基于无线通信自组网的智慧农业系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能农业领域，具体地，涉及一种基于无线通信自组网的智慧农业系统。
【背景技术】
[0002]为了缓解农业用水日趋紧张的局面，近年来国家逐渐加大节水灌溉的建设力度，国内外也推出几个“农业智能节水灌溉系统”，大致情况主要包括基础设施控制与数据收集、统计、分析两个大的方面开展研究和探索。在基础设施控制方面通讯控制系统，国内现在有的采样电缆装置。使用成本高，如果遇到公路或水利设施，安装难度极大及采样透传广播方式的无线系统通信系统。但由于一个灌溉系统管理条田很大，控制人员距离最远的电磁阀控制器可能10Km以上。那么控制人员要访问最远的电磁阀控制器，而控制人员的无线收发系统传输距离无法达到10km以上。如果要达到10km以上，这样就要求无线系统功率很大，不能使用电池供电或太阳能供电，相同也增加了成本，还不符合国家无线发射机通用规范。那么就出现了采样现在比较流行的Zigbee自组网通讯系统。Zigbee无线系统之间采样相互中继方式把数据传输到更远的地方。理论上Zigbee系统的功率小了，传输距离更远了。
[0003]但在实际安装调试中也遇到很多问题。Zigbee首先通信协议是国外开发，半公开。整个通讯系统不能因地制异。其次zigbee无线系统采用2.4G频率。频率大，波长小。传输过程及容易受打扰，传输能力(穿透能力)很差，Zigbee无线系统之间传输距离近，一般只有50米。最后zigbee系统在休眠和唤醒方面存在唤醒不全，休眠不可控等问题。
[0004]随着智能电网的推进，用电信息采集系统已经从传统的抄表结算需求向远程管理、远程控制、实时监测等方向发展，因此对通讯技术的可靠性与实时性要求很高。用电信息采集系统一般包含集中器、采集器和电能表等用电统计装置。现有技术电力电网系统的用电统计主体是用电信息采集和传输采用低频段(100?300kHz)有线载波传输方式，但该技术受电网环境影响大，随着家用电器使用的增加，“电网污染”现象越来越严重，导致采用“有线载波传输方式”的用户用电信息采集和传输的收集和抄录成功率越来越低，其存在的主要问题包括通讯速率低、实时性差、误码率高等。因此需要人工收集抄录的方式作为补充。
[0005]为解决这一问题，在最新的国家电网公司的用电信息采集系统系列标准中，将微功率无线通讯技术列入，在2005年无线电委员会的《微功率(短距离)无线电设备的技术要求》文件中规定470MHz?510MHz为民用无线电计量仪表专用频段，但是允许的发射功率仅为50mW，而实际应用环境中，无线信号因房屋等建筑物的阻挡、金属表箱屏蔽等情况，50mW发射功率的通讯距离太短，不能满足抄表应用需求，现有技术只有通过中继传输方式来提高传输距离，当大面积使用时，中继节点的选择是不可能的，仍需要依靠人工设置来实现。
【发明内容】
[0006]发明目的:本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种通过采用不同节点通过中继或者无线连接方式进行网络连接，安装方便，通信稳定、通信距离足够远，通信链路可以因地制异，更加合理化；使用国家规定的计量频率490M，并开放16个信道，使用整个通讯模块处于低功率，而不易受打扰，稳定传输；工作电流小，休眠电流低，十分节能省电的基于无线通信自组网的智慧农业系统。
[0007]技术方案:本发明所述的一种基于无线通信自组网的智慧农业系统，包括中心协调器、田间节点、条田栗房控制节点、自组网模块，所述条田栗房控制节点和复数个田间节点可组成一组单位田条，所述田间节点和条田栗房控制节点内分别设置有自组网模块，所述自组网模块由单片机、射频芯片组成，所述田间节点内还设置有独立电源，所述田栗房控制节点直接与市电连接；
