一種新型田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)水灌溉設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種田間灌溉設(shè)備，特別是一種新型田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)水灌溉設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在節(jié)水灌溉方面，發(fā)達(dá)國(guó)家在空間信息、計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)等高新技術(shù)應(yīng)用方面較為成熟。我國(guó)仍存在以下技術(shù)問(wèn)題:(1)通訊穩(wěn)定性及多節(jié)點(diǎn)大范圍的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)能力差。(2)構(gòu)建1對(duì)多的GPRS通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸大數(shù)據(jù)流量費(fèi)與固定IP公網(wǎng)使用費(fèi)用過(guò)高。
(3)節(jié)水設(shè)備的產(chǎn)品功能單一，集成性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于，提供一種新型田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)水灌溉設(shè)備。該設(shè)備具備可靠性高的通訊組網(wǎng)能力、較低的低運(yùn)行成本和遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心的特點(diǎn)。此外監(jiān)控管理中心具備監(jiān)測(cè)、傳輸、診斷、決策和預(yù)警預(yù)報(bào)等智能化的特點(diǎn)，可普遍應(yīng)用于高效農(nóng)業(yè)園區(qū)的節(jié)水灌溉增效領(lǐng)域。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案:一種新型田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)水灌溉設(shè)備，包括有遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心，遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心經(jīng)無(wú)線(xiàn)傳輸與1個(gè)以上的田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)終端的無(wú)線(xiàn)通訊接口連接，田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)終端的控制端與電磁閥陣、變頻器、電機(jī)和水栗連接，而其信號(hào)采集端分別與土壤溫濕度傳感器、流量傳感器和液位傳感器連接；遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心上還連接有空氣溫濕度傳感器和風(fēng)速傳感器，遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心、田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)終端、電磁閥陣和各個(gè)傳感器分別與太陽(yáng)能模塊連接，所述傳感器均為無(wú)線(xiàn)傳感器。
[0005]前述的新型田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)水灌溉設(shè)備中，所述遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心經(jīng)GPRS模塊與田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)終端連接。
[0006]前述的新型田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)水灌溉設(shè)備中，所述太陽(yáng)能模塊包括有光伏組件，光伏組件與蓄電池組連接，蓄電池組與控制器連接，控制器與用電設(shè)備連接。
[0007]前述的新型田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)水灌溉設(shè)備中，所述控制器經(jīng)逆變器與用電設(shè)備連接。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心完成系統(tǒng)采集監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和中心控制。田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)終端執(zhí)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、智能灌溉執(zhí)行與控制。智能灌溉決策支持系統(tǒng)滿(mǎn)足農(nóng)作物種類(lèi)、生育期、土壤類(lèi)型等個(gè)性化需求。智能灌溉決策支持系統(tǒng)可以設(shè)定作物需水規(guī)律和灌溉制度，根據(jù)作物種類(lèi)、生育期、土壤類(lèi)型、灌溉面積與灌水定額確定灌水量、灌水時(shí)間。灌水量的控制是通過(guò)土壤墑情控制閾值來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而設(shè)置有GPRS模塊可實(shí)現(xiàn)信號(hào)的超遠(yuǎn)距離傳輸。通過(guò)太陽(yáng)能模塊可對(duì)用電電壓小的設(shè)備進(jìn)行供電，節(jié)省了電能。而信號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程中，均為無(wú)線(xiàn)傳輸，節(jié)省了傳輸線(xiàn)路的鋪設(shè)，節(jié)約了成本。田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)終端、GPRS模塊與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)對(duì)單點(diǎn)、多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通訊，無(wú)運(yùn)行使用流量費(fèi)，從而滿(mǎn)足了高性能、低運(yùn)行成本和遠(yuǎn)程監(jiān)控管理的應(yīng)用需求。GPRS模塊可與最多256個(gè)田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)終端進(jìn)行通訊。當(dāng)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)終端大于256個(gè)時(shí)，可通過(guò)增加GPRS模塊擴(kuò)展信道。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有組網(wǎng)方便、通訊穩(wěn)定、運(yùn)行成本低等特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0009]附圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]附圖標(biāo)記:1-遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心，2-田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器終端，3-電磁閥陣，4-變頻器，5-電機(jī)，6-水栗，7- 土壤溫濕度傳感器，8-流量傳感器，9-液位傳感器，10-空氣溫濕度傳感器，11-風(fēng)速傳感器，12-GPRS模塊，13-光伏組件，14-蓄電池組，15-控制器，16-逆變器。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明，但并不作為對(duì)本實(shí)用新型限制的依據(jù)。
