[实用新型]基于ZigBee的温室自动灌溉系统

说明书

技术领域

本实用新型属于温室大棚内土壤水分补给控制技术领域，涉及一种基于ZigBee的温室自动灌溉系统。

背景技术

温室大棚已经突破了农作物种植受地域、气候等因素的限制，提高了农产品附加值，成为我国农民冬季增加收入的一项重要手段。温室大棚环境中的土壤湿度和营养程度主要靠灌溉来控制，科学的灌溉与合理调节棚内土壤湿度是保证作物优质高产的重要措施。然而我国目前大部分温室大棚主要使用传统粗放无控灌水方式，浇水不及时、不均匀、灌水不足或过量灌水现象时有发生，水资源利用效率低，短缺与浪费现象并存，并且很难保证及时、准确地调节土壤湿度。在现有灌溉技术基础上，以作物实际需水为依据，应用先进的智能自动化控制技术实施精确灌溉，能够显著提高灌溉精准度，便于实施合理的灌溉制度，提高水的利用率，同时能够减少灌溉用工，降低管理成本，显著提高效益。

近些年来，国内外许多学者对温室自动灌溉进行了大量研究，取得了一些成果，其中比较典型的成果有：程文锋的基于PLC的自动喷灌器、任文涛的温室节点式渗灌自动控制系统、袁巧霞的温室集雨灌溉系统等。很多研究成果已经在一些商业果园和高档温室的灌溉管理系统中加以应用，然而从应用现状来看，现有温室灌溉系统还存在明显不足：1）在实际的农业生产应用时，需要密布传感器节点，才能实现对监测区域的有效覆盖，这将导致农业设施内部线缆纵横交错，系统安装及维护成本急剧增加；2）温室大棚布线条件不好，设备工作在有线方式，部署复杂，且不便于大棚作业；3）设备工作环境条件恶劣，设备处于温室内高温、潮湿的环境，极容易导致通信电缆的老化，从而降低系统的可靠性；4）设备使用者多为农民，一般不具备维护和维修能力。以上因素极大地限制了这些研究成果在生产实际中的推广应用。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于ZigBee的温室自动灌溉系统，将ZigBee技术应用于温室灌溉系统，克服了传统灌溉系统的不足，具有设备成本低、可维护性高、可靠性好等独特的优势，并能通过软件处理给用户提供预警支持，从而减少农民劳作强度，增加产量，能够满足我国智能节水灌溉发展的迫切需要。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

基于ZigBee的温室自动灌溉系统，包括多个用以采集土壤湿度数据的检测模块，所述检测模块上设置无线通信模块，检测模块与协调器之间通过ZigBee网络通信，协调器还通过ZigBee网络与驱动灌溉设备的控制模块通信，控制模块上也设置无线通信模块，协调器接收检测模块采集数据并通过多跳方式与管理平台通信，管理平台通过GPRS或者Internet与远程监控中心的服务器通信连接，管理平台与手机之间通过GSM网络通信并接受手机发出的指令。

所述检测模块包括土壤水分传感器，其上设置的无线通信模块采用微处理器CC2430，土壤水分传感器的数据输出端口接微处理器CC2430的数据输入端口。

所述控制模块包括一个24VDC电磁阀，其上设置的无线通信模块采用微处理器CC2430，电磁阀通过驱动电路接微处理器CC2430的控制端。

所述管理平台以接有通信模块的处理器S3C2410为核心。

与现有技术相比，本实用新型能够实现现场实时监测、远程监控报警、灌溉阈值设置灵活以及休眠等功能，并为用户提供直观的系统管理平台来完成节点管理和数据处理功能。设备使用证明其具有良好的稳定性，并能满足不同作物不同时期灌溉的需要。同时具有系统误差低、响应速度快、部署灵活、成本低廉、维护简单等特点。该设备的研制和使用为建立大型远程智能灌溉系统提供经验和技术支持。

附图说明

图1为本实用新型系统示意图。

图2为本实用新型微处理器CC2430硬件电路。

图3为本实用新型控制模块硬件电路图。

图4为本实用新型管理平台硬件结构图。

图5为本实用新型工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。