一种可动态调整测量和上报周期的低功耗土壤温湿度检测装置及其检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可动态调整测量和上报周期的低功耗土壤温湿度检测装置。土壤温湿度检测装置包括土壤温湿度传感器、短距离无线通信网关和用户控制终端，土壤温湿度传感器包含短距离无线通信模块和土壤温湿度检测模块，短距离无线通信网关包含短距离无线通信模块、互联网通信模块和智能测量控制模块，用户控制终端指的是手机、电脑等一切可以连接到互联网上的用户终端。智能测量控制模块根据一系列外部输入条件值动态调整土壤温湿度传感器的测量周期、上报周期和上报门限值，从而在提升用户体验的同时有效降低土壤温湿度传感器的整机功耗。

【技术实现步骤摘要】
一种可动态调整测量和上报周期的低功耗土壤温湿度检测装置及其检测方法
本专利技术涉及一种可动态调整测量和上报周期的低功耗土壤温湿度检测装置，还涉及该装置的检测方法，属于智能控制

技术介绍
在土壤温湿度检测及智能浇水装置领域，目前已有多个专利存在（例如智能浇花装置CN103688824A、基于手机遥控的智能浇灌系统CN103548647A、一种土壤湿度的测量及智能浇灌系统CN104642063A、一种土壤温度湿度检测装置CN204142281U、一种根据土壤湿度灌溉的智能自动化装置CN204540232U，等等）。这些专利中描述的装置的基本工作原理都是类似的：通过土壤温湿度检测设备定时测量得到土壤温湿度值，并将这些测量值以无线的方式发送到一个控制设备，然后通过手机或者通过自动的方式来控制水阀浇水。在上述专利中，土壤温湿度检测装置需要定时进行测量。为了满足测量的实时性要求，测量周期一般都设得比较短。为了满足土壤温湿度检测装置（里面包含土壤温湿度检测设备和无线收发设备）的耗电需求，一般都采用了外接市电或者太阳能面板加充电电池的方式来为土壤温湿度检测装置提供电源。这些方式在某些场景下是适用的（比如专业化的农业大棚内），但在大部分情况下（比如家庭庭院内），这些方式并不适用，或者说不能带来较好的用户体验。具体来说，外接市电的方式在家庭庭院里既不安全、又不方便。而太阳能面板加充电电池的方式需要能够接受到阳光照射，这样就限制了土壤温湿度检测装置的使用环境。此外，普通的太阳能面板及充电电池的有效使用寿命仅为一年左右，这个因素也大大影响了用户对整体的土壤温湿度检测装置的使用体验。由于上述这些问题的存在，土壤温湿度检测装置目前在普通家庭里并没有得到广泛的应用。
技术实现思路
本专利技术提出了一种低功耗的土壤温湿度检测装置，通过动态的调整温湿度测量周期以及测量结果上报周期来减少土壤温湿度传感器的整机功耗，从而达到利用普通的干电池供电也能够维持较长工作时间的效果。一种可动态调整测量和上报周期的低功耗土壤温湿度检测装置，包括相互通讯连接的土壤温湿度传感器、短距离无线通信网关和用户控制终端，土壤温湿度传感器包含带有短距离无线通信设备的土壤温湿度检测设备；短距离无线通信网关包含相互通讯连接的短距离无线通信设备、互联网通信设备和智能测量控制设备；用户终端为可与所述互联网通讯设备通讯连通的智能设备。本专利技术进一步限定的技术方案为：进一步的，还包括可自动喷水的无线水阀（13），所述无线水阀（13）与短距离无线通信网关（11）通讯连接。进一步的，短距离无线通信设备（111）和短距离无线通信设备（101）为蓝牙或Zigbee，所述用户终端（12）为手机或电脑等智能上网设备。进一步的，土壤温湿度传感器（10）与所述短距离无线通信网关（11）之间以短距离无线通信技术进行双向无线通信。一种可动态调整测量和上报周期的低功耗土壤温湿度检测装置的检测方法，按照如下步骤进行：1）检测模式选择，短距离无线通信网关根据当地当天的天气状况制定适宜的湿度检测模式；2）数据加载，短距离无线通信网关将选择好的湿度检测模式推送给所述土壤温湿度传感器；3）数据推送，土壤温湿度传感器将超过预定限值的检测数值提交给短距离无线通信网关；4）终端控制，短距离无线通信网关将步骤3推送的数据提交给用户控制终端，用户根据检测值偏高还是偏低选择是需要排水还是开启无线水阀。本专利技术进一步限定的技术方案为：进一步的，短距离无线通信网关根据一系列外部输入条件值动态调整土壤温湿度传感器的测量周期、上报周期和上报门限值，并将这些参数值发送给土壤温湿度传感器。进一步的，土壤温湿度传感器能够以无线的方式接收到短距离无线通信网关发送过来的无线通信周期值、温湿度测量周期值、动态上报门限值等参数，并且能够基于这些参数即时调整自身的土壤温湿度测量和无线收发的频度。进一步的，土壤温湿度传感器在不进行土壤温湿度测量、发送测量结果和查询网关消息的时候即进入休眠状态，以节省功耗。进一步的，短距离无线通信网关所利用的外部输入条件值包括土壤温湿度传感器上报的土壤温湿度测量值、短距离无线通信网关所在地的即时天气条件值、用户人为设置的浇水时间值和水阀开启门限值，以及用户设定的无线通信周期值、温湿度测量周期值、动态上报门限值。本专利技术提出的低功耗土壤温湿度检测装置包含一个或多个土壤温湿度传感器，一个具有互联网通信功能的短距离无线通信网关，以及用户控制终端（比如手机、电脑等等）。以下为本专利技术中各个设备的组成、功能及工作原理的详细介绍：一、设备组成和功能：1）土壤温湿度传感器：该设备里包含短距离无线通信设备和土壤温湿度检测设备，这两个设备也是土壤温湿度传感器中主要的耗电部分。无线通信设备可以采用任何成熟的短距离无线通信技术（比如Zigbee、蓝牙等），该设备负责接收网关发送过来的指令，并且将测量结果发送给网关。土壤温湿度检测设备102负责检测土壤的温湿度。2）短距离无线通信网关：该设备里包含和土壤温湿度传感器里对应的短距离无线通信技术的设备（比如Zigbee、蓝牙等）、互联网通信设备（比如有线以太网通信设备、WiFi通信设备，或者移动网络通信设备等）以及一个智能测量控制设备。3）用户控制终端：可以为手机、电脑等一切可以连接到互联网上的用户终端。用户可以通过终端实时查看土壤温湿度传感器的测量值。二、工作原理：我们知道，在正常的情况下（没有降雨、没有人为浇水，或者降水已经很充分），土壤温湿度的变化是一个缓慢的过程。在这种情况中，如果土壤温湿度传感器频繁地进行土壤温湿度测量，并且每次测量结束后都将结果通过无线设备上报给控制设备（或者用户终端）里，那么其实这一方面浪费了宝贵的电量，另一方面对提升用户体验而言并无益处。但在有降水的情况下（自然降雨或者人为浇水），土壤湿度值就会在短时间内发生变化。在这种场景下，如果土壤温湿度测量装置不能及时地将测量值上报给控制设备（或者用户终端）里，那么一方面会导致过量浇水的发生，另一方面也由于用户不能看到土壤温湿度值的实时变化从而降低了用户体验。基于上述的分析，本专利技术中提出的土壤温湿度传感器10里采用了一种可动态调整测量和上报周期的方式，具体工作方式如下：1）土壤温湿度传感器上电并完成初始化之后，即进入正常工作模式。首先通过无线通信设备从网关的智能测量控制设备处获得一些工作参数，其中包括：无线通信周期值A、温湿度测量周期值B、动态上报门限值C。无线通信周期值指的是土壤传感器中的无线设备每隔A分钟才会和网关进行一次通信，其它时间为休眠状态；温湿度测量周期值指的是土壤传感器中的温湿度检测设备每隔B分钟才会进行一次土壤温湿度测量，其它时间为休眠状态；动态上报门限值指的是只有当本次测量结果和上次测量结果之间的差值超过上报门限值C之后，无线设备才会将本次测量结果上报给网关中的智能测量控制设备。2）上述的无线通信周期值A、温湿度测量周期值B、动态上报门限值C都由网关中的智能测量控制设备根据外部输入条件值动态产生。外部输入条件值包括：a)网关所在地的即时天气情况（通过网关的互联网通信设备从互联网上获取到）：如果发现即时天气为降雨，那么网关中的智能测量控制设备即缩短温湿度测量周期值B。b)土壤传感器的上报值：在正常情况本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可动态调整测量和上报周期的低功耗土壤温湿度检测装置，包括相互通讯连接的土壤温湿度传感器（10）、短距离无线通信网关（11）和用户控制终端（12），其特征在于，    所述土壤温湿度传感器（10）包含带有短距离无线通信设备（101）的土壤温湿度检测设备（102）；所述短距离无线通信网关（11）包含相互通讯连接的短距离无线通信设备（111）、互联网通信设备（113）和智能测量控制设备（112）；所述用户终端（12）为可与所述互联网通讯设备通讯连通的智能设备。

