一种基于物联网的智能农业灌溉系统设计方法与流程

本发明属于农业灌溉技术领域，具体涉及一种基于物联网的智能农业灌溉系统设计方法。

背景技术：

水资源是极其重要的天然资源，然而我国总体水资源不足，使得近些年来水资源消耗问题日益得到关注。我国作为世界著名的农业灌溉用水大国，每年产出的农产品近70％来自农田灌溉。大水漫灌是我国传统的农业灌溉方式，这种方式的缺点在于，灌溉的水量、灌溉区域的选择完全取决于人工通过经验进行简单粗略的判断。显然这种灌溉形式并不科学合理，以及农民们普遍认为灌溉“另多不另少”，这就造成了水资源利用极其不合理甚至严重浪费。不同农产品的需水量不同，地形气候等问题也会导致同种农产品的需水量也有改变，过度灌溉与灌溉不足都会导致农产品产量下降，对人力物力资源造成极大的浪费。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于物联网的智能农业灌溉系统设计方法；以解决上述背景技术中提出的问题，所具有的有益效果是：系统通过对农产品的种植土壤进行自动实时的监控，反馈结果可以确定此区域是否需要进行灌溉，以及灌溉所需水量多少等，从而实现实时灌溉，这样可在提高水资源利用率的同时，也增加农业生产率。

本发明实现发明目的采用如下技术方案：

本发明的目的是提供一种基于物联网的智能农业灌溉系统设计方法，包括终端节点，终端节点与协调器的主控芯片均采用cc2530，与主控芯片相连的gps模块，与主控芯片相连的继电器模块，与主控芯片相连的土壤湿度传感器模块，与主控芯片相连的电源模块；每个终端节点通过继电器与电磁阀相连，协调器上的继电器与水泵相连，每个电磁阀与一个水管相连，水管配有喷头，协调器与水泵相连；上位机可以实时显示各个终端节点处土壤湿度信息，也可以通过指令下行控制继电器的吸合与断开。

作为优选，本发明提供的一种基于物联网的智能农业灌溉系统设计方法，终端节点与协调器的主控芯片均采用cc2530。

作为优选，本发明提供的一种基于物联网的智能农业灌溉系统设计方法，与主控芯片相连的gps模块可以实时采集每个终端节点的位置信息。

作为优选，本发明提供的一种基于物联网的智能农业灌溉系统设计方法，与主控芯片相连的继电器模块可以控制电磁阀的开关，实现按需供水。

作为优选，本发明提供的一种基于物联网的智能农业灌溉系统设计方法，与主控芯片相连的土壤湿度传感器模块，可以实时采集土壤的湿度信息。

作为优选，本发明提供的一种基于物联网的智能农业灌溉系统设计方法，与主控芯片相连的电源模块，可以对系统进行电量供应。

作为优选，本发明提供的一种基于物联网的智能农业灌溉系统设计方法，每个终端节点通过继电器与电磁阀相连，协调器的继电器与水泵相连，用继电器的吸合与断开控制电磁阀的开与关。

作为优选，本发明提供的一种基于物联网的智能农业灌溉系统设计方法，每个终端节点与协调器之间存在着相连的水管，协调器处的水管与水泵相连，用于抽水，终端节点处的水管配有喷头并与电磁阀相连，用于将抽的水进行干燥土壤浇灌。

作为优选，本发明提供的一种基于物联网的智能农业灌溉系统设计方法，上位机作为一个远程控制pc机，可以实时显示各个终端节点处的土壤湿度信息，也可以通过指令下行控制继电器的吸合与断开。

本发明与现有技术相比，其有益效果体现在：该系统利用土壤湿度传感器实时监测田地里各终端节点的土壤湿度，并利用zigbee将监测到的土壤湿度数据传输给协调器，通过与不同作物所处各生长阶段所需水量做对比，不同位置的节点控制当前区域电磁阀开关，协调器控制水泵抽水，借此控制灌溉地点以及灌溉用水量，并将数据传输给上位机，实现智能监控。

附图说明

图1是本发明的系统总体设计图。

图2是本发明的终端节点硬件设计框图。

图3是本发明的系统流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所述的实施例仅是本发明的一部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例都属于本发明保护的范围。

请参阅图1、图2和图3，本发明提供的一种具体的实施例：一种基于物联网的智能农业灌溉系统设计方法，终端节点硬件设计框图如图2所示，主控芯片采用如图2中的cc2530，与主控芯片相连的gps模块如图2所示，与主控芯片相连的土壤湿度传感器模块如图2所示，与主控芯片相连的继电器模块如图2所示，与主控芯片相连的电源模块如图2所示。

系统总体设计图如图1所示。图3为是本发明的系统流程图。终端节点随机部署在一定范围内的田地中，终端节点上的土壤湿度传感器实时采集土壤的湿度信息，所有终端节点都将采集到的土壤湿度信息，通过协调器传到上位机上显示，若存在一个终端节点，它采集到的土壤湿度值小于预先设置的阈值，此时与协调器相连的继电器吸合，水泵开始抽水。与此同时，测的土壤湿度值小于阈值的节点，其继电器吸合，电磁阀打开，开始对该终端节点覆盖的土壤进行浇灌，当此终端节点上的土壤湿度传感器测出的土壤湿度值不小于设置的阈值时，该终端节点上的继电器断开，电磁阀关闭，停止对该区域的浇灌。若所有终端节点上的土壤湿度传感器测出的土壤湿度值均不小于设置的阈值，与协调器相连的继电器断开，水泵停止抽水。而整个灌溉过程都需要在智能监控下进行，上位机上显示每个终端节点的位置信息以及该区域的土壤湿度值，并且在上位机处就可以下达指令控制终端节点或协调器上的继电器吸合或者断开，从而实现远程控制。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种基于物联网的智能农业灌溉系统设计方法，其中包括由GPS模块，土壤湿度传感器模块，继电器模块和电源模块组成的终端节点；该系统中每个终端节点覆盖的土壤，当其土壤湿度不足时，都会对干燥区域进行自动浇灌，当土壤湿度恢复正常时，又会停止浇灌，使得整个系统的土壤湿度长期保持在一个稳定的范围内，既不会因为土壤湿度不足影响农作物生长，也不会过度浇灌造成水资源浪费，所有的智能农业浇灌过程都是在可视化的监控下进行的，真正做到了农业灌溉的智能监控。

技术研发人员：郑翔;许彤彤;孙霞
受保护的技术使用者：安徽理工大学
技术研发日：2019.04.10
技术公布日：2019.06.14