[0012]本實(shí)用新型的實(shí)施例:一種新型田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)水灌溉設(shè)備，如附圖1所示，包括有遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心1，遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心1經(jīng)無(wú)線(xiàn)傳輸與1個(gè)以上的田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)終端2的無(wú)線(xiàn)通訊接口連接，田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)終端2的控制端與多個(gè)的電磁閥陣3、變頻器4、電機(jī)5和水栗6連接，而其信號(hào)采集端分別與多個(gè)的土壤溫濕度傳感器7、流量傳感器8和液位傳感器9連接；遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心1上還連接有空氣溫濕度傳感器10和風(fēng)速傳感器11，遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心1、田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)終端2、電磁閥陣3和各個(gè)傳感器分別與太陽(yáng)能模塊連接，所述傳感器均為無(wú)線(xiàn)傳感器?？諝鉁貪穸葌鞲衅?0與風(fēng)速傳感器11主要采集氣象信號(hào)，而一個(gè)地區(qū)的氣象信號(hào)基本相同，故設(shè)置在遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心1附近，直接與遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心1連接即可，而土壤溫濕度傳感器7、流量傳感器8以及液位傳感器9采集的均是一定范圍內(nèi)的信號(hào)，由于在大的1個(gè)范圍內(nèi)，土壤溫濕度、水流量以及液位在不同的區(qū)域均有不同，為了實(shí)現(xiàn)智能灌溉，精確灌溉，故需要采集大范圍內(nèi)的每個(gè)小區(qū)域的土壤溫濕度、水流量以及液位信息。流量傳感器8可以采集流量數(shù)據(jù)，通過(guò)流量可以自動(dòng)測(cè)算出灌溉用水總量。液位傳感器9可以采集高位水池液位高度，當(dāng)水池水位處于低水位時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)開(kāi)啟水栗6實(shí)現(xiàn)給水池注水，當(dāng)水池將要被注滿(mǎn)，此時(shí)水位處于高水位實(shí)現(xiàn)水栗6自動(dòng)停止注水。完成水栗6、高位水池的無(wú)人化和自動(dòng)化管理。
[0013]所述遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心1經(jīng)GPRS模塊12與田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)終端2連接。當(dāng)遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心1與田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)終端2之間的距離大于3km時(shí)，需要在兩者之間設(shè)置有GPRS模塊12來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。通過(guò)設(shè)置GPRS模塊12可以實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸。
[0014]所述太陽(yáng)能模塊包括有用于將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的光伏組件13，光伏組件13與蓄電池組14連接，蓄電池組14與控制器15連接，控制器15與用電設(shè)備連接。太陽(yáng)能模塊給系統(tǒng)除了水栗6、電動(dòng)閘門(mén)、變頻器4等220V交流電以外的所有小功率用電設(shè)備供電。
[0015]所述控制器15經(jīng)逆變器16與用電設(shè)備連接。通過(guò)逆變器16將蓄電池組14中的直流電轉(zhuǎn)換為交流電。逆變器16的作用是實(shí)現(xiàn)將直流電變?yōu)榻涣麟姡到y(tǒng)中采用電動(dòng)調(diào)節(jié)閥來(lái)進(jìn)行開(kāi)度調(diào)節(jié)，此時(shí)須24V的交流電，就需要逆變器16。
[0016]本實(shí)用新型采用的遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心1具有可視化和界面友好的人機(jī)界面。根據(jù)實(shí)際需要遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心1和田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)終端2均可采用太陽(yáng)能供電，低功耗模式確保設(shè)備在通電布線(xiàn)不便的山地使用。
[0017]遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心1與田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)終端2采用GPRS方式通信，不受地形和距離的限制。遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心1采用自動(dòng)/手動(dòng)切換灌溉模式供管理者選擇，具有中心控制的特點(diǎn)，并具備設(shè)定數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史記錄查詢(xún)和存儲(chǔ)功能。
[0018]遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心1米用Samsung S3C2440A ARM9芯片，田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)終端2采用工業(yè)級(jí)GRM100采集控制模塊，GPRS模塊12采用GRM202系列微功率無(wú)線(xiàn)透明數(shù)據(jù)傳輸模塊。
