專利名稱：一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的校園綠化灌溉調(diào)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的校園綠化灌溉調(diào)控系統(tǒng)，屬于節(jié)水灌溉技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
校園綠化建設(shè)是校園環(huán)境建設(shè)的重要組成部分，校園綠化同樣蘊(yùn)含著豐富的文化內(nèi)涵，也是現(xiàn)代文明發(fā)展的重要標(biāo)志，體現(xiàn)學(xué)校的管理水平和精神面貌。目前校園綠化大多采用傳統(tǒng)人工灌溉的方式，雖然此方式簡(jiǎn)單易行，初期投入快，但是存在很重要的問題人工灌溉不了解綠化植物的需水特性，只是一味的按自己的經(jīng)驗(yàn) 去灌溉，這樣植物并不能很好的利用水源，容易造成水分不足或者浪費(fèi)；而且人工灌溉費(fèi)時(shí)費(fèi)力，需要很多工人長(zhǎng)時(shí)間工作；不同的植物需水情況不同，不同的地形也需要不同的灌溉方式等。本實(shí)用新型能夠準(zhǔn)確的測(cè)定土壤水分、當(dāng)前環(huán)境的溫度和濕度情況，簡(jiǎn)單的判斷水分情況，然后無線傳輸給中控室，由一名監(jiān)控人員判斷并采取相應(yīng)的灌溉措施，這樣既可以有針對(duì)性的對(duì)綠化帶進(jìn)行灌溉，節(jié)約用水，同時(shí)也能解放勞動(dòng)力。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)以上問題，本實(shí)用新型提出一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的校園綠化灌溉調(diào)控系統(tǒng)，可以及時(shí)有效地采集綠化帶水分信息，實(shí)時(shí)進(jìn)行灌溉，避免了花木的干旱，節(jié)省了人力，同時(shí)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案調(diào)控系統(tǒng)包括集成控制模塊I、上位控制模塊2、水閥開關(guān)3，集成控制模塊I包括單片機(jī)4、土壤水分傳感器5、溫度傳感器6、濕度傳感器7、集成控制Zigbee無線發(fā)射模塊8、集成控制Zigbee無線接收模塊9 ;土壤水分傳感器5插入土壤中，土壤水分傳感器5、溫度傳感器6、濕度傳感器7的輸出端通過I/O 口與單片機(jī)4連接，單片機(jī)通過串口與集成控制Zigbee無線發(fā)射模塊8、集成控制Zigbee無線接收模塊9相連；上位控制模塊2包括上位控制Zigbee無線發(fā)射模塊10、上位控制Zigbee無線接收模塊11和中控上位機(jī)12 ;上位控制Zigbee無線發(fā)射模塊10、上位控制Zigbee無線接收模塊11通過I/O 口與中控上位機(jī)12連接；中控上位機(jī)12內(nèi)置有監(jiān)控軟件，集成控制模塊I和上位控制模塊2之間的無線模塊通信采用2. 4 GHz無線頻段發(fā)送/接收數(shù)據(jù)，集成控制模塊I與水閥開關(guān)3連接。所述的灌溉點(diǎn)為多個(gè)時(shí)，加裝一個(gè)中繼器13 ;所述的土壤水分傳感器5、溫度傳感器6、濕度傳感器7為非數(shù)字傳感器，需在個(gè)傳感器的輸出端口加裝模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC14。本實(shí)用新型的有益效果可以及時(shí)有效地采集綠化帶水分信息，實(shí)時(shí)進(jìn)行灌溉，避免了花木的干旱，節(jié)省了人力，同時(shí)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。

圖I本實(shí)用新型的連接示意圖；[0009]圖2本實(shí)用新型改進(jìn)的連接示意圖；圖3本實(shí)用新型工作流程圖。
