接。
[0008]優(yōu)選地，所述的一種智能灌溉系統(tǒng)還包括監(jiān)控站，用于接收和監(jiān)控主控制節(jié)點的數(shù)據(jù)并實現(xiàn)相應(yīng)的控制；設(shè)置在主控制節(jié)點上的GPRS模塊，采用TCP/IP通信協(xié)議，用于主控制節(jié)點與監(jiān)控站之間相互通信連接，所述GPRS模塊與所述第一數(shù)據(jù)處理模塊連接，GPRS模塊采用SM900-A芯片，這款芯片支持數(shù)據(jù)透明和短信傳輸模式，性能強大且功耗低。
[0009]優(yōu)選地，所述監(jiān)控站包括計算機終端和手機終端。
[0010]優(yōu)選地，所述主控制節(jié)點上設(shè)置有藍牙模塊，所述手機終端可以通過藍牙模塊對系統(tǒng)進行控制，所述藍牙模塊與所述第一數(shù)據(jù)處理模塊連接。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述通訊模塊采用NRF24L01+PA+LAN無線芯片。
[0012]優(yōu)選地，所述第一數(shù)據(jù)處理模塊與第二數(shù)據(jù)處理模塊采用STM32系列芯片，STM32系列芯片的低功耗模式可以把系統(tǒng)的功耗降到最低的狀態(tài)。
[0013]優(yōu)選地，所述報警提示裝置采用蜂鳴器，所述監(jiān)測模塊包括攝像頭、壓力傳感器和流量傳感器，攝像頭用于拍攝現(xiàn)場圖片，壓力傳感器和流量傳感器監(jiān)測灌溉裝置的工作狀況，蜂鳴器用來報警和提示現(xiàn)場的工作人員。
[0014]優(yōu)選地，所述次控制節(jié)點的傳感器包括土壤溫度傳感器、土壤濕度傳感器、PH值傳感器和空氣濕度傳感器，可以實時采集所控制區(qū)域土壤的墑情。
[0015]優(yōu)選地，所述主控制節(jié)點和所述次控制節(jié)點分別設(shè)置有風(fēng)光電互補供電模塊，用于提供電源，可以省去繁瑣的電線搭接，適合山地區(qū)域種植。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果如下:
[0017]( I)每個種植區(qū)域，只需通過一個主控制節(jié)點和幾個次控制節(jié)點來實現(xiàn)控制，實現(xiàn)一點對多點的控制，突破山地等復(fù)雜地形的限制。
[0018](2)次控制節(jié)點實時采集土壤墑情，通過主控制節(jié)點結(jié)合該區(qū)域所種植的植物的特點和各次控制節(jié)點采集的土壤墑情數(shù)據(jù)來準確分析是否需要灌溉，保證了灌溉的準確性和及時性。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本實用新型主控制節(jié)點的優(yōu)選方案示意圖；
[0021]圖3是本實用新型次控制節(jié)點的優(yōu)選方案示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖及具體的實施例對實用新型進行進一步介紹:
[0023]一種智能灌溉系統(tǒng)，包括主控制節(jié)點和多個次控制節(jié)點，分別設(shè)置有通訊模塊用于主控制節(jié)點與各個次控制節(jié)點之間的通信連接，所述通訊模塊采用NRF24L01+PA+LAN無線芯片。還包括監(jiān)控站和設(shè)置在主控制節(jié)點上的GPRS模塊，監(jiān)控站包括計算機終端和手機終端，用于接收和監(jiān)控主控制節(jié)點的數(shù)據(jù)并實現(xiàn)相應(yīng)的控制，監(jiān)控站與主控制節(jié)點通過GPRS模塊連接。GPRS模塊采用SM900-A芯片。
[0024]主控制節(jié)點主要包括第一數(shù)據(jù)處理模塊以及與第一數(shù)據(jù)處理模塊相連接的監(jiān)測模塊、電磁閥控制模塊以及報警提示裝置。所述第一數(shù)據(jù)處理模塊采用STM32系列芯片。所述監(jiān)測模塊包括壓力傳感器、流量傳感器和攝像頭，用于灌溉區(qū)域的環(huán)境以及灌溉裝置的工作狀況。電磁閥控制模塊，用于對電磁閥進行控制。報警提示裝置采用蜂鳴器，用于灌溉時進行相應(yīng)的報警和提示。主控制節(jié)點上還設(shè)置有藍牙模塊，藍牙模塊與第一數(shù)據(jù)處理模塊連接，用戶可以用手機終端通過為該灌溉系統(tǒng)開發(fā)的手機APP軟件對該灌溉系統(tǒng)進行藍牙控制，藍牙模塊采用HC-05模塊。
[0025]次控制節(jié)點主要包括用于采集環(huán)境數(shù)據(jù)的傳感器和用于處理第二數(shù)據(jù)處理模塊用于傳感器的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)通過通訊模塊傳輸至主控制節(jié)點。傳感器包括土壤溫度傳感器、土壤濕度傳感器、PH值傳感器和空氣濕度傳感器。
[0026]主控制節(jié)點與各個次控制節(jié)點分別設(shè)置有風(fēng)光電互補供電模塊，用于提供電源。
[0027]本實用新型的工作原理是:山地上的每個種植區(qū)域，只需通過一個主控制節(jié)點和幾個次控制節(jié)點來實現(xiàn)控制。工作時，次控制節(jié)點通過傳感器采集所控制區(qū)域種植植物的土壤墑情，例如:土壤的溫度、濕度、PH值以及空氣的濕度等，經(jīng)過第二數(shù)據(jù)處理器處理之后，然后通過NRF24L01+PA+LAN無線芯片發(fā)送到主控制節(jié)點上，主控制節(jié)點的第一數(shù)據(jù)處理器即STM32芯片結(jié)合該區(qū)域所種植的植物的特點和各次控制節(jié)點采集的土壤墑情數(shù)據(jù)來準確分析是否需要灌溉。
[0028]當分析出土壤墑情不滿足該區(qū)域所種植物這一階段的生長要求時，蜂鳴器會產(chǎn)生報警，提示在現(xiàn)場的農(nóng)民此時需要灌溉，同時還會發(fā)送報警信息到具有權(quán)限的用戶手機終端上。
