一种山地柑橘园灌溉系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种山地柑橘园灌溉系统及方法，系统包括微处理器模块、传感器模块、双稳态脉冲电磁阀、GPS卫星时基模块、ZigBee局域网、网关模块、GPRS模块以及云端服务器，其中，所述传感器模块、双稳态脉冲电磁阀以及GPS卫星时基模块均与所述微处理器模块电连接，所述微处理器电连接所述ZigBee局域网，所述ZigBee局域网通过所述网关模块连接所述GPRS模块，所述GPRS模块通过GPRS无线连接云端服务器；所述传感器模块用于采集山地柑橘园的环境参数；GPS卫星时基模块用于对灌溉系统进行卫星授时；双稳态脉冲电磁阀用于控制灌溉开关；微处理器模块用于接收所述传感器模块的各个环境参数。本发明专利技术通过让用户实时得知山地柑橘园生长环境状况，实现山地柑橘园精准灌溉与科学管理。

【技术实现步骤摘要】
一种山地柑橘园灌溉系统及方法
本专利技术涉及基于远程物联网精准控制农作物生产的
，尤其涉及一种山地柑橘园灌溉系统及方法。
技术介绍
目前我国是世界上种植和生产柑橘的第一大国，然而，国内的柑橘生产技术却比较落后，例如现阶段国内依然在靠人工进行果树管理和人工灌溉，导致柑橘的平均亩产量低于世界平均水平。并且，国内柑橘多种植在南方山地上，一方面靠传统人工进行管理，使得劳动量大、劳动效率低，另一方面柑橘灌溉主要以人工经验为主，缺乏科学具体的灌溉依据，灌溉时往往采用漫灌等较为盲目的方法，浪费了大量水资源，并大大制约果树产量的提高，同时我国还是一个水资源匮乏的国家。因此，对山地柑橘园生长环境参数进行检测并以此作为精准节水灌溉的决策依据非常有必要，形成系统的山地柑橘园精准节水灌溉方法对提高柑橘产量和质量、节约用水都有重要意义。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的缺点与不足，本专利技术提供一种山地柑橘园灌溉系统及方法，通过对山地柑橘园的各种环境参数进行实时检测，然后结合数据系统做出最优的灌溉方案，解决了现阶段需要人工灌溉并且灌溉方案不科学的缺点，本专利技术通过科学合理的灌溉达到了最优化的节水效果。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种山地柑橘园灌溉系统，包括微处理器模块、传感器模块、双稳态脉冲电磁阀以及GPS卫星时基模块，所述传感器模块、双稳态脉冲电磁阀以及GPS卫星时基模块均与所述微处理器模块电连接；所述传感器模块用于采集山地柑橘园的环境参数；所述GPS卫星时基模块用于对灌溉系统进行卫星授时；所述双稳态脉冲电磁阀用于控制灌溉开关；所述微处理器模块用于接收所述传感器模块的各个环境参数，并通过处理环境参数发出相应指令用来控制双稳态脉冲电磁阀开启或关闭，从而达到灌溉目的。进一步地，所述山地柑橘园灌溉系统还包括依此连接的ZigBee局域网、网关模块、GPRS模块以及云端服务器，所述微处理器电连接所述ZigBee局域网，所述ZigBee局域网通过所述网关模块连接所述GPRS模块，所述GPRS模块通过GPRS无线连接云端服务器；所述ZigBee局域网和GPRS模块均用于传输环境参数至所述云端服务器；所述云端服务器用于解析及存储环境参数。进一步地，所述云端服务器包括远程数据库以及人机交互客户端，所述远程数据库用于存储环境参数；所述人机交互客户端用于实时显示环境参数和所述双稳态脉冲电磁阀的开启或关闭状态，以及进行后台管理。进一步地，所述ZigBee局域网包括CC2630射频芯片、Cortex-M0内核和RFX2401功率放大芯片、阻抗匹配天线以及LM2596-3.3电源模块。