一種基于Zigbee的自動灌溉控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于Zigbee的自動灌溉控制系統(tǒng)，包含數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)據(jù)處理終端、服務器和電源模塊；所述數(shù)據(jù)采集終端包含從控制器模塊以及分別與其連接的濕度傳感器模塊、第一天線、第一LED模塊；所述數(shù)據(jù)處理模塊包含主控制器模塊以及分別與其連接的LCD顯示模塊、第二天線、第二LED模塊和輸入模塊，所述服務器包含控制器以及分別與其連接的數(shù)據(jù)傳輸模塊、時鐘模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊。本發(fā)明采用基于Zigbee協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡技術進行組網(wǎng)，實現(xiàn)無線監(jiān)控；本發(fā)明檢測土壤濕度，并且將即時信息顯示于液晶屏上；本發(fā)明自動灌溉控制：當采集到的數(shù)據(jù)不在設定的合理土壤濕度時，實現(xiàn)啟動或停止灌溉。
【專利說明】
一種基于Z i gbee的自動灌;'既控制系統(tǒng)
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種自動灌溉控制系統(tǒng)，尤其涉及一種基于Zigbee的自動灌溉控制系統(tǒng)，屬于智能控制領域。
【背景技術】
[0002]水資源是人類賴以生存的基礎性資源。干旱缺水已成為我國農業(yè)穩(wěn)定發(fā)展和糧食安全供給的主要制約因素。其次是城市缺水，全國670個城市中，有400多個城市不同程度缺水，缺水量約60億立方米，因缺水影響工業(yè)產值2000多億。我國城市生活用水一方面緊缺，另一方面浪費也十分嚴重。
[0003]目前農業(yè)灌溉用水的利用率低下，水資源浪費的現(xiàn)象極為普遍，因此，提高節(jié)水灌溉利用率，對于解決我國目前農業(yè)灌溉用水，緩解水資源的緊缺非常重要。在灌溉系統(tǒng)中合理地自動化控制，不僅可以提高水資源利用率，緩解水資源日趨緊張的矛盾，還可以增加農作物的產量。而灌溉系統(tǒng)自動化的水平較低也是制約我國高效農業(yè)發(fā)展的主要原因。
[0004]信息化是當今經濟和社會發(fā)展的大趨勢，深入開發(fā)廣泛利用信息化，全面提高水資源利用效率意義重大。Zigbee技術是一種先進的近距離、功耗低、抗干擾性強、成本低、時延短、安全性高、可靠性高、網(wǎng)絡容量大、網(wǎng)絡拓撲能力優(yōu)良、有效范圍靈活、布網(wǎng)容易、工作頻段靈活的雙向無線通信技術。CC2530結合了領先的RF收發(fā)器的優(yōu)良性能，業(yè)界標準的增強型8051CPU，系統(tǒng)內可編程閃存，8-KB RAM和許多其它強大的功能。網(wǎng)絡通信及服務器技術是IT業(yè)的核心技術之一，利用Web端或移動端，通過互聯(lián)網(wǎng)向服務器發(fā)送請求、獲取數(shù)據(jù)，服務器端程序再根據(jù)用戶的請求對數(shù)據(jù)庫進行一系列操作。綜合運用以上技術，實現(xiàn)對傳統(tǒng)灌溉的改進。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題是針對【背景技術】的不足提供了一種基于Zigbee的自動灌溉控制系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明為解決上述技術問題采用以下技術方案
一種基于Zigbee的自動灌溉控制系統(tǒng)，包含數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)據(jù)處理終端、服務器和電源模塊;所述數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)據(jù)處理終端和服務器依次連接，所述電源模塊分別與數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)據(jù)處理終端連接;所述數(shù)據(jù)采集終端包含從控制器模塊以及分別與其連接的濕度傳感器模塊、第一天線;所述數(shù)據(jù)處理模塊包含主控制器模塊以及分別與其連接的LCD顯示模塊、第二天線，所述服務器包含控制器以及分別與其連接的數(shù)據(jù)傳輸模塊、時鐘模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊。
[0007]作為本發(fā)明一種基于Zigbee的自動灌溉控制系統(tǒng)的進一步優(yōu)選方案，所述數(shù)據(jù)采集終端通過Zigbee無線網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)處理終端連接。
