基于ZigBee技術的水稻催芽控制系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及水稻催芽設備領域，尤其涉及一種基于ZigBee技術的水稻催芽控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]ZigBee是基于IEEE802.15.4標準的低功耗局域網協(xié)議。根據國際標準規(guī)定，ZigBee技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。這一名稱(又稱紫蜂協(xié)議)來源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構成了群體中的通信網絡。
[0003]ZigBee技術具有以下優(yōu)點:
1.低功耗。在低耗電待機模式下，2節(jié)5號干電池可支持I個節(jié)點工作6?24個月，甚至更長。這是ZigBee的突出優(yōu)勢。相比較，藍牙僅能工作數周、而WiFi只可以工作數小時。
[0004]TI公司和德國的Micropelt公司共同推出新能源的ZigBee節(jié)點。該節(jié)點采用Micropelt公司的熱電發(fā)電機給TI公司的ZigBee提供電源。
[0005]2.低成本。通過大幅簡化協(xié)議(不到藍牙的1/10)，降低了對通信控制器的要求，按預測分析，以8051的8位微控制器測算，全功能的主節(jié)點需要32KB代碼，子功能節(jié)點少至4KB代碼，而且ZigBee免協(xié)議專利費。每塊芯片的價格大約為2美元。
[0006]3.低速率。ZigBee工作在20?250kbps的速率，分別提供250kbps (2.4GHz)、40kbps (915MHz)和20kbps (868MHz)的原始數據吞吐率，滿足低速率傳輸數據的應用需求。
[0007]4.近距離。傳輸范圍一般介于10?10m之間，在增加發(fā)射功率后，亦可增加到I?3km。這指的是相鄰節(jié)點間的距離。如果通過路由和節(jié)點間通信的接力，傳輸距離將可以更遠。
[0008]5.短時延。ZigBee的響應速度較快，一般從睡眠轉入工作狀態(tài)只需15ms，節(jié)點連接進入網絡只需30ms，進一步節(jié)省了電能。相比較，藍牙需要3?10s、WiFi需要3s。
[0009]6.高容量。ZigBee可采用星狀、片狀和網狀網絡結構，由一個主節(jié)點管理若干子節(jié)點，最多一個主節(jié)點可管理254個子節(jié)點；同時主節(jié)點還可由上一層網絡節(jié)點管理，最多可組成65000個節(jié)點的大網。
[0010]7.高安全。ZigBee提供了三級安全模式，包括無安全設定、使用訪問控制清單(AccessControlListjACL)防止非法獲取數據以及采用高級加密標準(AES128)的對稱密碼，以靈活確定其安全屬性。
[0011]8.免執(zhí)照頻段。使用工業(yè)科學醫(yī)療(ISM)頻段，915MHz (美國)，868MHz (歐洲)，2.4GHz (全球)。
[0012]水稻是我國重要的糧食作物之一，目前我國多采用傳統(tǒng)粗放式生產管理方式進行水稻芽種生產。在浸種催芽期，多采用溫水或冷水在簡易水箱中進行長期浸泡，由于無法進行溫度維持和調控，水稻芽種經常出現出芽率低、出芽不整齊和稻芽瘦弱等問題。實現水稻催芽的智能化、網絡化具有非常重要的意義。

【發(fā)明內容】

[0013]本發(fā)明所要解決的技術問題是針對【背景技術】中所涉及的缺陷，提供一種基于ZigBee技術的水稻催芽控制系統(tǒng)。
[0014]本發(fā)明為解決上述技術問題采用以下技術方案:
基于ZigBee技術的水稻催芽控制系統(tǒng)，包含控制模塊、供水模塊、浸種催芽模塊、無線通信模塊和水泵；
所述供水模塊包含熱水箱、第一溫度感應器、第一水位感應器、冷水電池閥和加熱器，所述控制模塊分別和第一溫度感應器、第一水位感應器、加熱器、水泵相連；
所述熱水箱包含進水口和出水口，進水口通過冷水電池閥與外部自來水管相連，出水口與水泵的一端相連；
所述第一溫度感應器用于感應熱水箱中水的溫度，并將其傳遞給所述控制模塊；
所述第一水位感應器用于感應熱水箱中的水位，并將其傳遞給所述控制模塊；
所述加熱器用于加熱熱水箱中的水；
所述浸種催芽模塊包含若干個浸種催芽單元；
所述無線通信模塊由若干個分布節(jié)點單元和一個匯總節(jié)點單元組成；
所述匯總節(jié)點單元與控制模塊相連，所述分布節(jié)點單元與所述浸種催芽單元一一對應相連；
所述匯總節(jié)點單元與所述分布節(jié)點單元基于ZigBee協(xié)議無線通信；
所述浸種催芽單元均包含浸種催芽箱、第二溫度感應器、第二水位感應器、第一電池閥、第二電池閥和微控制器，所述微控制器分別和第二溫度感應器、第二水位感應器、第一電池閥、第二電池閥、分布節(jié)點單元相連；
所述浸種催芽箱包含熱水進口和冷水進口，所述熱水進口通過第一電池閥和所述水泵的另一端相連，所述冷水入口通過第二電池閥和外部自來水管相連；
所述第二溫度感應器用于感應浸種催芽箱中水的溫度，并將其傳遞給微控制器；
所述第二水位感應器用于感應浸種催芽箱中的水位，并將其傳遞給微控制器；
所述微控制器用于將接收到的水位和溫度信息傳遞給所述控制模塊、并根據接收到的指令控制所述第一電池閥、第二電池閥工作；
所述控制模塊包含熱水控制單元、注入計算單元和水泵控制單元；
所述熱水控制單元用于根據第一溫度感應器、第一水位感應器的感應值控制冷水電池閥和加熱器工作，使得熱水箱中水的溫度處于預先設定的溫度閾值范圍之內、且熱水箱中水位處于預先設置的水位閾值范圍之內；
所述注入計算單元用于根據接收到的浸種催芽單元中水溫和水位信息，計算要注入的熱水量和冷水量，并發(fā)送相應的指令給浸種催芽單元；
所述水泵控制單元用于控制水泵工作。
[0015]作為本發(fā)明基于ZigBee技術的水稻催芽控制系統(tǒng)進一步的優(yōu)化方案，所述控制模塊的處理器采用ARM系列單片機。
[0016]作為本發(fā)明基于ZigBee技術的水稻催芽控制系統(tǒng)進一步的優(yōu)化方案，所述控制模塊的處理器采用SAA7750單片機。
[0017]作為本發(fā)明基于ZigBee技術的水稻催芽控制系統(tǒng)進一步的優(yōu)化方案，所述第一溫度感應器、第一溫度感應器均采用IC溫度傳感器。
[0018]作為本發(fā)明基于ZigBee技術的水稻催芽控制系統(tǒng)進一步的優(yōu)化方案，所述IC溫度傳感器采用DS18B20型溫度傳感器。
[0019]本發(fā)明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果:
1.結構簡單，使用方便；
2.自動控制水溫，減少了工作人員的大量精力；
3.精確控制水溫，保證水稻催芽的高質量。
【具體實施方式】
[0020]下面對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細說明:
本發(fā)明公開了一種基于ZigBee技術的水稻催芽控制系統(tǒng)，包含控制模塊、供水模塊、浸種催芽模塊、無線通信模塊和水泵；