一种土壤湿度自动控制系统装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种土壤湿度自动控制系统装置，系统装置可实现土壤湿度多点监测与控制，系统装置由上位机、网关、协调器以及终端节点构成，上位机负责设置各节点的土壤湿度值以及接收各终端节点的测量值，网关负责协议转换，协调器负责组建无线传感器网络以及数据的上传下达，各终端节点由土壤湿度传感器、信号调理电路、AD采样、无线模块、EEPROM、按键、液晶显示、单片机、控制阀等构成，负责土壤湿度的采集以及控制。所述的控制阀具有进水管道接口、出水管道接口以及开度控制接口，其中控制阀的开度可受单片机控制。本实用新型的优点体现在可实现土壤湿度的自动控制、无线数据传输，克服了现场布线困难和节约水资源。
【专利说明】
一种土壤湿度自动控制系统装置
技术领域
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[0001]本实用新型涉及农业物联网领域，具体涉及一种土壤湿度自动控制系统装置。
【背景技术】
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[0002]随着农业集成化和现代化的发展，土壤湿度的自动控制可以有效的提高农作物的产量和质量，对于提高经济效益和农业生产环境都具有重要的意义。目前，我国的大部分农作物种植的土壤湿度控制仍然采用人工控制，这不仅效率低，而且无法实现精确灌溉，由于土壤湿度对于农作物的生长起着关键性作用，所以土壤湿度自动控制技术显得尤为重要。
【实用新型内容】:
[0003]本实用新型的目的在于解决上述问题，提供了一种土壤湿度自动控制系统装置。
[0004]为实现上述目的，本实用新型公开了如下技术方案:
[0005]—种土壤湿度自动控制系统装置，系统可实现土壤湿度多点监测与控制，系统由上位机、网关、协调器以及终端节点构成，上位机负责设置各节点的土壤湿度值以及接收各终端节点的测量值，网关负责协议转换，协调器负责组建无线传感器网络以及数据的上传下达，各终端节点由土壤湿度传感器、信号调理电路、AD采样、无线模块、EEPROM、按键、液晶显示、单片机、控制阀等构成，负责土壤湿度的采集以及控制。所述的控制阀具有进水管道接口、出水管道接口以及开度控制接口，其中控制阀的开度可受单片机控制。
[0006]进一步的，所述上位机采用MFC开发，包括用户界面程序以及数据库，界面程序可设置各节点的土壤湿度值和显示当前各节点的测量值，数据库中保存了各终端节点的测量值的历史数据，PC机采用TCP/IP协议与网关进行通信。
[0007]进一步的，所述网关采用STM32F107作为主控制器，其内部集成了网卡外设，外接DP83848作为以太网物理层收发器，采用LWIP作为网络协议栈，网关与上位机采用TCP/IP协议通信，与协调器采用uart串口进行通信。
[0008]进一步的，所述协调器主要由zigbee芯片CC2530构成，负责无线传感器网络的组网和数据上传下达。
[0009]进一步的，所述终端节点由土壤湿度传感器、信号调理电路、AD采样、无线模块、EEPR0M、按键、液晶显示、单片机、控制阀等构成。
[0010]进一步的，所述无线模块主要由zigbee芯片CC2530构成，与单片机之间采用uart通信。
[0011]进一步的，所述控制阀具有进水口、出水口和控制端口，其中控制端口与单片机连接，单片机通过产生占空比可调的PffM信号控制控制阀的开度，进而控制出水量的大小。
[0012]进一步的，所述自动控制采用PID算法实现，单片机通过AD转换器获取土壤湿度传感器的数据，将其与设置值作差，再利用PID算法得出控制阀的开度控制信号，从而控制合适的出水量，控制土壤湿度达到设置值。
[0013]本实用新型公开的一种土壤湿度自动控制系统装置，具有以下有益效果:
[0014]1.可实现土壤湿度的精准控制，有利于农作物的生长。
[0015]2.用户只需要设置好土壤湿度值，其它不需要人工干预，节约劳动力。
[0016]3.上位机保存了各终端节点的历史数据，为数据分析提供支撑。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的结构框图。
[0018]图2为本实用新型终端节点的结构框图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图以及【具体实施方式】对本实用新型作进一步描述。