[0008]作為本發(fā)明一種基于Zigbee的自動灌溉控制系統(tǒng)的進一步優(yōu)選方案，所述主控制器模塊和從控制器模塊的芯片型號均為CC2 5 30。
[0009]作為本發(fā)明一種基于Zigbee的自動灌溉控制系統(tǒng)的進一步優(yōu)選方案，所述濕度傳感器模塊采用JCJ175系列溫濕度傳感器。
[00?0]作為本發(fā)明一種基于Zigbee的自動灌溉控制系統(tǒng)的進一步優(yōu)選方案，所述數(shù)據(jù)存儲模塊采用SD卡。
[0011]本發(fā)明采用以上技術方案與現(xiàn)有技術相比，具有以下技術效果:
(1)本發(fā)明采用基于Zigbee協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡技術進行組網(wǎng)，實現(xiàn)無線監(jiān)控；
(2)本發(fā)明檢測土壤濕度，并且將即時信息顯示于液晶屏上；
(3)本發(fā)明自動灌溉控制:當采集到的數(shù)據(jù)不在設定的合理土壤濕度時，實現(xiàn)啟動或停止灌溉。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結構圖；
圖2是本發(fā)明的服務器主功能模塊圖；
圖3為本發(fā)明的主控制器模塊程序設計流程圖；
圖4是本發(fā)明的從控制器模塊程序設計流程圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細說明:
如圖1所示，一種基于Zigbee的自動灌溉控制系統(tǒng)，包含數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)據(jù)處理終端、服務器和電源模塊;所述數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)據(jù)處理終端和服務器依次連接，所述電源模塊分別與數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)據(jù)處理終端連接;所述數(shù)據(jù)采集終端包含從控制器模塊以及分別與其連接的濕度傳感器模塊、第一天線、第一 LED模塊;所述數(shù)據(jù)處理模塊包含主控制器模塊以及分別與其連接的LCD顯示模塊、第二天線、第二 LED模塊和輸入模塊，所述服務器包含控制器以及分別與其連接的數(shù)據(jù)傳輸模塊、時鐘模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊，所述數(shù)據(jù)采集終端通過Zigbee無線網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)處理終端連接，所述主控制器模塊和從控制器模塊的芯片型號均為CC2530，所述濕度傳感器模塊采用JCJ175系列溫濕度傳感器，所述數(shù)據(jù)存儲模塊采用SD卡。第一 LED模塊和第二 LED模塊后面分別指主控制器模塊的LED燈和從控制器模塊的LED燈。
[0014]所述濕度傳感器模塊用于實時采集土壤的濕度；
所述第一天線和第二天線均采用同一種數(shù)據(jù)傳輸結構，用于數(shù)據(jù)信息的傳輸；
所述第一LED模塊和第二LED模塊均采用同一種LED結構，用于提醒用戶；
所述服務器用于實時存儲采集的土壤濕度信息參數(shù)；
濕度傳感器模塊主要實現(xiàn)土壤濕度的數(shù)據(jù)采集，緊傳送濕度信息給從控制器模塊。
[0015]從控制器模塊從濕度傳感器模塊接受濕度信息，再發(fā)送信息給主控制器模塊。
[0016]IXD顯示模塊顯示由從數(shù)據(jù)采集終端采集的土壤濕度信息。
[0017]信息實時的傳輸至主控制器模塊，主控制器將采集的濕度參數(shù)與設定參數(shù)閾值進行對比，若低于設定閾值則啟動第二LED模塊發(fā)送開始灌溉的信號。
[0018]利用主從控制器模塊的雙向傳輸，數(shù)據(jù)直接發(fā)往主控制器模塊，主控制器模塊對濕度信息進行處理再反饋給從控制器模塊。主控制器模塊對從控制器模塊傳輸數(shù)據(jù)的處理。當土壤濕度低于設定的閾值時，點亮主主控制器的LED模塊以示警報且主控制器模塊向從控制器模塊發(fā)送開始灌溉的控制信號，從控制器模塊接收到開始灌溉信號后，點亮從控制器的LED模塊以示開始灌溉;從控制器模塊繼續(xù)向主控制器模塊發(fā)送濕度信息，主控制器模塊繼續(xù)與閾值進行大小判斷，當土壤濕度超過設定的閾值時，熄滅主控制器模塊的LED模塊且主控制器模塊向從控制器模塊發(fā)送停止灌溉的控制信號，從控制器模塊接收到停止灌溉信號后，熄滅從控制器模塊的LED模塊以示停止灌溉，如此循環(huán)往復，從而達到自動灌溉的目的。
[0019]下面結合圖2對本發(fā)明的服務器的具體功能模塊作進一步描述。
[0020]服務器功能模塊主要有三個=Servlet容器、Web管理界面、數(shù)據(jù)庫。
