一种基于ZigBee的绿地智能喷灌系统的制作方法

本发明涉及一种基于zigbee的绿地智能喷灌系统。

背景技术：

目前，国外的自动灌溉趋于系统化和工程化，大多采用中心支轴式喷灌机和人工操作式管喷灌，国内绿地灌溉大都是人工灌溉，灌溉方式采用大水漫灌和人工喷洒，对水资源浪费极大。我国是一个干旱缺水严重的国家，合理的灌溉对我国紧缺的水资源是一种极大的保护。因而，建立节水型灌溉体系，开发适合于我国国情的智能灌溉设备迫在眉睫。近年来，我国研制的2000型自动温室灌溉施肥系统，采用多种方式对灌溉行为进行控制，但只适用于温室，微灌自动监控系统和自动化灌溉系统均以单片机为核心，实现对土壤的数据采集与控制，但均有一定的局限性。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于zigbee的绿地智能喷灌系统，能够实现浇灌的自动化，浇灌更精确，远程监控，减少现场管理人员，以解决上述现有技术中存在的问题。

本发明采取的技术方案为：一种基于zigbee的绿地智能喷灌系统，包括控制器，控制器通过gprs无线模块连接到zigbee协调器，zigbee协调器通过zigbee无线模块连接到监测节点，监测节点包括含水量传感器、温湿度传感器、光照度传感器和电磁阀，控制器通过网络模块连接到远程监控终端。

优选的，上述监测节点还包括壳体，壳体下端设置有伸缩杆和支撑架，上端面设置有光照度传感器和温湿度传感器，电磁阀安装在壳体内侧面，伸缩杆端部设置有含水量传感器的探头。

优选的，上述伸缩杆采用电动推杆，电动推杆的驱动电机连接到控制器，控制器还连接有定时模块。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明通过zigbee无线模块连接到绿地监测节点，自动更加环境温湿度、土壤含水量以及光照度传感器，实现绿地的自动浇灌，方便管理，并将监测节点的监测数据远传至远传监控终端进行远程操控，能够减少现场管理人员，大大提高自动化浇灌管理，本发明还具有结构简单、成本低、操作控制方便快捷的特点。

附图说明

图1是本发明的控制结构示意图；

图2是温湿度传感器模块电路示意图；

图3是光照度传感器模块电路示意图；

图4是本发明监测节点结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。

实施例1：如图1-图4所示，一种基于zigbee的绿地智能喷灌系统，包括控制器，控制器通过gprs无线模块连接到zigbee协调器，zigbee协调器通过zigbee无线模块连接到监测节点，监测节点包括含水量传感器、温湿度传感器、光照度传感器和电磁阀，控制器通过网络模块连接到远程监控终端。

zigbee无线模块采用cc2530芯片，各个监测节点采集的数据发送到zigbee协调器，zigbee协调器将接收的数据发送至远端的远程监控终端进行远程监控。

温湿度传感器采用温湿度传感器sht10，测湿精度±4.5%rh，测温精度±0.5℃(25℃)。温湿度输出值均为14位有效数字，传感器供电电压为2.4～5.5v，工作电流不超过15ma，定时采集，进一步降低功耗。采集电路如图2所示。

光照度传感器采用两线式串行总线接口的数字型光强度传感器集成电bh1750fvi，具有良好的稳定性，且体积小、灵敏度高、功耗低、光源依赖性弱，传感器内置16位a转换器直接数字输出，采集电路如图3所示，传感器内置光敏二极管，有光线照射时，二极管将产生相应的饱和反向漏电流，形成光电流，电流的大小随光强度的变化而变化，集成运算放大器将电流转换为电压，送入adc转换器，并取得16位的数字数据，经过i2c接口传输到数据处理单元，vcc与控制信号10kω上拉电阻，提供驱动能力;vcc与gnd之间100nf电容用于去耦滤波。

zigbee数据采集监测节点采用ti公司的cc2530f256芯片作为核心器件，cc2530是一个用于ieee802．15．4、zigbee和rf4ce应用的片上系统(soc)解决方案。cc2530集成了2．4ghzieee802．15．4兼容rf收发器，高性能、低功耗的具有代码预取功能的8051微控制内核，在系统可编程flash存储器，8kbram，而其丰富的外围设备包括5通道dma功能，ieee802．15．4mac定时器，3个通用定时器(1个16位，2个8位)，2个支持多种串行通信协议的usart21个通用i/o引脚等。低功耗是cc2530非常重要的特点，它的发射电流为29ma，在低功耗休眠模式下，只消耗不到1μa的电流，cc2530f256具有优良的rf收发器性能，内核采用增强型8051cpu，载有8kbram、a/d转换，能够以极低的成本建立强大的网络节点，实现了低功耗的要求。

电磁阀采用直动式电磁阀，通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开，断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关。为避免数模地之间的干扰，电磁阀驱动电路较之经典电磁阀驱动电路增加了光耦隔离模块。对输入和输出端实现了电气隔离，使信号单向传输，增强了抗干扰能力，使之工作稳定，传输效率高。

控制器连接有电源模块，电源模块采用微型太阳能电池供电，微型太阳能电池主要由太阳能光伏板、蓄电池和输出调整电路组成，太阳能光伏板安装在壳体1上，光线充足时，光伏板将光能转化成电能存储在蓄电池并供电，光线弱时，储能的蓄电池供电。输出调整电路用于为监测节点转换合适的电压输入。经过电压转换后，输出3.3v的电压，为无线传感器的监测节点提供稳定的工作电压，保证了无线传感器的监测节点的数据采集和传输，便于上层了解环境状况并作出正确的决策，使用微型太阳能电池供电，清洁环保，实现了太阳能资源的有效利用。

电磁阀采用直动式电磁阀，通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关。为避免数模地之间的干扰，电磁阀驱动电路较之经典电磁阀驱动电路增加了光耦隔离模块。对输入和输出端实现了电气隔离，使信号单向传输，增强了抗干扰能力，使之工作稳定，传输效率高。

优选的，上述监测节点还包括壳体1，壳体1下端设置有伸缩杆2和支撑架3，上端面设置有光照度传感器4和温湿度传感器5，电磁阀6安装在壳体1内侧面，伸缩杆2端部设置有含水量传感器7的探头，通过安装在壳体上，结构紧凑，安装方便，伸缩杆上安装含水量传感器，能够实现更加具体地形适应不同高度的伸入土壤，适应范围更广，电磁阀6通过管道连接可旋转的喷水头8，实现大面积的绿地浇水。

优选的，上述伸缩杆2采用电动推杆，电动推杆的驱动电机连接到控制器，控制器还连接有定时模块，通过定时模块定时进行数据采集和定时进行电动推杆的伸出，还能够控制电动推杆伸出的长度，避免含水量传感器长期处于土壤中被腐蚀，提高使用寿命。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。