一种无线灌溉系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种无线灌溉系统，包括电磁阀、无线阀控器、环境传感器、中继器和中央服务器；中继器包括中央微处理器、无线通讯模块、手机通讯模块、时钟模块以及存储模块；无线通讯模块、手机通讯模块和存储模块均与中央微处理器双向连接，时钟模块的输出连接中央微处理器的输入，无线阀控器的输出连接电磁阀的输入，无线阀控器和环境传感器双向连接，无线阀控器和无线通讯模块双向连接，手机通讯模块和中央服务器双向连接。采用本实用新型专利技术的中继器能实现历史数据的存储导出和简单时序控制，和无线电磁阀的网络结构结合，接收和转发服务器的控制和采集指令，故，能取代中央灌溉控制器，降低无线灌溉系统成本，提高控制反馈速度以及用户体验。

Wireless irrigation system

The utility model provides a wireless irrigation system, including electromagnetic valve, valve controller, wireless environment sensor, repeater and a central server; repeater comprises a central microprocessor, wireless communication module, mobile phone communication module, clock module and storage module; the wireless communication module, mobile phone communication module and storage module is bidirectionally connected with the central microprocessor, output the clock module is connected with the central microprocessor input and output wireless valve controller is connected with the electromagnetic valve and the valve control input, wireless two-way connector and environmental sensors, wireless control valve two-way connector and a wireless communication module, two-way connection mobile phone communication module and a central server. The utility model can realize the storage of historical data are repeaters and simple timing control, combined with electromagnetic valve and wireless network structure, receiving and forwarding server control and collection instruction, therefore, can replace the central irrigation controller, to reduce wireless irrigation system cost, improve the user experience and feedback speed control.