[0021 ] Servlet容器的作用是負責處理主控制器模塊模塊發(fā)來的驗證請求，當驗證請求來到時，Servlet容器獲取請求，用某個Servlet程序，并把Servlet的執(zhí)行結果返回給主控制器t旲塊。
[0022]Web管理界面由農民使用，用來登記、修改、刪除農作物信息，查詢灌溉記錄。
[0023]數(shù)據(jù)庫存儲每種農作物閾值以及每次灌溉信息，并對閾值進行增刪改查操作，提供與Servlet容器及后臺管理頁面的接口以供其調用。
[0024]下面結合圖3、圖4提供了主控制器模塊和從控制器模塊的工作方法。
[0025]軟件程序是基于IAR Embedded Workbench編寫完成的。編寫程序讓主從控制器模塊實現(xiàn)組網(wǎng)的功能。
[0026]從圖中可以看出此節(jié)水控制灌溉器的整個工作流程。首先主從控制器模塊之間實現(xiàn)組網(wǎng)，由Zigbee從控制器模塊的濕度傳感器實時采集到的濕度信息發(fā)送到主控制器模塊并在LCD上顯示出來，主控制器模塊對濕度信息與閾值進行大小判斷并作出相應處理，即當土壤濕度低于設定的閾值時，點亮主控制器模塊的LED燈以示警報且主控制器模塊向從控制器模塊發(fā)送開始灌溉信號，從控制器模塊接收到開始灌溉信號后，點亮從控制器模塊的LED燈以示開始灌溉;從控制器模塊繼續(xù)向主控制器模塊發(fā)送濕度信息，主控制器模塊繼續(xù)與閾值進行大小判斷，當土壤濕度超過設定的閾值時，熄滅主控制器模塊的LED燈且主控制器模塊向從控制器模塊發(fā)送停止灌溉信號，從控制器模塊接收到停止灌溉信號后，熄滅從控制器模塊的LED燈以示停止灌溉，如此循環(huán)往復，從而達到自動灌溉的目的。
[0027]本技術領域技術人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本發(fā)明所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現(xiàn)有技術的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0028]以上實施例僅為說明本發(fā)明的技術思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護范圍之內。上面對本發(fā)明的實施方式作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。
【主權項】
1.一種基于Zigbee的自動灌溉控制系統(tǒng)，其特征在于:包含數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)據(jù)處理終端、服務器和電源模塊;所述數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)據(jù)處理終端和服務器依次連接，所述電源模塊分別與數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)據(jù)處理終端連接;所述數(shù)據(jù)采集終端包含從控制器模塊以及分別與其連接的濕度傳感器模塊、第一天線、第一 LED模塊;所述數(shù)據(jù)處理模塊包含主控制器模塊以及分別與其連接的LCD顯示模塊、第二天線、第二 LED模塊和輸入模塊，所述服務器包含控制器以及分別與其連接的數(shù)據(jù)傳輸模塊、時鐘模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊。2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于Zigbee的自動灌溉控制系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集終端通過Zigbee無線網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)處理終端連接。3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于Zigbee的自動灌溉控制系統(tǒng)，其特征在于:所述主控制器模塊和從控制器模塊的芯片型號均為CC2530。4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于Zigbee的自動灌溉控制系統(tǒng)，其特征在于:所述濕度傳感器模塊采用JCJ175系列溫濕度傳感器。5.根據(jù)權利要求1所述的一種基于Zigbee的自動灌溉控制系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)存儲模塊采用SD卡。
【文檔編號】A01G25/16GK105941098SQ201610345711
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月23日
【發(fā)明人】汪晨, 張玲華
【申請人】南京郵電大學