[发明专利]一种载频自适应无线灌溉控制方法及灌溉系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线灌溉控制技术领域，具体地，涉及一种载频自适应无线灌溉控制方法及灌溉系统。

背景技术

农业节水灌溉是农业重点研究课题，传统有线布线方式极其繁琐，现多采用无线方式控制灌溉。

目前，采用无线灌溉的方式有zigbee通信，其通讯距离受限，要传输较长距离时，需通过路径多跳完成，系统整体消耗功耗较大，在大田灌溉应用中缺点较为明显。其余多采用433M载频方式通讯，这种方式通讯距离较远，但由于载频单一，干扰大，且当环境改变导致射频信号衰减因素发生变化时，为维持系统通讯正常需增大发射接收功率，增加系统功耗。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种载频自适应无线灌溉控制方法及灌溉系统，根据不同应用环境下射频信号衰减不同，在原有功率水平上不变的基础上，寻找当前环境下最佳通讯载频，克服了现有无线灌溉系统载频不能调整的缺点，降低了系统功耗，提高了自适应能力。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种载频自适应无线灌溉控制方法及灌溉系统，主要包括：控制终端与节点进行无线通讯，最终控制电磁阀的开启与关闭，具体包括如下步骤：

步骤1：控制终端将节点状态表以固定载频向节点发送无线射频控制信号；

步骤2：节点接收信号后，判断是否为本机指令；

步骤3：如果节点判断是本机指令，节点更新状态表，电磁阀执行相应操作，同时将阀门的实际状态反馈到节点状态表中，完成更新，发送至控制终端；

步骤4：控制终端接收执行步骤3后的节点状态表，并更新该节点状态表；

步骤5：将步骤3和步骤4中的节点状态表中的RSSI值与维持稳定通信时的RSSI阈值进行比较；

步骤6：若步骤3或步骤4中节点状态表中的RSSI值低于稳定通信时的RSSI阈值，更新节点状态表，并以上一次的固定载频发送具有节点状态表的射频信号，等待节点确认信息；

步骤7：节点判断为本机指令后，根据接收到的节点状态表更新节点状态表，调整载频后，发送数据至控制终端；

步骤8：控制终端判断是否接收到节点发送的新的状态表，如果超过一定时间仍未接收到节点反馈，退回上一次通讯成功时的载频；若节点在一定时间内未收到控制终端发送的更新完成位，退回上一次通讯成功时的载频；控制终端与节点通讯成功后，选择另一载频，再次发送，直至更新载频成功，或遍历载频列表完毕。

进一步地，所述节点状态表包括：

节点标识号位，控制终端与节点组成的局域网内唯一标号，用于识别节点；

RSSI1值位，节点读取的控制终端发送的射频信号强度值位；

RSSI2值位，控制终端读取的节点发送的射频信号强度值位；

载频位，控制终端与节点通讯的下一次载波频率位；

载频更新完成位，用于标识控制终端与节点完成一次载频更新；

控制阀门标识位，控制阀门的状态；

和节点读取阀门状态位，标识阀门的实际状态。

进一步地，所述步骤3，具体为，如果节点判断是本机指令，节点读取RSSI 1值，更新到节点状态表相应位；根据节点状态表的控制阀门标识位控制电磁阀的动作；将电磁阀的实际状态更新至节点状态表的节点读取阀门状态位；最终将更新后节点状态表发送至控制终端；

如果节点判断不是本机指令，则该节点继续按照定时周期休眠。

进一步地，所述步骤4具体为，控制终端接收更新后的节点状态表，将RSSI2值更新到该节点状态表相应位。

进一步地，所述步骤5具体为，控制终端将该节点的RSSI1值和RSSI2值与维持稳定通信的RSSI阈值进行比较；

所述步骤6具体为，若任一RSSI值低于阈值，则控制终端改变节点状态表中的载频位信息和载频更新完成位，调整控制终端无线单元中的射频开关，以前一载频发送射频信号，等待节点确认信息；

若任一RSSI值不低于阈值，则结束通讯。

进一步地，步骤8中，如果控制终端接收到了节点发送的新的状态表，则控制终端置位节点状态表中的载频更新完成位，再发送至节点，节点判断完成位后，一次更新载频完成。

进一步地，载频的范围为315MHZ、433.92MHZ和780MHZ。

载频自适应无线灌溉系统，包括控制终端、无线网络、多个节点和与节点相对应的多个电磁阀；多个节点分别通过无线网络与控制终端无线通讯，且在多个可选频段下通讯；