基于動(dòng)態(tài)含水量估計(jì)的智能灌溉調(diào)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及灌溉環(huán)境監(jiān)測(cè)的研宄領(lǐng)域，特別涉及一種基于動(dòng)態(tài)含水量估計(jì)的智能灌溉調(diào)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的管理大多依靠人工完成，效率低下、工作量大、管理不科學(xué)。中小型農(nóng)場(chǎng)設(shè)施現(xiàn)代化水平低，缺乏配套設(shè)施，存在可靠性和時(shí)效性問(wèn)題。作物的灌溉大都采用漫灌或渠灌，且僅憑個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)選擇水分補(bǔ)給時(shí)間。
[0003]目前，WSN (Wireless Sensor Network)及 GPRS (General Packet Rad1 Service)技術(shù)對(duì)能夠農(nóng)作物的整個(gè)生長(zhǎng)周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)全天候，實(shí)時(shí)的灌溉環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)將采集到的數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)程服務(wù)器。服務(wù)器中的灌溉決策系統(tǒng)以無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集的環(huán)境信息作為灌溉決策系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)灌溉。此技術(shù)的局限性在于灌溉環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和灌溉控制不能動(dòng)態(tài)估計(jì)含水量，對(duì)土地需數(shù)量無(wú)法做出及時(shí)的估計(jì)和控制。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種基于動(dòng)態(tài)含水量估計(jì)的智能灌溉調(diào)控系統(tǒng)。
[0005]為了到達(dá)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種基于動(dòng)態(tài)含水量估計(jì)的智能灌溉調(diào)控系統(tǒng)，包括無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、灌溉控制系統(tǒng)及灌溉決策系統(tǒng)，所述無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括多個(gè)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，所述監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)包括用于實(shí)時(shí)檢測(cè)環(huán)境數(shù)據(jù)的土壤水分檢測(cè)單元和用于定期監(jiān)測(cè)土壤水分檢測(cè)單元數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)通信單元；所述灌溉控制系統(tǒng)包括控制器、控制通信單元、蓄電池、電磁閥和滴灌管；所述灌溉決策系統(tǒng)包括用于接收無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和灌溉控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的決策通信單元和用于控制決策通信單元發(fā)送控制信令到灌溉調(diào)控系統(tǒng)的決策處理單元；所述土壤水分監(jiān)測(cè)單元、監(jiān)測(cè)通信單元、決策通信單元、控制通信單元、控制器、電磁閥以及滴灌管順序連接，所述決策處理單元與決策通信單元連接，所述蓄電池與控制連接。
[0007]優(yōu)選的，所述監(jiān)測(cè)通信單元采用CC2530射頻微控制器，所述決策通信單元采用CC2530射頻微控制器；所述控制通信單元采用CC2530射頻微控制器。
[0008]優(yōu)選的，所述土壤水分監(jiān)測(cè)單元包括土壤水分傳感器、雨量傳感器、風(fēng)速傳感器、光照傳感器和溫度傳感器。
[0009]優(yōu)選的，所述決策處理單元為可接入web網(wǎng)的PC機(jī)終端，用于采集決策通信單元上傳的數(shù)據(jù)，并能夠產(chǎn)生控制數(shù)據(jù)由決策處理單元發(fā)送。
[0010]優(yōu)選的，所述控制器包括主處理器單元、充電控制單元、電磁閥驅(qū)動(dòng)單元和人機(jī)接口單元；主處理器單元與充電控制單元、電磁閥驅(qū)動(dòng)單元和人機(jī)接口單元相連接。