【技术实现步骤摘要】
一种无线灌溉系统
本技术涉及农业灌溉
，尤其涉及一种无线灌溉系统。
技术介绍
水资源可用总量短缺是制约我国农业发展的第一瓶颈，节水灌溉设施得到了大力推广和应用。自动灌溉控制可以在保证作物高产的情况下节水、节能、节约劳动力、降低生产成本。然而，多数节水灌溉工程自动化建设滞后，需要在节水灌溉设施建设完成后，对灌溉设施进行自动化改造。传统的有线自动化灌溉控制系统，在控制器与电磁阀之间需要铺设大量电缆，由此带来工程施工周期长、费用高、维护扩展困难等问题。无线灌溉系统只需要在电磁阀处安装无线控制器，几乎不需要线缆就能实现对节水灌溉设施的自动化改造，具有良好的应用前景。无线灌溉中继器是无线灌溉系统中的重要设备，以往的无线中继器多为单一频段的透明传输模块，功能单一。以一种无线电磁阀门中介绍的无线电磁阀门为例，设备中所应用的中继器为无线数传模块。该无线数传模块通过有线的方式如485、RS232与中央灌溉控制器相连，使中央灌溉控制器与无线电磁阀门之间进行数据交换。该中继器的结构如图1，包括依次连接的无线数传模块、MCU和485接口或RS232接口。采用透明传输方式的无线数传模块，仅仅起到数据转发的作用，过分依赖中央灌溉控制器，无法独立工作。在自动灌溉系统中，环境参数的采集，如土壤温度、湿度、降雨量等信息尤为重要，仅以无线数传模块作为中继器，无法独立的获取和记录这些环境参数。环境参数采集操作需要由中央灌溉控制器发起采集指令，经中继器转发后无线阀门控制器接收并执行指令，执行后将数据经中继器转发后记录在中央灌溉控制器中，这使得无线灌溉系统过分依赖中央灌溉控制器。在控制逻辑简单、结构单一的自动灌溉系统中也必须安装中央灌溉控制器，提高了系统复杂性和系统成本。在具有远程中央服务器的灌溉控制器中，中继器无法与远程主机直接进行数据交换，同样需要依赖于中央灌溉控制器，远程主机的控制信号必须经由中央灌溉控制器的转发后再传递到中继器进而实现对灌溉系统的操作，系统结构如图2，图2中的无线灌溉系统包括无线阀控器1、土壤湿度传感器2、土壤温度传感器3、电磁阀4、中继器5、中央灌溉控制器6和中央服务器7，所述无线电磁阀包括无线阀控器1以及与所述无线阀控器1有线连接的电磁阀，所述土壤湿度传感器2和土壤温度传感器3均连接无线阀控器，所述无线电磁阀1和中继器5双向连接，中继器5和中央灌溉控制器6有线连接，中央灌溉控制器6和中央服务器7双向连接。现有技术下灌溉系统的工作流程如图3。由图3可以看出，现有技术下灌溉系统的工作流程为：中央灌溉控制器发起命令，在发起命令后等待应答，若应答超时，则重复发起命令步骤，在应答不超时接收到中继器发送的回复内容时，检验回复内容，操作完成。中继器在接收到中央灌溉控制器的命令后转发命令，并等待电磁阀(此处指无线电磁阀)回复，在中继器收到回复后，将回复的信息发送给中央灌溉控制器。上述的远程主机为图2中所示的灌溉系统中央服务器7。由图3所示的流程图可知，简单的透明传输同时影响的灌溉控制操作的反馈，由于不能独立的处理与无线设备的等待回复、重发等操作需要在中央灌溉控制器或远程服务器(图2中的中央服务器)进行，这些操作阻塞了灌溉系统的运行，降低了无线灌溉系统的用户体验。
技术实现思路
本技术提供全部或至少部分解决上述技术问题的无线灌溉系统。本技术提供一种无线灌溉系统，包括：电磁阀、无线阀控器、环境传感器、中继器和中央服务器；其中，所述中继器包括：中央微处理器、无线通讯模块、手机通讯模块、时钟模块以及存储模块；所述无线通讯模块、所述手机通讯模块和所述存储模块均与所述中央微处理器双向连接，所述时钟模块的输出连接所述中央微处理器的输入，所述无线阀控器的输出连接所述电磁阀的输入，所述无线阀控器和所述环境传感器双向连接，所述无线阀控器和所述无线通讯模块双向连接，所述手机通讯模块和所述中央服务器双向连接。优选的，所述中继器还包括：USB功能模块；所述中央微处理器的输出连接所述USB功能模块的输入。优选的，所述中继器还包括：有线通讯模块；所述有线通讯模块和所述中央微处理器双向连接。优选的，所述无线灌溉系统还包括：中央灌溉控制器；所述有线通讯模块与所述中央灌溉控制器双向连接，所述中央灌溉控制器与所述中央服务器双向连接。优选的，所述中继器还包括：LED工作指示灯；所述中央微处理器的输出连接所述LED工作指示灯。优选的，所述存储模块包括电可擦可编程只读存储器和闪存，所述电可擦可编程只读存储器和闪存均均与所述中央微处理器双向连接。优选的，所述时钟模块为RTC时钟芯片。优选的，所述中继器还包括：用于为所述中央微处理器提供电能的太阳能供电系统；所述太阳能供电系统连接所述中央微处理器。优选的，所述太阳能供电系统包括用于检测可充电锂电池的电量的电量检测模块、太阳能电池板、可充电锂电池、可控开关和充放电控制器；所述太阳能电池板、所述可控开关的两个电源端和所述可充电锂电池串联连接形成充电电路，所述可充电锂电池连接所述中央微处理器的电源端，所述电量检测模块的输入连接所述可充电锂电池，所述电量检测模块的输出连接所述充放电控制器的输入，所述充放电控制器的输出连接所述可控开关的控制端。优选的，所述中中央微处理器采用8位单片机C8051F964，所述充放电控制器采用充电控制芯片LTC4071，所述锂电池采用18650锂电池，所述存储模块包括EEPROMAT24CS16和FLASHW25Q64，所述USB功能模块采用CH376芯片，所述时钟模块采用时钟芯片PCF8563，所述手机通讯模块采用支持GPRS的手机模块SIM900A，所述无线通讯模块采用SI4463芯片，所述有线通讯模块采用485通讯芯片。由上述技术方案可知，本技术在结构简单无线灌溉系统中，中继器能够替代中央灌溉控制器，实现历史数据的存储和导出和简单的时序控制，可以直接采用中继器和无线电磁阀的网络结构，省去中央灌溉控制器，降低了无线灌溉系统的成本，有力与无线自动化灌溉技术的推广应用。在具有中央服务器的无线灌溉系统中，中继器能够直接接收和转发中央服务器的控制和采集指令，能够取代中央灌溉控制器的功能。在复杂的必须使用中央灌溉控制器的无线灌溉系统中，采用本技术的中继器，能够有效提高控制反馈速度，提高用户体验。附图说明图1为现有无线灌溉中继器的结构示意图；图2为一种现有无线灌溉系统的结构示意图；图3为现有无线灌溉系统的工作流程图；图4为本技术一实施例提供的无线灌溉系统的原理框图；图5为本技术一实施例提供的中继器的原理框图；图6为本技术一实施例提供的中继器和中央灌溉控制器交互的流程图；图7为本技术一实施例提供的具体的无线灌溉系统的原理框图。附图标记说明无线阀控器1土壤湿度传感器2土壤温度传感器3电磁阀4中继器5中央灌溉控制器6中央服务器7中央微处理器51无线通讯模块52手机通讯模块53有线通讯模块54USB功能模块55存储模块56时钟模块57LED工作指示灯58太阳能供电系统59具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。图4为本技术一实施例提供的无线灌溉系统的原理框图。图4所示为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线灌溉系统，其特征在于，包括：电磁阀、无线阀控器、环境传感器、中继器和中央服务器；其中，所述中继器包括：中央微处理器、无线通讯模块、手机通讯模块、时钟模块以及存储模块；所述无线通讯模块、所述手机通讯模块和所述存储模块均与所述中央微处理器双向连接，所述时钟模块的输出连接所述中央微处理器的输入，所述无线阀控器的输出连接所述电磁阀的输入，所述无线阀控器和所述环境传感器双向连接，所述无线阀控器和所述无线通讯模块双向连接，所述手机通讯模块和所述中央服务器双向连接。