所述同一组的单位田条内的田间节点之间通过自组网模块无线中继通讯连接，所述条田栗房控制节点与最近的田间节点通过自组网模块无线通讯连接，所述条田栗房控制节点之间通过自组网模块无线中继通讯连接，所述中心协调器与最近的条田栗房控制节点通过自组网模块无线通讯连接。
[0008]进一步的，所述独立电源为蓄电池或者太阳能电池。
[0009]进一步的，所述单片机型号为低功耗的STC15系列。
[0010]进一步的，所述射频芯片为低功耗的SI4432型号。
[0011]进一步的，所述自组网模块包括壳体和位于其内的PCB通信主板，所述PCB通信主板包括微处理器MCU控制电路、通用接口电路、数据存储电路、收发信电路、射频功率放大电路、低通滤波电路、收发转换开关电路、稳压电路和天线；
所述通用接口电路将其所附着的田间节点和条田栗房控制节点提供的电力送至所述稳压电路，经该稳压电路处理后分别向各电路供以适配的电力;所述通用接口电路与微处理器MCU控制电路之间通过数据传输线联接；
所述天线将收到的射频信号经收发转换开关电路送到收发信电路，由收发信电路将射频信号调解为数据包再送到所述微处理器MCU控制电路；
所述微处理器MCU控制电路处理接到的数据包，将其送至数据存储电路中，或通过通用接口电路送至所附着的主体中，或通过通用接口电路将主体传送的用户数据打包为数据包送至所述收发信电路，并发送控制信号至收发转换开关电路使其转换为发送状态；
所述收发信电路将接到的数据包调制为射频信号，发送至射频功率放大电路放大、再经低通滤波电路滤除高次谐波，再送到收发转换开关电路，通过与该收发转换开关电路连接的天线向空中发送。
[0012]进一步的，还包括看门狗电路，所述的看门狗电路与微处理器MCU控制电路连接，并向微处理器MCU控制电路提供复位电平。
[0013]进一步的，所述微处理器Μ⑶控制电路包括的微处理器集成电路U2，所述的微处理器集成电路U2是采用ARM平台的STM32F103系列，微处理器集成电路U2的ΡΑ4、ΡΑ5、ΡΑ6、ΡΑ7和PC0脚连接到所述收发信电路，ΡΑ14和PA15脚接入收发转换开关电路，PB10JB11脚与所述数据存储电路连接，ΡΑ0、Η)2、ΡΑ9和PC10脚接入通用接口电路。
[0014]进一步的，所述稳压电路包括正电压调节器T1、稳压集成电路U4;所述通用接口电路送来的电压VI输入至所述正电压调节器T1的输入端，正电压调节器T1的输出端V2输出+5V的电压，该输出电压分别送至稳压集成电路U4的输入端和射频功率放大电路;所述稳压集电路U4将输入端的电压+5V转换成+3.3V的输入电压，分别向微处理器MCU控制电路、数据存储电路、收发信电路、低通滤波电路和收发转换开关电路供电。
[0015]进一步的，所述收发信电路包括收发信集成电路U1，所述的收发信集成电路U1采用SI4432，收发信集成电路U1的RX-P和RX-N脚与收发转换开关电路连接；NIRQ、NSEL、SCLK、SDI和SD0与微处理器MCU控制电路连接，TX脚与射频功率放大电路连接。
[0016]进一步的，所述射频功率放大电路包括N沟道绝缘栅型场效应管Q3、三极管Q5和三极管Q6;所述三极管Q5的集电极通过电阻R113和R118接入N沟道绝缘栅型场效应管Q3的栅极，三极管Q5的基极经电阻R36接入三极管Q6的集电极；所述收发信电路送来的射频信号接入N沟道绝缘栅型场效应管Q1的源极，N沟道绝缘栅型场效应管Q3的漏极接入低通滤波电路。
[0017]有益效果:本发明通过采用不同节点通过中继或者无线连接方式进行网络连接，安装方便，通信稳定、通信距离足够远，通信链路可以因地制异，更加合理化；使用国家规定的计量频率490M，并开放16个信道，使用整个通讯模块处于低功率，而不易受打扰