一种基于Zigbee的自动灌溉控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于Zigbee的自动灌溉控制系统，包含数据采集终端、数据处理终端、服务器和电源模块；所述数据采集终端包含从控制器模块以及分别与其连接的湿度传感器模块、第一天线、第一LED模块；所述数据处理模块包含主控制器模块以及分别与其连接的LCD显示模块、第二天线、第二LED模块和输入模块，所述服务器包含控制器以及分别与其连接的数据传输模块、时钟模块、数据存储模块。本发明专利技术采用基于Zigbee协议的无线传感器网络技术进行组网，实现无线监控；本发明专利技术检测土壤湿度，并且将即时信息显示于液晶屏上；本发明专利技术自动灌溉控制：当采集到的数据不在设定的合理土壤湿度时，实现启动或停止灌溉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种自动灌溉控制系统，尤其涉及一种基于Zigbee的自动灌溉控制系统，属于智能控制领域。
技术介绍
水资源是人类赖以生存的基础性资源。干旱缺水已成为我国农业稳定发展和粮食安全供给的主要制约因素。其次是城市缺水，全国670个城市中，有400多个城市不同程度缺水，缺水量约60亿立方米，因缺水影响工业产值2000多亿。我国城市生活用水一方面紧缺，另一方面浪费也十分严重。目前农业灌溉用水的利用率低下，水资源浪费的现象极为普遍，因此，提高节水灌溉利用率，对于解决我国目前农业灌溉用水，缓解水资源的紧缺非常重要。在灌溉系统中合理地自动化控制，不仅可以提高水资源利用率，缓解水资源日趋紧张的矛盾，还可以增加农作物的产量。而灌溉系统自动化的水平较低也是制约我国高效农业发展的主要原因。信息化是当今经济和社会发展的大趋势，深入开发广泛利用信息化，全面提高水资源利用效率意义重大。Zigbee技术是一种先进的近距离、功耗低、抗干扰性强、成本低、时延短、安全性高、可靠性高、网络容量大、网络拓扑能力优良、有效范围灵活、布网容易、工作频段灵活的双向无线通信技术。CC2530结合了领先的RF收发器的优良性能，业界标准的增强型8051CPU，系统内可编程闪存，8-KB RAM和许多其它强大的功能。网络通信及服务器技术是IT业的核心技术之一，利用Web端或移动端，通过互联网向服务器发送请求、获取数据，服务器端程序再根据用户的请求对数据库进行一系列操作。综合运用以上技术，实现对传统灌溉的改进。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
的不足提供了一种基于Zigbee的自动灌溉控制系统。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案一种基于Zigbee的自动灌溉控制系统，包含数据采集终端、数据处理终端、服务器和电源模块；所述数据采集终端、数据处理终端和服务器依次连接，所述电源模块分别与数据采集终端、数据处理终端连接；所述数据采集终端包含从控制器模块以及分别与其连接的湿度传感器模块、第一天线；所述数据处理模块包含主控制器模块以及分别与其连接的LCD显示模块、第二天线，所述服务器包含控制器以及分别与其连接的数据传输模块、时钟模块、数据存储模块。作为本专利技术一种基于Zigbee的自动灌溉控制系统的进一步优选方案，所述数据采集终端通过Zigbee无线网络与数据处理终端连接。作为本专利技术一种基于Zigbee的自动灌溉控制系统的进一步优选方案，所述主控制器模块和从控制器模块的芯片型号均为CC2530。作为本专利技术一种基于Zigbee的自动灌溉控制系统的进一步优选方案，所述湿度传感器模块采用JCJ175系列温湿度传感器。作为本专利技术一种基于Zigbee的自动灌溉控制系统的进一步优选方案，所述数据存储模块采用SD卡。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：(1)本专利技术采用基于Zigbee协议的无线传感器网络技术进行组网，实现无线监控；(2)本专利技术检测土壤湿度，并且将即时信息显示于液晶屏上；(3)本专利技术自动灌溉控制：当采集到的数据不在设定的合理土壤湿度时，实现启动或停止灌溉。附图说明图1是本专利技术的系统结构图；图2是本专利技术的服务器主功能模块图；图3为本专利技术的主控制器模块程序设计流程图；图4是本专利技术的从控制器模块程序设计流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明：如图1所示，一种基于Zigbee的自动灌溉控制系统，包含数据采集终端、数据处理终端、服务器和电源模块；所述数据采集终端、数据处理终端和服务器依次连接，所述电源模块分别与数据采集终端、数据处理终端连接；所述数据采集终端包含从控制器模块以及分别与其连接的湿度传感器模块、第一天线、第一LED模块；所述数据处理模块包含主控制器模块以及分别与其连接的LCD显示模块、第二天线、第二LED模块和输入模块，所述服务器包含控制器以及分别与其连接的数据传输模块、时钟模块、数据存储模块，所述数据采集终端通过Zigbee无线网络与数据处理终端连接，所述主控制器模块和从控制器模块的芯片型号均为CC2530，所述湿度传感器模块采用JCJ175系列温湿度传感器，所述数据存储模块采用SD卡。 