一种基于ZigBee网络的土壤温湿度监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于ZigBee网络的土壤温湿度监测系统。
【背景技术】
[0002]温湿度为一种基本的环境参数，与我们的生活有着密切的联系。在工业生产过程当中，应当实时根据需要进行温湿度的测控。温湿度于农业生产过程当中，是作物生长最为重要的环境条件，它对作物根系的发育与土壤的微生物活动有着直接的影响，并且是土壤水分运动的诱因。我们在农业生产过程当中，对温湿度的测控显得至关重要。因此对土壤温湿度自动化测控的系统设计有着极大的意义。
[0003]ZigBee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术，它依据802.15.4标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。通过ZigBee无线网络技术，使农场主准确把握作物生长环境中土壤的变化情况，做到科学检测、及时预警和采取保护措施，有力保障了果园内作物的产量和果园的持续发展。
[0004]传统的监测系统采用铺设线缆的方式进行数据采集，工程量大、成本高，同时由于传感器大多通过微电压进行数据采集，过长的线缆铺设会导致数据的误差较大。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是解决现有牙科治疗活动中存在的上述缺陷，本发明提供一种基于ZigBee网络的土壤温湿度监测系统，本系统主要的功能是实现对分布于各个监测节点的土壤环境进行实时数据采集监测及智能控制。土壤传感器通过ZigBee无线通讯方式将监测数据传送给服务器端。若干台用户终端通过与服务器通信进行实时监测，确保土壤温湿度情况为作物适宜环境。
[0006]为了实现上述目的，本发明提供了一种基于ZigBee网络的土壤温湿度监测系统，包括环境采集模块和监测管理模块，其特征在于:
所述环境采集模块包括传感器、无线监测节点和无线汇聚节点；所述无线监测节点与传感器通过Modbus协议建立通信，对土壤环境数据进行采集；所述无线监测节点之间通过ZigBee网络建立连接，实现多个监测节点之间的数据互补；所述无线汇聚节点与无线监测节点之间通过485串口建立通讯，收集周围无线监测节点的土壤环境数据，并将数据上传至服务器端；
所述监测管理模块包括服务器端和客户终端，所述服务器端包括数据存储单元、报警管理单元和系统配置单元，所述数据存储单元接受无线汇聚节点上传的数据，所述系统配置单元对系统的报警阈值进行判定，所述报警管理单元在数据存储单元中的数据符合系统配置单元的报警条件时发出报警信号；所述客户终端通过GPRS或CDMA或有线与服务器端建立连接，用于查看数据存储单元中收集的数据，并在报警管理单元发出报警信号时进行提不。
[0007]优选的，所述的每个无线监测节点接驳1~12个传感器。
[0008]优选的，所述的传感器为土壤温度传感器、土壤湿度传感器、水势传感器、pH值传感器。
[0009]优选的，所述的传感器使用IP68航插。
[0010]优选的，所述的客户终端是PC终端、手机终端、Pad设备、室内触控终端或室内多媒体终端。
[0011]进一步的，所述的土壤温湿度检测系统还包括浇灌模块，所述浇灌模块包括浇灌采集单元、浇灌执行单元和浇灌设备，所述浇灌采集单元用于采集浇灌设备状态，所述浇灌执行单元用于控制浇灌设备执行浇灌工作；所述服务器端还包括浇灌决策单元，用于结合土壤环境数据、浇灌设备状态以及系统配置单元中的阈值设定浇灌策略。
[0012]优选的，所述的浇灌采集单元接驳于无线汇聚节点，所述无线汇聚节点将浇灌采集单元采集到的浇灌设备状态上传至服务器端。
[0013]优选的，所述的浇灌执行单元接驳于无线汇聚节点，所述无线汇聚节点将浇灌决策单元的指令传输至浇灌执行单元。
【附图说明】
[0014]图1是土壤环境监测系统工作模块框图；
图2是浇灌模块工作模块框图。
【具体实施方式】
[0015]实施例1
本发明提供了一种土壤环境监测系统，如图1所示，该系统由若干传感器、若干ZigBee无线监测节点、若干无线汇聚节点、I个数据存储单元、I个报警管理单元和若干客户终端构成。
