一种基于zigbee网络的插入式无线灌溉排渍装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于zigbee网络的插入式无线灌溉排渍装置，一种基于zigbee网络的插入式无线灌溉排渍装置，其特征在于：包括PE管、温湿度传感探针、第一电磁阀、第二电磁阀、入水口、处理器及zigbee芯片模块、雾喷灌喷头、输水软管、输气软管、单向阀门、压力传感器和上位机；处理器及zigbee芯片模块分别与温湿度传感探针、第一电磁阀、第二电磁阀、单向阀门、压力传感器及外部电源模块连接，用于将温湿度传感探针和压力传感器探测的信息传输到上位机，并接收的上位机的控制命令控制第一电磁阀、第二电磁阀和单向阀门工作。本发明实现了防旱抗渍一体化工作，运用zigbee实现了自组网控制，节约水量。
【专利说明】一种基于zigbee网络的插入式无线灌溉排渍装置
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明属于灌溉排溃【技术领域】，涉及一种插入式的无线灌溉排溃装置，具体涉及一种利用Zigbee技术实现无线监测控制并自动控制灌溉排溃的装置。
[0003]
【背景技术】
[0004]农业是立国之本，灌溉又是农业中的重点。作为受环境影响十分明显的领域，农业灌溉中的数据实时采集就显得很重要。近几年，现代无线网络技术发展迅速，相较传统的人工采集和有线传输数据的方法，无线技术具有不可比拟的优势，因此把先进的无线传输技术应用到数字农业信息采集领域就成为一种紧迫的任务。根据中国农业地域特点，可以看出基于ZigBee无线传输技术的传感器网络，是数字化农业信息采集的较理想的系统解决方案。
[0005]我国已有研究如基于ZigBee技术的农田信息采集节点、温室环境远程监控系统、作物精量灌溉系统，在滴灌方面也已经有一些研究。但在将灌溉与防溃结合的无线系统上，国内仍无先例。而且现有的灌溉管道网络铺设需要开挖土方以埋之于地下，工程安排上略有不便。因此每当进行灌溉网络改造时，需要对整体管道进行重新布置，比较麻烦。
[0006]
【发明内容】
[0007]本发明的目的是克服了现有技术中的不足，提供了一种基于zigbee网络的插入式无线灌溉排溃装置。
[0008]本发明所采用的技术方案是:一种基于zigbee网络的插入式无线灌溉排溃装置，其特征在于:包括PE管、温湿度传感探针、第一电磁阀、第二电磁阀、入水口、处理器及zigbee芯片模块、雾喷灌喷头、输水软管、输气软管、单向阀门、压力传感器和上位机；所述的PE管上按高度均匀设置有数个小孔，作透水和灌溉用；所述的PE管中下部设置有第一电磁阀，用于控制土壤中的灌溉，所述的PE管中上部设置有第二电磁阀，用于控制雾喷灌；所述的入水口设置在所述的第一电磁阀和第二电磁阀之间，通过三联通管道分别与所述的输水软管和输气软管连接，连接处均设置有所述的单向阀门；所述的温湿度传感探针设置在所述的PE管下半部分外侧，随着PE管一起插入土壤中；所述的压力传感器设置在所述的PE管内侧底部，用来在不灌水时测量水压，以便确定地下水位高度来决定是否加气；所述的处理器及zigbee芯片模块分别与所述的温湿度传感探针、第一电磁阀、第二电磁阀、单向阀门、压力传感器及外部电源模块连接，用于将所述的温湿度传感探针和压力传感器探测的信息传输到所述的上位机，并接收所述的的上位机的控制命令控制所述的第一电磁阀、第二电磁阀和单向阀门工作。
[0009]作为优选，所述的处理器及zigbee芯片模块配置有天线。
[0010]作为优选，所述的外部电源模块为太阳能电池模块。
[0011]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
1、避免了地下布置排水管道的开挖工作，即插即用，还可以根据实际情况改变灌溉网络的布置方式，灵活多变；
2、既有地上雾喷灌部分又有地下灌溉部分，功能全面。同时通过设计还可使装置简化地上灌溉部分，只保留地下灌溉部分，以适应一些特殊作物；
3、实现了防旱抗溃一体化工作；
4、运用zigbee实现了自组网控制，节约水量。
[0012]
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1:是本发明实施例的整体结构图；
图2:是本发明实施例的入水口处连接及单向阀门布置图；
图3:是本发明实施例的剖面示意图。
[0014]
【具体实施方式】
[0015]为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0016]请见图1、图2和图3，本发明所采用的技术方案是:一种基于zigbee网络的插入式无线灌溉排溃装置，包括PE管1、温湿度传感探针3、第一电磁阀4、第二电磁阀5、入水口
6、处理器及zigbee芯片模块7、雾喷灌喷头9、输水软管10、输气软管11、单向阀门12、压力传感器13和上位机；处理器及zigbee芯片模块7配置有天线8 ;PE管I上按高度均匀设置有数个小孔2，作透水和灌溉用；PE管I中下部设置有第一电磁阀4，用于控制土壤中的灌溉，PE管I中上部设置有第二电磁阀5，用于控制雾喷灌；入水口 6设置在第一电磁阀4和第二电磁阀5之间，通过三联通管道分别与输水软管10和输气软管11连接，连接处均设置有单向阀门12 ;温湿度传感探针3设置在PE管I下半部分外侧，随着PE管I 一起插入土壤中；压力传感器13设置在PE管I内侧底部，用来在不灌水时测量水压，以便确定地下水位高度来决定是否加气；处理器及zigbee芯片模块7分别与温湿度传感探针3、第一电磁阀4、第二电磁阀5、单向阀门12、压力传感器13及太阳能电池模块连接，用于将温湿度传感探针3和压力传感器13探测的信息传输到上位机，并接收的上位机的控制命令控制第一电磁阀4、第二电磁阀5和单向阀门12工作。