[0019]本系統(tǒng)的工作過(guò)程如下:打開(kāi)電源后，設(shè)置當(dāng)前作物的溫濕度閾值，選擇手動(dòng)/模糊模糊智能控制模式。在手動(dòng)模式下，遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心1通過(guò)GPRS模塊12控制田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)終端2開(kāi)/關(guān)閥、獲取溫濕度；在自動(dòng)模式下，遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心1可選擇定時(shí)灌溉和自適應(yīng)灌溉，當(dāng)為定時(shí)灌溉時(shí)，管理者設(shè)定灌溉時(shí)間后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將設(shè)定時(shí)間與當(dāng)前時(shí)間做比較。若時(shí)間相等，通過(guò)GPRS模塊12控制田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)終端2 ;當(dāng)設(shè)定自適應(yīng)灌溉時(shí)，遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心1循環(huán)檢測(cè)各田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)終端2的傳感器溫濕度，當(dāng)土壤溫濕度超過(guò)限制時(shí)，通過(guò)GPRS模塊12控制田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)終端2，使其執(zhí)行元件開(kāi)始動(dòng)作。通過(guò)田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)終端2控制電機(jī)5帶動(dòng)水栗6工作，實(shí)習(xí)抽水澆灌。整個(gè)控制過(guò)程中，當(dāng)某個(gè)區(qū)域需要澆灌時(shí)，田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)終端2控制該區(qū)域的電磁閥陣3中的電磁閥門(mén)打開(kāi)，使得水流經(jīng)過(guò)管道流出。無(wú)論手動(dòng)還是自動(dòng)模式，系統(tǒng)都會(huì)自動(dòng)將各節(jié)點(diǎn)的溫濕度數(shù)據(jù)和灌溉時(shí)間及當(dāng)前狀態(tài)存入SQL數(shù)據(jù)庫(kù)中。在觸摸屏界面上可以進(jìn)行溫濕度閾值的修改、自動(dòng)/手動(dòng)模式切換、灌溉對(duì)象選擇、設(shè)定灌溉計(jì)劃和查看歷史記錄。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)水灌溉設(shè)備，其特征在于:包括有遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心(1)，遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心(1)經(jīng)無(wú)線(xiàn)傳輸與1個(gè)以上的田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)終端(2)的無(wú)線(xiàn)通訊接口連接，田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)終端(2)的控制端與電磁閥陣(3)、變頻器(4)、電機(jī)(5)和水栗(6)連接，而其信號(hào)采集端分別與土壤溫濕度傳感器(7)、流量傳感器(8)和液位傳感器(9)連接；遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心(1)上還連接有空氣溫濕度傳感器(10)和風(fēng)速傳感器(11)，遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心(1 )、田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)終端(2)、電磁閥陣(3)和各個(gè)傳感器分別與太陽(yáng)能模塊連接，所述傳感器均為無(wú)線(xiàn)傳感器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)水灌溉設(shè)備，其特征在于:所述遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心(1)經(jīng)GPRS模塊(12)與田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)終端(2)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)水灌溉設(shè)備，其特征在于:所述太陽(yáng)能模塊包括有光伏組件(13)，光伏組件(13)與蓄電池組(14)連接，蓄電池組(14)與控制器(15)連接，控制器(15)與用電設(shè)備連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)水灌溉設(shè)備，其特征在于:所述控制器(15)經(jīng)逆變器(16)與用電設(shè)備連接。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種新型田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)水灌溉設(shè)備，包括有遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心，遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心經(jīng)無(wú)線(xiàn)傳輸與1個(gè)以上的田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)終端的無(wú)線(xiàn)通訊接口連接，田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)終端的控制端與電磁閥陣、變頻器、電機(jī)和水泵連接，而其信號(hào)采集端分別與土壤溫濕度傳感器、流量傳感器和液位傳感器連接；遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心上還連接有空氣溫濕度傳感器和風(fēng)速傳感器，遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理中心、田間自組無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)終端、電磁閥陣和各個(gè)傳感器分別與太陽(yáng)能模塊連接。網(wǎng)絡(luò)終端、GPRS模塊與監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)對(duì)單點(diǎn)、多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通訊，滿(mǎn)足了高性能、低運(yùn)行成本和遠(yuǎn)程監(jiān)控管理的應(yīng)用需求。
【IPC分類(lèi)】A01G25/16
【公開(kāi)號(hào)】CN205071824
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520800846
【發(fā)明人】唐世富, 李家春, 盧劍鋒, 唐永濤, 黃翠
【申請(qǐng)人】貴州東峰自動(dòng)化科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年10月13日