[发明专利]一种自动节水灌溉控制系统

说明书

本发明公开了一种自动节水灌溉控制系统，包括无线传感器网络、智能网关和用户终端相关的硬件和软件组成。所属硬件包含无线传输ZigBee通信模块、智能控制系统传感器、电动阀门、控制器硬件、网关控制模块等，软件包含ZigBee与网关的开发环境、无线通信及传感器数据采集通信协议、系统的软件程序、灌溉用水模型等。硬件要靠程序的控制作用来保证正常工作。系统的软件侧重于控制程序的设计与上位机界面的设计，让系统的每个硬件来发挥自身的作用。本发明通过利用ZigBee技术、单片机技术、传感器技术等设计一个针对大田作物的自动灌溉控制系统，有效解决了现有技术中存在把握不准灌溉的时间与确切水量而导致作物的收益大打折扣的问题。

技术领域

本发明涉及无线传感器网络的智能控制技术领域，具体为一种自动节水灌溉控制系统。

背景技术

随着全球水资源的日趋紧张和短缺，许多国家都在发展节水灌溉技术。而我国以农立国并且农业用水量占据了全国用水量七成，但是节水灌溉技术应用规模较低，目前针对智能节水灌溉主要依赖人工控制作业或单一因素控制作业，灌溉量依据人工经验判断，缺乏科学、智能化的管理。这种灌溉方式由于把握不准灌溉的时间与确切水量，会导致相关作物的品质和收益降低。因此，设计一种自动节水灌溉控制系统,使作物达到预期的灌溉效果，节约农业灌溉用水，减少环境污染，实现对作物田间灌溉时间和灌溉用水的精准把控，让农业用水的可持续发展得到保证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动节水灌溉控制系统，主要通过Z igBee技术、单片机技术、传感器技术与建模技术，从而解决了背景技术中农田灌溉水量、灌溉时间不能根据作物生产阶段及周围环境信息进行自动控制的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自动节水灌溉控制系统，包括无线传感器网络、智能网关和用户终端组成。无线传感器网络是负责作物环境信息采集和调节的重要部分。无线选取星形网络拓扑结构，网络核心为一个协调器，多个终端节点连接网络而网络节点间互不通信。采用星形结构的好处是省去路由节点的中继，方便系统设计。在网状网络拓扑和树状网络拓扑中，都要路由节点作中继，可增加系统开销，增加了系统能耗，使整个系统变得复杂化。智能网关负责根据用户需求对整个灌溉系统实现自动控制的重要任务，可以和用户进行本地交互，还可通过Internet或GPRS 网络和用户进行交互。用户终端主要完成传感器数据、工作状态、控制信息的显示，同时还可实现下发控制指令。

进一步地，系统通过无线传感器网络完成数据收集与调控功能,通过 Zigee协议实现无线传所述无线传感器网络，完成数据收集与调控。

进一步地，Internet与GPRS远程访问和控制以及实时监测与数据的显示都是通过Linux系统的嵌入式网关达到。

智能网关主要是把得到的信息保存至数据库来集中处理，按需分配。通过智能网关可以查看系统中各传感器数据、对系统的调节设备进行手动控制、查看系统运行后检测的数据记录情况、对系统自动控制的各项参数进行设置。

进一步地，智能网关驱动了触屏显示器能够观测实时与历史数据等功能，通过驱动摄像头能看到稻田的实时画面。

进一步地，智能网关应用GPRS模块把所得数据传输至GPRS网络，利用无线网卡与无线路由把数据传输至Intermet，这样便完成了作物农田信息和人的交互即物联网。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明提供的一种自动节水灌溉控制系统，通过嵌入式网关作为自动控制灌溉系统的主控，其利用UART同ZigBee协调器间的连接，来得到上传的数据。数据交换都有着特定通讯协议，能够确保数据交换时的稳定，防止受到外界信息干扰。全部处理过的数据一则是为了让用户使用，二则同时保障了系统的可靠性。

2、本发明提供的一种自动节水灌溉控制系统，

附图说明

图1为本发明的整体方案结构图；