[0029]當此區(qū)域的灌溉模式為自動灌溉時，主控制節(jié)點上STM32芯片會自動通過電磁閥控制模塊打開電磁閥，直到土壤墑情滿足要求后自動關(guān)閉電磁閥。
[0030]同時主控制節(jié)點也可以通過GPRS模塊實時發(fā)送反應(yīng)該區(qū)域的土壤墑情和攝像頭拍攝的現(xiàn)場圖片到監(jiān)控站的計算機終端上，通過計算機終端進行控制。具有手機控制權(quán)限的用戶隨時可以發(fā)送信息給主控制節(jié)點查詢各傳感器的值、控制電磁閥的開關(guān)以及關(guān)閉報警信號。當用戶處在某一區(qū)域時，打開手機通過藍牙模塊匹配即可控制電磁閥的開關(guān)。
【主權(quán)項】
1.一種智能灌溉系統(tǒng)，其特征在于，包括:主控制節(jié)點和多個次控制節(jié)點，所述主控制節(jié)點和次控制節(jié)點分別設(shè)置有通訊模塊，用于實現(xiàn)所述主控制節(jié)點與各個次控制節(jié)點相互通信； 所述主控制節(jié)點包含:監(jiān)測模塊，用于采集灌溉區(qū)域的環(huán)境以及灌溉裝置的工作狀況；第一數(shù)據(jù)處理模塊，用于處理次控制節(jié)點采集的環(huán)境數(shù)據(jù)和主控制節(jié)點上監(jiān)測模塊所采集的數(shù)據(jù)，并發(fā)出控制指令；電磁閥控制模塊，用于對電磁閥進行控制；報警提示裝置，用于進行相應(yīng)的報警和提示；所述監(jiān)測模塊、電磁閥控制模塊和報警提示裝置分別于第一數(shù)據(jù)處理模塊連接； 所述次控制節(jié)點包含:傳感器，用于采集環(huán)境數(shù)據(jù)；第二數(shù)據(jù)處理模塊，用于處理傳感器采集的環(huán)境數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)通過通訊模塊傳輸至主控制節(jié)點；所述傳感器與第二數(shù)據(jù)處理模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能灌溉系統(tǒng)，其特征在于:還包括監(jiān)控站，用于接收和監(jiān)控主控制節(jié)點的數(shù)據(jù)并實現(xiàn)相應(yīng)的控制；設(shè)置在主控制節(jié)點上的GPRS模塊，采用TCP/IP通信協(xié)議，用于主控制節(jié)點與監(jiān)控站之間相互通信連接，所述GPRS模塊與所述第一數(shù)據(jù)處理模塊連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種智能灌溉系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)控站包括計算機終端和手機終端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種智能灌溉系統(tǒng)，其特征在于:所述主控制節(jié)點上設(shè)置有藍牙模塊，所述手機終端可以通過藍牙模塊對系統(tǒng)進行控制，所述藍牙模塊與所述第一數(shù)據(jù)處理模塊連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能灌溉系統(tǒng)，其特征在于:所述通訊模塊采用NRF24L01+PA+LAN 無線芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能灌溉系統(tǒng)，其特征在于:所述第一數(shù)據(jù)處理模塊與第二數(shù)據(jù)處理模塊采用STM32系列芯片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能灌溉系統(tǒng)，其特征在于:所述報警提示裝置采用蜂鳴器，所述監(jiān)測模塊包括攝像頭、壓力傳感器和流量傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能灌溉系統(tǒng)，其特征在于:所述次控制節(jié)點的傳感器包括土壤溫度傳感器、土壤濕度傳感器、PH值傳感器和空氣濕度傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能灌溉系統(tǒng)，其特征在于:所述主控制節(jié)點和所述次控制節(jié)點分別設(shè)置有風(fēng)光電互補供電模塊，用于提供電源。
【專利摘要】本實用新型公開了一種智能灌溉系統(tǒng)，包括主控制節(jié)點和多個次控制節(jié)點，所述主控制節(jié)點和次控制節(jié)點分別設(shè)置有通訊模塊，用于實現(xiàn)所述主控制節(jié)點與各個次控制節(jié)點相互通信，主控制節(jié)點上設(shè)置有第一數(shù)據(jù)處理模塊以及分別與第一數(shù)據(jù)處理模塊相連接的監(jiān)測模塊、電磁閥控制模塊以及報警提示裝置，次控制節(jié)點上設(shè)置有用于采集環(huán)境數(shù)據(jù)傳感器以及第二數(shù)據(jù)處理模塊。本實用新型通過多個次控制節(jié)點采集土壤墑情數(shù)據(jù)并傳送至主控制節(jié)點，主控制節(jié)點結(jié)合區(qū)域所種植物的特點以及各個次控制節(jié)點采集的土壤墑情數(shù)據(jù)分析是否需要灌溉并進行相應(yīng)的控制，實現(xiàn)了一點對多點的控制，突破山地等復(fù)雜地形的限制，實現(xiàn)遠程控制，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足。
【IPC分類】A01G25-16
【公開號】CN204482596
【申請?zhí)枴緾N201520159588
【發(fā)明人】李家春, 陳躍威, 何雪, 鄒中妃, 胡捷, 曹紀超
【申請人】貴州大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年3月20日