一种农用智能灌溉系统的制作方法

本发明涉及一种农用智能灌溉系统，具体而言是一种利用可编程逻辑控制器和无线信息传输技术进行农田土壤水分远程监测并进行智能灌溉的系统。

背景技术：

农作物是一种对水分需求量较大的温带和热带农作物，从幼苗到分叶、伸长、成熟整个生育过程中都要消耗水分，土壤水分既是农作物的主要供给来源，同时也是参与土壤中许多重要的生物、物理和化学的活动过程。农作物土壤水分过少，将导致肥料无法被农作物充分利用和吸收，土壤中的水分含量过多，很可能因为过饱而使水分渗漏，将之前施加的肥料随其渗漏到地下水中，肥料就会流失，还可能会对土壤造成污染。因此，根据农田土壤水分含量和农作物的需水规律进行适时适量灌溉，对于提高农作物的产量和质量非常重要。

我国目前现有的农作物智能灌溉系统中，大多采用的是有线传输信息，即控制终端与信息采集端采用物理连线，因此布线较难，尤其是当被监测区域处于恶劣环境，采用有线传输会付出更多的人力和物力。因此，如何实现农作物土壤水分远程监测并有效降低成本是一个亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种农用智能灌溉系统，具体内容如下：

一种农用智能灌溉系统，包括数据采集模块、数据传输模块、可编程控制器、水阀控制模块和水泵；所述数据采集模块用来采集土壤数据；所述数据传输模块连接数据采集模块，将数据采集模块采集的数据传输至可编程控制器；所述可编程控制器连接数据传输模块，用于处理和显示数据传输模块传输的数据，并向水阀控制模块发出指令；所述水阀控制模块连接可编程控制器，接收其发出打开水阀的指示并控制水泵的开关；所述水泵用于浇灌农田。

作为一种优选方案，所述数据采集模块包括三个数据采集点，其中，数据采集点由蓝牙、土壤湿度传感器、土壤温度传感器和供电模块组成；所述蓝牙实现短距离的无线通信；所述土壤湿度传感器用于采集土壤湿度信息；所述土壤温度传感器用于采集土壤温度信息；所述供电模块为数据采集点提供电能。

作为进一步优选方案，所述供电模块由光伏组件、蓄电池和充电管理芯片组成；其中光伏组件将光能转化为电能，充电管理芯片将不稳定的输入电压转换成恒定电压，对蓄电池进行充电储存电能。

作为一种优选方案，所述数据传输模块包括路由节点和协调器，其中路由节点一端连接数据采集点，另一端连接连接协调器，协调器连接可编程逻辑控制器。

作为进一步优选方案，所述数据传输模块包括一级路由节点和二级路由节点，其中二级路由节点一端连接数据采集点，另一端连接一级路由节点，一级路由节点连接协调器。

作为进一步优选方案，所述路由节点由蓝牙和供电模块组成。

作为进一步优选方案，所述协调器包括蓝牙、GPRS模块和供电模块组成；其中GPRS模块用于和可编程逻辑控制器进行双向通信。

作为一种优选方案，水阀控制模块包括蓝牙、单片机、伺服电机和供电模块；所述单片机控制伺服电机，所述伺服电机控制水泵的开关。

本发明结合可编程逻辑控制器技术和无线传感器网络技术设计一套农作物土壤水分数据远程监测和智能浇灌系统。该系统安装简单方便，实现小范围内的无线互联，实时采集、储存和显示农作物土壤水分数据，为后续研究农作物的需水规律和实时了解农作物土壤含水量提供重要的数据依据，并进而可根据农作物的不同生长期的需水特点，进行适时适量灌溉，对提高农作物的产量和质量具有重要的现实意义。

附图说明

图1为本发明的原理图；

图2为数据采集点的原理图；

图3为数据传输模块的原理图；

图4为协调器的原理图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步详细、完整地说明。

一种农用智能灌溉系统，如图1、2、3、4所示，数据采集模块、数据传输模块、可编程控制器、水阀控制模块和水泵；数据采集模块用来采集土壤数据；数据传输模块连接数据采集模块，将数据采集模块采集的数据传输至可编程控制器；可编程控制器连接数据传输模块，用于处理和显示数据传输模块传输的数据，并向水阀控制模块发出指令；水阀控制模块连接可编程控制器，接收其发出打开水阀的指示并控制水泵的开关；水泵用于浇灌农田。述数据采集模块包括三个数据采集点，其中，数据采集点由蓝牙、土壤湿度传感器、土壤温度传感器和供电模块组成；蓝牙实现短距离的无线通信；土壤湿度传感器用于采集土壤湿度信息；土壤温度传感器用于采集土壤温度信息；供电模块为数据采集点提供电能。供电模块由光伏组件、蓄电池和充电管理芯片组成；其中光伏组件将光能转化为电能，充电管理芯片将不稳定的输入电压转换成恒定电压，对蓄电池进行充电储存电能。数据传输模块包括路由节点和协调器，其中路由节点一端连接数据采集点，另一端连接连接协调器，协调器连接可编程逻辑控制器。数据传输模块包括一级路由节点和二级路由节点，其中二级路由节点一端连接数据采集点，另一端连接一级路由节点，一级路由节点连接协调器。路由节点由蓝牙和供电模块组成。协调器包括蓝牙、GPRS模块和供电模块组成；其中GPRS模块用于和可编程逻辑控制器进行双向通信。水阀控制模块包括蓝牙、单片机、伺服电机和供电模块；单片机控制伺服电机，伺服电机控制水泵的开关。

监测过程中，将各个数据采集点部署在农作物种植不同区域，数据采集点通过其土壤湿度传感器和温度传感器收集土壤数据信息，收集的土壤数据信息通过蓝牙进行无线传输至二级路由节点，作为一种较佳的实施方式，可以在蓝牙的前端增加CC2591功率放大模块以提高收发功率，有效增加路由节点与路由节点之间、数据采集节点之间的通信距离。路由节点把数据采集点采集的数据或其它路由节点的数据通过蓝牙转发到协调器或通往协调器的下一跳路由节点。协调器通过蓝牙将收集到的数据传输至可编程逻辑控制器，并通过GPRS模块实现与可编程逻辑控制器的双向通信。可编程逻辑控制器将收集到水分数据经过管理软件处理后进行显示和储存，再对水阀控制模块发出指令控制水泵的开关。