[0020]如图1、图2所示，一种土壤湿度自动控制系统装置，系统可实现土壤湿度多点监测与控制，系统由上位机、网关、协调器以及终端节点构成，上位机负责设置各节点的土壤湿度值以及接收各终端节点的测量值，网关负责协议转换，协调器负责组建无线传感器网络以及数据的上传下达，各终端节点由土壤湿度传感器、信号调理电路、AD采样、无线模块、EEPROM、按键、液晶显示、单片机、控制阀等构成，负责土壤湿度的采集以及控制。所述的控制阀具有进水管道接口、出水管道接口以及开度控制接口，其中控制阀的开度可受单片机控制。
[0021]所述上位机采用MFC开发，包括用户界面程序以及数据库，界面程序可设置各节点的土壤湿度值和显示当前各节点的测量值，数据库中保存了各终端节点的测量值的历史数据，PC机采用TCP/IP协议与网关进行通信。
[0022]所述网关采用STM32F107作为主控制器，其内部集成了网卡外设，外接DP83848作为以太网物理层收发器，采用LWIP作为网络协议栈，网关与上位机采用TCP/IP协议通信，与协调器采用uart串口进行通信。
[0023]所述协调器主要由zigbee芯片CC2530构成，负责无线传感器网络的组网和数据上传下达。
[0024]所述终端节点由土壤湿度传感器、信号调理电路、AD采样、无线模块、EEPR0M、按键、液晶显不、单片机、控制阀等构成。
[0025]所述无线模块主要由zigbee芯片CC2530构成，与单片机之间采用uart通信。
[0026]所述控制阀具有进水口、出水口和控制端口，其中控制端口与单片机连接，单片机通过发送PWM信号可控制控制阀的开度，进而控制出水量的大小。
[0027]所述自动控制采用PID算法实现，单片机通过AD转换器获取土壤湿度传感器的数据，将其与设置值作差，再利用PID算法得出控制阀的开度控制信号，从而控制合适的出水量，控制土壤湿度达到设置值。
[0028]尽管通过描述本实用新型的特定实施例介绍了本实用新型，但应该理解到，精通本领域的人仍可以对本实用新型进行形式上和细节上进行各种修改，而不脱离本实用新型的精神和范围。
【主权项】
1.一种土壤湿度自动控制系统装置，其特征在于由上位机、网关、协调器和终端节点构成，用户可通过上位机或终端节点的按键设置各终端节点所在位置的土壤湿度，各终端节点将设置值存储在EEPROM中，并将采集值与设置值比较，通过单片机控制控制阀实现土壤湿度的自动控制。2.根据权利要求1所述的一种土壤湿度自动控制系统装置，其特征在于:所述上位机采用MFC开发，包括用户界面程序以及数据库，界面程序可设置各节点的土壤湿度值和显示当前各节点的测量值，数据库中保存了各终端节点的测量值的历史数据，PC机采用TCP/IP协议与网关进行通信。3.根据权利要求1所述的一种土壤湿度自动控制系统装置，其特征在于:所述网关采用STM32F107作为主控制器，其内部集成了网卡外设，外接DP83848作为以太网物理层收发器，采用LWIP作为网络协议栈，网关与上位机采用TCP/IP协议通信，与协调器采用uart串口进行通信。4.根据权利要求1所述的一种土壤湿度自动控制系统装置，其特征在于:所述协调器由zigbee芯片CC2530构成，负责无线传感器网络的组网和数据上传下达。5.根据权利要求1所述的一种土壤湿度自动控制系统装置，其特征在于:所述终端节点由土壤湿度传感器、信号调理电路、AD采样、无线模块、EEPR0M、按键、液晶显示、单片机、控制阀构成。6.根据权利要求5所述的一种土壤湿度自动控制系统装置，其特征在于:所述无线模块主要由zigbee芯片CC2530构成，与单片机之间采用uart通信。7.根据权利要求1所述的一种土壤湿度自动控制系统装置，其特征在于:所述控制阀具有进水口、出水口和控制端口，其中控制端口与单片机连接，单片机通过发送PWM信号可控制控制阀的开度，进而控制出水量的大小。8.根据权利要求1所述的一种土壤湿度自动控制系统装置，其特征在于:所述自动控制采用PID算法实现，单片机通过AD转换器获取土壤湿度传感器的数据，将其与设置值作差，再利用PID算法得出控制阀的开度控制信号，从而控制合适的出水量，控制土壤湿度达到设置值。
【文档编号】G05D22/02GK205450806SQ201521063130
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月17日
【发明人】周小波, 陈曙光, 赵发勇, 朱义强
【申请人】阜阳师范学院