圖中1_集成控制模塊、2-上位控制模塊、3-水閥開關(guān)，4-單片機(jī)、5-土壤水分傳感器、6-溫度傳感器、7-濕度傳感器、8-集成控制Zigbee無線發(fā)射模塊、9_集成控制Zigbee無線接收模塊、10-上位控制Zigbee無線發(fā)射模塊、11-上位控制Zigbee無線接收模塊、12-中控上位機(jī)、13-中繼器、14-模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明，以方便技術(shù)人員理解。如圖I所示調(diào)控系統(tǒng)包括集成控制模塊I、上位控制模塊2、水閥開關(guān)3，集成控制模塊I包括單片機(jī)4、土壤水分傳感器5、溫度傳感器6、濕度傳感器7、集成控制Zigbee無線發(fā)射模塊8、集成控制Zigbee無線接收模塊9 ;土壤水分傳感器5插入土壤中，土壤水分傳感器5、溫度傳感器6、濕度傳感器7的輸出端通過I/O 口與單片機(jī)4連接，單片機(jī)通過串口與集成控制Zigbee無線發(fā)射模塊8、集成控制Zigbee無線接收模塊9相連；上位控制模塊2包括上位控制Zigbee無線發(fā)射模塊10、上位控制Zigbee無線接收模塊11和中控上位機(jī)12 ;上位控制Zigbee無線發(fā)射模塊10、上位控制Zigbee無線接收模塊11通過I/O 口與中控上位機(jī)12連接；中控上位機(jī)12內(nèi)置有監(jiān)控軟件，集成控制模塊I和上位控制模塊2之間的無線模塊通信采用2. 4 GHz無線頻段發(fā)送/接收數(shù)據(jù)，集成控制模塊I與水閥開關(guān)3連接。如圖2所示所述的灌溉點(diǎn)為多個(gè)時(shí)，加裝一個(gè)中繼器13 ;所述的土壤水分傳感器
5、溫度傳感器6、濕度傳感器7為非數(shù)字傳感器，需在個(gè)傳感器的輸出端口加裝模數(shù)轉(zhuǎn)化器ADC14。本實(shí)用新型工作時(shí)一般先校園綠化分為多個(gè)灌溉點(diǎn)，每個(gè)灌溉點(diǎn)設(shè)置1-2個(gè)集成控制模塊，具體個(gè)數(shù)視灌溉面積大小等情況而定。如圖3所示需要檢測(cè)信息的時(shí)候，首先由單片機(jī)4給土壤水分傳感器5、溫度傳感器6、濕度傳感器7發(fā)送指令，這三個(gè)傳感器開始檢測(cè)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)，通過模數(shù)轉(zhuǎn)化器ADC14將這三種信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳送給單片機(jī)4，然后和預(yù)設(shè)的溫度范圍閾值、濕度閾值、水分閾值等作對(duì)比，如果所有數(shù)據(jù)均在允許范圍之內(nèi)，則不作任何操作；如果結(jié)合實(shí)時(shí)溫度情況再加上單片機(jī)4計(jì)算和判斷發(fā)現(xiàn)土壤水分不足，并且空氣濕度不夠，則單片，4將這三個(gè)信號(hào)量傳送給集成控制Zigbee無線發(fā)射模塊8，集成控制Zigbee無線發(fā)射模塊8將這些數(shù)字量轉(zhuǎn)換成無線信號(hào)發(fā)射給中控室的上位控制Zigbee無線接收模塊11。如果灌溉點(diǎn)距離中控室距離較遠(yuǎn)，則需每隔200米加入一個(gè)中繼器13，以保證信號(hào)的順利傳輸。上位控制Zigbee無線接收模塊11接收到無線信號(hào)后，傳送給中控上位機(jī)12，在上位機(jī)監(jiān)控軟件界面顯示灌溉點(diǎn)名稱及位置，該灌溉點(diǎn)實(shí)時(shí)的溫度、濕度、以及土壤中水分?jǐn)?shù)據(jù)，由中控室監(jiān)控人員進(jìn)行最后的判斷。如果需要灌溉，則會(huì)由監(jiān)控人員設(shè)計(jì)灌溉的時(shí)間及水量，然后將這些控制信號(hào)發(fā)送給中控室的上位控制Zigbee無線發(fā)射模塊10，轉(zhuǎn)換成無線信號(hào)，再發(fā)回給灌溉點(diǎn)的集成控制Zigbee無線接收模塊9，灌溉點(diǎn)的集成控制Zigbee無線接收模塊9再將無線信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，發(fā)回給單片機(jī)4，有單片機(jī)4控制該灌溉點(diǎn)的水閥開關(guān)3打開，進(jìn)行灌溉，灌溉時(shí)間和水量依照中控室監(jiān)控人員的指令進(jìn)行。本實(shí)用新型通過具體實(shí)施過程進(jìn)行說明的，在不脫離本實(shí)用新型范圍的情況下，還可以對(duì)本實(shí)用新型專利進(jìn)行各種變換及等同代替，因此，本實(shí)用新型專利不局限于所公開的具體實(shí)施過程，而應(yīng)當(dāng)包括落入本實(shí)用新型專利權(quán)利要求范圍內(nèi)的全部實(shí)施方案。