[0016]若干个传感器对监测节点覆盖范围内的土壤信息进行数据采集并发送至ZigBee无线监测节点；无线监测节点向无线汇聚节点传输监测数据；无线汇聚节点把监测数据进一步发送至服务器端的数据存储单元；若干客户终端与服务器端通讯，例如:PC终端、手机终端、Pad设备、室内触控终端或室内多媒体终端；报警管理单元在数据存储单元中的数据符合系统配置单元的报警条件时发出报警信号，并传输至客户终端。
[0017]实施例2
本发明提供了一种带有浇灌模块的土壤环境监测系统，如图2所示，其包括以下工作步骤:
SI，管理员远程/本地向系统配置单元发出配置指令，配置浇灌温湿度阈值和浇灌器出水参数。
[0018]S2，采集土壤环境数据并且上报给浇灌决策单元，同时浇灌采集单元采集的浇灌设备状态也上报给浇灌决策单元。
[0019]S3，浇灌决策单元根据采集土壤环境数据以及管理员设置的阈值，生成是否浇灌以及浇灌水量的指令。
[0020]S4,浇灌执行单元根据浇灌器状态以及所需浇灌水量，触发浇灌单元，控制浇灌的时长。
【主权项】
1.一种基于ZigBee网络的土壤温湿度监测系统，包括环境采集模块和监测管理模块，其特征在于: 所述环境采集模块包括传感器、无线监测节点和无线汇聚节点；所述无线监测节点与传感器通过Modbus协议建立通信，对土壤环境数据进行采集；所述无线监测节点之间通过ZigBee网络建立连接，实现多个监测节点之间的数据互补；所述无线汇聚节点与无线监测节点之间通过485串口建立通讯，收集周围无线监测节点的土壤环境数据，并将数据上传至服务器端； 所述监测管理模块包括服务器端和客户终端，所述服务器端包括数据存储单元、报警管理单元和系统配置单元，所述数据存储单元接受无线汇聚节点上传的数据，所述系统配置单元对系统的报警阈值进行判定，所述报警管理单元在数据存储单元中的数据符合系统配置单元的报警条件时发出报警信号；所述客户终端通过GPRS或CDMA或有线与服务器端建立连接，用于查看数据存储单元中收集的数据，并在报警管理单元发出报警信号时进行提不。2.根据权利要求1所述的基于ZigBee网络的土壤温湿度检测系统，其特征在于，所述的每个无线监测节点接驳1~12个传感器。3.根据权利要求1所述的基于ZigBee网络的土壤温湿度检测系统，其特征在于，所述的传感器为土壤温度传感器、土壤湿度传感器、水势传感器、pH值传感器。4.根据权利要求1所述的基于ZigBee网络的土壤温湿度检测系统，其特征在于，所述的传感器使用IP68航插。5.根据权利要求1所述的基于ZigBee网络的土壤温湿度检测系统，其特征在于，所述的客户终端是PC终端、手机终端、Pad设备、室内触控终端或室内多媒体终端。6.根据权利要求1所述的基于ZigBee网络的土壤温湿度检测系统，其特征在于，所述的土壤温湿度检测系统还包括浇灌模块，所述浇灌模块包括浇灌采集单元、浇灌执行单元和浇灌设备，所述浇灌采集单元用于采集浇灌设备状态，所述浇灌执行单元用于控制浇灌设备执行浇灌工作；所述服务器端还包括浇灌决策单元，用于结合土壤环境数据、浇灌设备状态以及系统配置单元中的阈值设定浇灌策略。7.根据权利要求6所述的基于ZigBee网络的土壤温湿度检测系统，其特征在于，所述的浇灌采集单元接驳于无线汇聚节点，所述无线汇聚节点将浇灌采集单元采集到的浇灌设备状态上传至服务器端。8.根据权利要求6所述的基于ZigBee网络的土壤温湿度检测系统，其特征在于，所述的浇灌执行单元接驳于无线汇聚节点，所述无线汇聚节点将浇灌决策单元的指令传输至浇灌执行单元。
【专利摘要】本发明的目的在于提供一种基于ZigBee网络的土壤温湿度监测系统，所述土壤温湿度监测系统包括环境采集模块、监测管理模块以及浇灌模块。本发明的有益效果碍于，用户终端通过服务器对监测点进行实时监测，可以实现果园固定区域监测节点对于土壤温湿度数据的实时采集监测及智能控制，进一步实现智能预警、实时监测、智能控制、数据分析、追溯管理、系统管理，确保对区内土壤温湿度地及时调控，为作物丰产提供了环境保障。
【IPC分类】G01D21/02
【公开号】CN104913814
【申请号】CN201510258305
【发明人】付翔
【申请人】浙江机电职业技术学院
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月20日