【技术特征摘要】
1.一种可动态调整测量和上报周期的低功耗土壤温湿度检测装置，包括相互通讯连接的土壤温湿度传感器（10）、短距离无线通信网关（11）和用户控制终端（12），其特征在于，所述土壤温湿度传感器（10）包含带有短距离无线通信设备（101）的土壤温湿度检测设备（102）；所述短距离无线通信网关（11）包含相互通讯连接的短距离无线通信设备（111）、互联网通信设备（113）和智能测量控制设备（112）；所述用户终端（12）为可与所述互联网通讯设备通讯连通的智能设备。2.根据权利要求1所述的可动态调整测量和上报周期的低功耗土壤温湿度检测装置，其特征在于：还包括可自动喷水的无线水阀（13），所述无线水阀（13）与短距离无线通信网关（11）通讯连接。3.根据权利要求1所述的可动态调整测量和上报周期的低功耗土壤温湿度检测装置，其特征在于：所述短距离无线通信设备（111）和短距离无线通信设备（101）为蓝牙或Zigbee，所述用户终端（12）为手机或电脑等智能上网设备。4.根据权利要求1所述的可动态调整测量和上报周期的低功耗土壤温湿度检测装置，其特征在于，所述土壤温湿度传感器（10）与所述短距离无线通信网关（11）之间以短距离无线通信技术进行双向无线通信。5.一种利用如权利要求1所述检测装置的检测方法，其特征在于：按照如下步骤进行：1）检测模式选择，所述短距离无线通信网关（11）根据当地当天的天气状况制定适宜的湿度检测模式；2）数据加载，所述短距离无线通信网...

【专利技术属性】
技术研发人员：王奇，
申请(专利权)人：王奇，
类型：发明
国别省市：澳大利亚,AU