进一步地，所述GPRS模块包括WG-8010模块和电源模块，所述电源模块采用LM2596-12电源芯片。进一步地，所述传感器模块包括土壤温湿度传感器、空气温湿度传感器以及光照度传感器，所述土壤温湿度传感器用于采集土壤的温湿度，所述空气温湿度传感器用于采集空气的温湿度，所述光照度传感器用于采集实时的光照强度。进一步地，所述微处理器模块包括微处理器、LM2596稳压芯片及电源模块，所述LM2596稳压芯片和电源模块均连接微处理器。进一步地，所述GPS卫星时基模块包括NEO-6M-0-001GPS信号接收芯片。进一步地，所述双稳态脉冲电磁阀包括相互连接的SLK1BF09N7K50型电磁阀、L9110S驱动芯片以及电磁阀控制电路。本专利技术另一目的是提供一种山地柑橘园灌溉方法，包括下述步骤：S1、传感器模块采集柑橘园的环境参数信息，其中，环境参数信息包括土壤温湿度、空气温湿度和光照强度信息；S2、当微处理器模块检测到GPS卫星时基模块预先设定的GPS卫星时间时，将传感器模块采集的环境参数信息进行融合并整合为数据流，通过ZigBee局域网传输到网关模块；网关模块将环境参数信息进行特殊格式化后，通过GPRS模块与云端服务器建立起TCP/IP连接，将环境参数信息传输至云端服务器；S3、云端服务器对环境参数信息进行解析处理，并调用SQLServer2008数据库接口，然后将环境参数信息存进去远程数据库；同时，云端服务器检测环境参数信息是否偏离预先设定的阈值，然后自动发送相应的指令到微处理器模块，微处理器模块根据指令控制相应的双稳态脉冲电磁阀进行开关工作；S4、云端服务器将环境参数信息和双稳态脉冲电磁阀的开关信息在人机交互客户端进行显示，用户可以在人机交互客户端上手动更改环境参数阈值。采用上述技术方案后，本专利技术至少具有如下有益效果：1、本专利技术结合了ZigBee局域网技术、GPRS技术、云服务器技术和Internet技术，设计了局域网数据与广域网数据的融合、传输与处理的有机系统，将山地柑橘园环境传输到人机交互网站，实现了对柑橘园生长环境的远程监测；2、本专利技术通过利用现有传感器，包括土壤温湿度传感器、空气温湿度传感器和光照度传感器等，并设计外围电路和电源模块，将柑橘生长的主要环境信息具体化、数字化，直观地呈现给用户，实现了柑橘生产的科学管理；3、本专利技术结合了GPS技术，利用GPS卫星时间为每个节点进行卫星授时，避免了需要通过网络不断同步时间的难题，使得整个系统实时性、步调一致性更好；4、本专利技术中，用户可以通过人机交互网站方便地查看当前和过去山地柑橘园果树生长环境信息，并能够自行设定阈值，结合传感器采集的数据共同作为灌溉的依据，避免了水资源的浪费和漫灌问题，实现节水的目的；5、本专利技术中，电磁阀与传感器集成在一起，均通过ZigBee局域网与网关进行通信，减少了组网节点数量，提高了系统可靠性。附图说明图1为本专利技术一种山地柑橘园灌溉系统的结构示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细说明。实施例本专利技术为一种山地柑橘园精准节水灌溉系统，但并不局限于山地柑橘园，可适用于各种农产品种植园。