[0017]本实施例的单向阀门12使得各软管可以进气或水，但不能出气或水。这样灌溉时水不会进气管，输气时气不会进水管。
[0018]本实施例的温湿度探针3数据检测、压力传感器13数据检测、灌水、输气等行为应设置互相间隔一段时间独立进行，具体可以根据实际情况调整；PE管I既作为灌溉、输气管道，又作为测地下水深的装置。
[0019]本实施例的具体使用方式及各部分工作原理如下:
事先根据现场实际调整参数，输入相关程序后，将多个插入式无线灌溉排溃装置的入水口 6接上输水软管10和输气软管11，然后根据实际情况选定灌溉深度，其他深度出的小孔2可以用塞子封住，接着插入事先安排好的地点(一直插到处理器及zigbee芯片模块7接触地面)，打开气泵、水泵。
[0020]下电磁阀4工作:平时下电磁阀4是关闭的。用于自动灌溉时，地下温湿度探针3检测地下土壤湿度温度并由zigbee芯片传回上位机，由计算机对多个点的数据进行汇总以及相关计算，得出整片灌溉区域的温湿度综合分析成果以及灌溉方案。接下来再传回zigbee芯片以控制下电磁阀4的开闭。然后计算机控制水泵打开，进行灌溉。
[0021]用于防治溃害时，由压力传感器13经zigbee芯片传递水压数据到上位机进行分析，上位机统计分析出灌溉区域地下水整体深度情况，并得出需要加气的节点号再由zigbee芯片传输至相应节点控制第一电磁阀4打开,接收输气软管11中来自气泵的加气。具体计算及分析逻辑如下:由于水深与水压成正比，所以可以由压力传感器13的数值得出地下水水位相对于地面深度(芯片区位置)，并进行相关数据传输处理。当水深高于设计值时，相关排水程序启动，有气泵加气到相关节点，实现排溃。
[0022]温湿度探针3数据检测、压力传感器13数据检测、灌水、输气等行为应设置互相间隔一段时间进行，具体可以根据实际情况调整。这样以避免灌水时压力传感器13产生地下水水位报警的问题。
[0023]第二电磁阀5工作:平时第二电磁阀5也是关闭的，由于一片区域基本温度差异不大，所以可以由上位机处测得整体区域的温度，决定是否要雾灌调节温度、加强湿度等。相关开闭控制同第一电磁阀4。
[0024]值得注意的是输水软管10、输气软管11的布置应该根据实际情况选定，可以通过三通甚至四通接口进行输水网络优化，以节省软管长度降低成本。甚至可以将软管本身做成一节一节的，之间用螺旋接口互相连接以适应长度变化。
[0025]尽管本说明书较多地使用了 PE管1、温湿度传感探针3、第一电磁阀4、第二电磁阀
5、入水口 6、处理器及zigbee芯片模块7、天线8、雾喷灌喷头9、输水软管10、输气软管11、单向阀门12、压力传感器13和上位机等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便的描述本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
[0026]应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
[0027]应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种基于Zigbee网络的插入式无线灌溉排溃装置，其特征在于:包括PE管(I)、温湿度传感探针(3)、第一电磁阀(4)、第二电磁阀(5)、入水口(6)、处理器及zigbee芯片模块(7)、雾喷灌喷头(9)、输水软管(10)、输气软管(11)、单向阀门(12)、压力传感器(13)和上位机；所述的PE管(I)上按高度均匀设置有数个小孔(2)，作透水和灌溉用；所述的PE管(I)中下部设置有第一电磁阀(4)，用于控制土壤中的灌溉，所述的PE管(I)中上部设置有第二电磁阀(5)，用于控制雾喷灌；所述的入水口(6)设置在所述的第一电磁阀(4)和第二电磁阀(5)之间，通过三联通管道分别与所述的输水软管(10)和输气软管(11)连接，连接处均设置有所述的单向阀门(12);所述的温湿度传感探针(3)设置在所述的PE管(I)下半部分外侧，随着PE管(I) 一起插入土壤中；所述的压力传感器(13)设置在所述的PE管(I)内侧底部，用来在不灌水时测量水压，以便确定地下水位高度来决定是否加气；所述的处理器及zigbee芯片模块(7)分别与所述的温湿度传感探针(3)、第一电磁阀(4)、第二电磁阀(5)、单向阀门(12)、压力传感器(13)及外部电源模块连接，用于将所述的温湿度传感探针(3)和压力传感器(13)探测的信息传输到所述的上位机，并接收所述的的上位机的控制命令控制所述的第一电磁阀(4)、第二电磁阀(5)和单向阀门(12)工作。
2.根据权利要求1所述的基于zigbee网络的插入式无线灌溉排溃装置，其特征在于:所述的处理器及zigbee芯片模块(7)配置有天线(8)。
3.根据权利要求1所述的基于zigbee网络的插入式无线灌溉排溃装置，其特征在于:所述的外部电源模块为太阳能电池模块。
【文档编号】A01G25/02GK104381096SQ201410744943
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年12月9日 优先权日:2014年12月9日
【发明者】马符讯, 高正, 张兵堂, 张卿川, 罗刚, 王力, 邹依桐, 徐梦瑶, 胡昊, 吴帮 申请人:武汉大学