【技术特征摘要】
1.一种无线灌溉系统，其特征在于，包括：电磁阀、无线阀控器、环境传感器、中继器和中央服务器；其中，所述中继器包括：中央微处理器、无线通讯模块、手机通讯模块、时钟模块以及存储模块；所述无线通讯模块、所述手机通讯模块和所述存储模块均与所述中央微处理器双向连接，所述时钟模块的输出连接所述中央微处理器的输入，所述无线阀控器的输出连接所述电磁阀的输入，所述无线阀控器和所述环境传感器双向连接，所述无线阀控器和所述无线通讯模块双向连接，所述手机通讯模块和所述中央服务器双向连接。2.根据权利要求1所述的无线灌溉系统，其特征在于，所述中继器还包括：USB功能模块；所述中央微处理器的输出连接所述USB功能模块的输入。3.根据权利要求1所述的无线灌溉系统，其特征在于，所述中继器还包括：有线通讯模块；所述有线通讯模块和所述中央微处理器双向连接。4.根据权利要求3所述的无线灌溉系统，其特征在于，所述无线灌溉系统还包括：中央灌溉控制器；所述有线通讯模块与所述中央灌溉控制器双向连接，所述中央灌溉控制器与所述中央服务器双向连接。5.根据权利要求1所述的无线灌溉系统，其特征在于，所述中继器还包括：LED工作指示灯；所述中央微处理器的输出连接所述LED工作指示灯。6.根据权利要求1所述的无线灌溉系统，其特征在于，所述存储模块包括电可擦可编程只读存储器和闪...

【专利技术属性】
技术研发人员：张石锐，郑文刚，王明飞，鲍锋，邢振，
申请(专利权)人：北京农业智能装备技术研究中心，
类型：新型
国别省市：北京,11