權(quán)利要求1.一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的校園綠化灌溉調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于調(diào)控系統(tǒng)包括集成控制模塊、上位控制模塊、水閥開關(guān)，集成控制模塊包括單片機(jī)、土壤水分傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、集成控制Zigbee無線發(fā)射模塊、集成控制Zigbee無線接收模塊；土壤水分傳感器插入土壤中，土壤水分傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器的輸出端通過I/O 口與單片機(jī)連接，單片機(jī)通過串口與集成控制Zigbee無線發(fā)射模塊、集成控制Zigbee無線接收模塊相連；上位控制模塊包括上位控制Zigbee無線發(fā)射模塊、上位控制Zigbee無線接收模塊和中控上位機(jī)；上位控制Zigbee無線發(fā)射模塊、上位控制Zigbee無線接收模塊通過I/O 口與中控上位機(jī)連接；中控上位機(jī)內(nèi)置有監(jiān)控軟件，集成控制模塊和上位控制模塊之間的無線模塊通信采用2. 4 GHz無線頻段發(fā)送/接收數(shù)據(jù)，集成控制模塊與水閥開關(guān)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的校園綠化灌溉調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于灌溉點(diǎn)為多個(gè)時(shí)，加裝中繼器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的校園綠化灌溉調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于土壤水分傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器為非數(shù)字傳感器，需在個(gè)傳感器的輸出端口加裝模數(shù)轉(zhuǎn)化器ADC。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的校園綠化灌溉調(diào)控系統(tǒng)，屬于節(jié)水灌溉技術(shù)領(lǐng)域，土壤水分傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器的輸出端通過I/O口與單片機(jī)連接，單片機(jī)通過串口與集成控制Zigbee無線發(fā)射模塊、集成控制Zigbee無線接收模塊相連；上位控制Zigbee無線發(fā)射模塊、上位控制Zigbee無線接收模塊通過I/O口與中控上位機(jī)連接；中控上位機(jī)內(nèi)置有監(jiān)控軟件，集成控制模塊和上位控制模塊之間的無線模塊通信采用2.4GHz無線頻段發(fā)送/接收數(shù)據(jù)，集成控制模塊與水閥開關(guān)連接。本實(shí)用新型可以及時(shí)有效地采集綠化帶水分信息，實(shí)時(shí)進(jìn)行灌溉，避免了花木的干旱，節(jié)省了人力，同時(shí)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。
文檔編號(hào)A01G25/16GK202635267SQ201220314878

公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月2日
發(fā)明者吳建德, 張?jiān)姁? 王曉東, 黃國(guó)勇, 范玉剛, 鄒金慧, 邵宗凱, 張光輝 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)