[0011 ] 優(yōu)選的，所述充電控制單元包括充電管理電路和蓄電池電壓監(jiān)測(cè)電路，所述的充電管理電路和蓄電池電壓監(jiān)測(cè)電路分別與主處理器單元連接，所述的蓄電池電壓監(jiān)測(cè)電路與蓄電池連接。
[0012]優(yōu)選的，所述充電管理電路為基于鋰電池的充電管理芯片，不僅用于向蓄電池提供正向充電電壓和電流，還用于監(jiān)測(cè)電路蓄電池的充電電壓和溫度，并自動(dòng)控制充電的開(kāi)啟或關(guān)閉；蓄電池電壓監(jiān)測(cè)電路用于監(jiān)測(cè)蓄電池的供電電壓。
[0013]優(yōu)選的，所述主處理器單元為ATMEL MEGA 16L低功耗單片機(jī)。
[0014]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0015]1.本實(shí)用新型能夠自動(dòng)感知土壤水分的含量，并能夠根據(jù)灌溉決策及時(shí)補(bǔ)充土壤所需水分。
[0016]2.本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)人工設(shè)置灌溉決策，使得灌溉決策更能符合人的需求。
[0017]3本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控土壤水分含量，減少人工實(shí)地檢測(cè)工作量。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型裝置的整體結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0020]實(shí)施例
[0021]如圖1所示，一種基于動(dòng)態(tài)含水量估計(jì)的智能灌溉調(diào)控系統(tǒng)，包括無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、灌溉決策系統(tǒng)及灌溉控制系統(tǒng)在內(nèi)的整個(gè)智能灌溉系統(tǒng)；所述無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括多個(gè)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，所述監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)包括監(jiān)測(cè)通信單元和土壤水分檢測(cè)單元，土壤水分檢測(cè)單元實(shí)時(shí)檢測(cè)土壤的水分含量，監(jiān)測(cè)通信單元定期土壤水分檢測(cè)單元的數(shù)據(jù)，并將所采集數(shù)據(jù)上傳給灌溉決策系統(tǒng)；所述灌溉決策系統(tǒng)包括決策通信單元和決策處理單元，決策通信單元接收無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和灌溉控制系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)，并發(fā)送控制數(shù)據(jù)到灌溉控制系統(tǒng)，決策處理系統(tǒng)將決策通信單元接收的數(shù)據(jù)采集，并產(chǎn)生控制數(shù)據(jù)，由決策通信單元發(fā)送到灌溉決策控制系統(tǒng)；所述灌溉控制系統(tǒng)包括控制器、控制通信單元、蓄電池、電磁閥、滴灌管；所述控制通信單元用于接收灌溉決策系統(tǒng)發(fā)送的控制數(shù)據(jù)，并上傳數(shù)據(jù)到灌溉決策系統(tǒng)；所述控制器能夠根據(jù)控制通信單元所接收的控制數(shù)據(jù)產(chǎn)生相應(yīng)控制信令，進(jìn)行自主灌溉。
[0022]所述監(jiān)測(cè)通信單元為CC2530射頻微控制器。
[0023]所述土壤水分監(jiān)測(cè)單元包括土壤水分傳感器、雨量傳感器、風(fēng)速傳感器、光照傳感器、溫度傳感器。
[0024]所述決策通信單元為CC2530射頻微控制器。
[0025]所述決策處理單元為可接入web網(wǎng)的PC機(jī)終端，可采集決策通信單元上傳的數(shù)據(jù)，并能夠產(chǎn)生控制數(shù)據(jù)由決策處理單元發(fā)送。
[0026]所述控制通信單元為CC2530射頻微控制器。
[0027]本實(shí)施例的工作原理:初始化工作，本裝置的各個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行自我檢測(cè)，無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、灌溉決策系統(tǒng)和灌溉控制系統(tǒng)組成AD_HOC無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，土壤水分檢測(cè)單元實(shí)時(shí)檢測(cè)土壤的環(huán)境數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)通信單元定期土壤水分檢測(cè)單元的數(shù)據(jù)，并將所采集數(shù)據(jù)上傳給灌溉決策系統(tǒng)，決策處理系統(tǒng)將決策通信單元接收的數(shù)據(jù)