第一LED模块和第二LED模块后面分别指主控制器模块的LED灯和从控制器模块的LED灯。所述湿度传感器模块用于实时采集土壤的湿度；所述第一天线和第二天线均采用同一种数据传输结构，用于数据信息的传输；所述第一LED模块和第二LED模块均采用同一种LED结构，用于提醒用户；所述服务器用于实时存储采集的土壤湿度信息参数；湿度传感器模块主要实现土壤湿度的数据采集，紧传送湿度信息给从控制器模块。从控制器模块从湿度传感器模块接受湿度信息，再发送信息给主控制器模块。 LCD显示模块显示由从数据采集终端采集的土壤湿度信息。信息实时的传输至主控制器模块，主控制器将采集的湿度参数与设定参数阈值进行对比，若低于设定阈值则启动第二LED模块发送开始灌溉的信号。 利用主从控制器模块的双向传输，数据直接发往主控制器模块，主控制器模块对湿度信息进行处理再反馈给从控制器模块。主控制器模块对从控制器模块传输数据的处理。当土壤湿度低于设定的阈值时，点亮主主控制器的LED模块以示警报且主控制器模块向从控制器模块发送开始灌溉的控制信号，从控制器模块接收到开始灌溉信号后，点亮从控制器的LED模块以示开始灌溉；从控制器模块继续向主控制器模块发送湿度信息，主控制器模块继续与阈值进行大小判断，当土壤湿度超过设定的阈值时，熄灭主控制器模块的LED模块且主控制器模块向从控制器模块发送停止灌溉的控制信号，从控制器模块接收到停止灌溉信号后，熄灭从控制器模块的LED模块以示停止灌溉，如此循环往复，从而达到自动灌溉的目的。下面结合图2对本专利技术的服务器的具体功能模块作进一步描述。服务器功能模块主要有三个：Servlet容器、Web管理界面、数据库。Servlet容器的作用是负责处理主控制器模块模块发来的验证请求，当验证请求来到时，Servlet容器获取请求，用某个Servlet程序，并把Servlet的执行结果返回给主控制器模块。Web管理界面由农民使用，用来登记、修改、删除农作物信息，查询灌溉记录。数据库存储每种农作物阈值以及每次灌溉信息，并对阈值进行增删改查操作，提供与Servlet容器及后台管理页面的接口以供其调用。下面结合图3、图4提供了主控制器模块和从控制器模块的工作方法。软件程序是基于IAR Embedded Workbench编写完成的。编写程序让主从控制器模块实现组网的功能。从图中可以看出此节水控制灌溉器的整个工作流程。首先主从控制器模块之间实现组网，由Zigbee从控制器模块的湿度传感器实时采集到的湿度信息发送到主控制器模块并在LCD上显示出来，主控制器模块对湿度信息与阈值进行大小判断并作出相应处理，即当土壤湿度低于设定的阈值时，点亮主控制器模块的LED灯以示警报且主控制器模块向从控制器模块发送开始灌溉信号，从控制器模块接收到开始灌溉信号后，点亮从控制器模块的LED灯以示开始灌溉；从控制器模块继续向主控制器模块发送湿度信息，主控制器模块继续与阈值进行大小判断，当土壤湿度超过设定的阈值时，熄灭主控制器模块的LED灯且主控制器模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Zigbee的自动灌溉控制系统，其特征在于：包含数据采集终端、数据处理终端、服务器和电源模块；所述数据采集终端、数据处理终端和服务器依次连接，所述电源模块分别与数据采集终端、数据处理终端连接；所述数据采集终端包含从控制器模块以及分别与其连接的湿度传感器模块、第一天线、第一LED模块；所述数据处理模块包含主控制器模块以及分别与其连接的LCD显示模块、第二天线、第二LED模块和输入模块，所述服务器包含控制器以及分别与其连接的数据传输模块、时钟模块、数据存储模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于Zigbee的自动灌溉控制系统，其特征在于：包含数据采集终端、数据处理终端、服务器和电源模块；所述数据采集终端、数据处理终端和服务器依次连接，所述电源模块分别与数据采集终端、数据处理终端连接；所述数据采集终端包含从控制器模块以及分别与其连接的湿度传感器模块、第一天线、第一LED模块；所述数据处理模块包含主控制器模块以及分别与其连接的LCD显示模块、第二天线、第二LED模块和输入模块，所述服务器包含控制器以及分别与其连接的数据传输模块、时钟模块、数据存储模块。2.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪晨，张玲华，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32