如图1所示，本专利技术一种山地柑橘园精准节水灌溉系统，包括微处理器模块、传感器模块、双稳态脉冲电磁阀、GPS卫星时基模块、ZigBee局域网、网关模块、GPRS模块以及云端服务器，其中，所述传感器模块、双稳态脉冲电磁阀以及GPS卫星时基模块均与所述微处理器模块电连接，所述微处理器电连接所述ZigBee局域网，所述ZigBee局域网通过所述网关模块连接所述GPRS模块，所述GPRS模块通过GPRS无线连接云端服务器；所述传感器模块用于采集山地柑橘园的环境参数；所述GPS卫星时基模块用于对灌溉系统进行卫星授时；所述双稳态脉冲电磁阀用于控制灌溉开关；所述微处理器模块用于接收所述传感器模块的各个环境参数，并通过处理环境参数发出相应指令用来控制双稳态脉冲电磁阀开启或关闭，从而达到灌溉目的；所述ZigBee局域网和GPRS模块均用于传输环境参数至所述云端服务器；所述云端服务器用于解析及存储环境参数；云端服务器包括远程数据库以及人机交互客户端，所述远程数据库用于存储环境参数；所述人机交互客户端用于实时显示环境参数和所述双稳态脉冲电磁阀的开启或关闭状态，以及进行后台管理。传感器模块包括土壤温湿度传感器、空气温湿度传感器以及光照度传感器，所述土壤温湿度传感器用于采集土壤的温湿度，所述空气温湿度传感器用于采集空气的温湿度，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种山地柑橘园灌溉系统，其特征在于，包括微处理器模块、传感器模块、双稳态脉冲电磁阀以及GPS卫星时基模块，所述传感器模块、双稳态脉冲电磁阀以及GPS卫星时基模块均与所述微处理器模块电连接；所述传感器模块用于采集山地柑橘园的环境参数；所述GPS卫星时基模块用于对灌溉系统进行卫星授时；所述双稳态脉冲电磁阀用于控制灌溉开关；所述微处理器模块用于接收所述传感器模块的各个环境参数，并通过处理环境参数发出相应指令用来控制双稳态脉冲电磁阀开启或关闭，从而达到灌溉目的。

【技术特征摘要】
1.一种山地柑橘园灌溉系统，其特征在于，包括微处理器模块、传感器模块、双稳态脉冲电磁阀以及GPS卫星时基模块，所述传感器模块、双稳态脉冲电磁阀以及GPS卫星时基模块均与所述微处理器模块电连接；所述传感器模块用于采集山地柑橘园的环境参数；所述GPS卫星时基模块用于对灌溉系统进行卫星授时；所述双稳态脉冲电磁阀用于控制灌溉开关；所述微处理器模块用于接收所述传感器模块的各个环境参数，并通过处理环境参数发出相应指令用来控制双稳态脉冲电磁阀开启或关闭，从而达到灌溉目的。2.如权利要求1所述的一种山地柑橘园灌溉系统，其特征在于，还包括依此连接的ZigBee局域网、网关模块、GPRS模块以及云端服务器，所述微处理器电连接所述ZigBee局域网，所述ZigBee局域网通过所述网关模块连接所述GPRS模块，所述GPRS模块通过GPRS无线连接云端服务器；所述ZigBee局域网和GPRS模块均用于传输环境参数至所述云端服务器；所述云端服务器用于解析及存储环境参数。3.如权利要求2所述的一种山地柑橘园灌溉系统，其特征在于，所述云端服务器包括远程数据库以及人机交互客户端，所述远程数据库用于存储环境参数；所述人机交互客户端用于实时显示环境参数和所述双稳态脉冲电磁阀的开启或关闭状态，以及进行后台管理。4.如权利要求2所述的一种山地柑橘园灌溉系统，其特征在于，所述ZigBee局域网包括CC2630射频芯片、Cortex-M0内核和RFX2401功率放大芯片、阻抗匹配天线以及LM2596-3.3电源模块。5.如权利要求2所述的一种山地柑橘园灌溉系统，其特征在于，所述GPRS模块包括WG-8010模块和电源模块，所述电源模块采用LM2596-12电源芯片。6.如权利要求1所述的一种山地柑橘园灌溉系统，其特征在于，所述传...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卫星，高鹏，谢家兴，孙道宗，杨伟志，黄亮健，林振泉，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44