一種基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的土壤溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的土壤溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]溫濕度為一種基本的環(huán)境參數(shù)，與我們的生活有著密切的聯(lián)系。在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)實(shí)時根據(jù)需要進(jìn)行溫濕度的測控。溫濕度于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，是作物生長最為重要的環(huán)境條件，它對作物根系的發(fā)育與土壤的微生物活動有著直接的影響，并且是土壤水分運(yùn)動的誘因。我們在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，對溫濕度的測控顯得至關(guān)重要。因此對土壤溫濕度自動化測控的系統(tǒng)設(shè)計有著極大的意義。
[0003]ZigBee是一種新興的近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它依據(jù)802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，在數(shù)千個微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)通信。通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使農(nóng)場主準(zhǔn)確把握作物生長環(huán)境中土壤的變化情況，做到科學(xué)檢測、及時預(yù)警和采取保護(hù)措施，有力保障了果園內(nèi)作物的產(chǎn)量和果園的持續(xù)發(fā)展。
[0004]傳統(tǒng)的監(jiān)測系統(tǒng)采用鋪設(shè)線纜的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，工程量大、成本高，同時由于傳感器大多通過微電壓進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，過長的線纜鋪設(shè)會導(dǎo)致數(shù)據(jù)的誤差較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有牙科治療活動中存在的上述缺陷，本發(fā)明提供一種基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的土壤溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)，本系統(tǒng)主要的功能是實(shí)現(xiàn)對分布于各個監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的土壤環(huán)境進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)采集監(jiān)測及智能控制。土壤傳感器通過ZigBee無線通訊方式將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送給服務(wù)器端。若干臺用戶終端通過與服務(wù)器通信進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，確保土壤溫濕度情況為作物適宜環(huán)境。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的土壤溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)，包括環(huán)境采集模塊和監(jiān)測管理模塊，其特征在于:
所述環(huán)境采集模塊包括傳感器、無線監(jiān)測節(jié)點(diǎn)和無線匯聚節(jié)點(diǎn)；所述無線監(jiān)測節(jié)點(diǎn)與傳感器通過Modbus協(xié)議建立通信，對土壤環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；所述無線監(jiān)測節(jié)點(diǎn)之間通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)建立連接，實(shí)現(xiàn)多個監(jiān)測節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)互補(bǔ)；所述無線匯聚節(jié)點(diǎn)與無線監(jiān)測節(jié)點(diǎn)之間通過485串口建立通訊，收集周圍無線監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的土壤環(huán)境數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器端；
所述監(jiān)測管理模塊包括服務(wù)器端和客戶終端，所述服務(wù)器端包括數(shù)據(jù)存儲單元、報警管理單元和系統(tǒng)配置單元，所述數(shù)據(jù)存儲單元接受無線匯聚節(jié)點(diǎn)上傳的數(shù)據(jù)，所述系統(tǒng)配置單元對系統(tǒng)的報警閾值進(jìn)行判定，所述報警管理單元在數(shù)據(jù)存儲單元中的數(shù)據(jù)符合系統(tǒng)配置單元的報警條件時發(fā)出報警信號；所述客戶終端通過GPRS或CDMA或有線與服務(wù)器端建立連接，用于查看數(shù)據(jù)存儲單元中收集的數(shù)據(jù)，并在報警管理單元發(fā)出報警信號時進(jìn)行提不。
[0007]優(yōu)選的，所述的每個無線監(jiān)測節(jié)點(diǎn)接駁1~12個傳感器。
[0008]優(yōu)選的，所述的傳感器為土壤溫度傳感器、土壤濕度傳感器、水勢傳感器、pH值傳感器。
[0009]優(yōu)選的，所述的傳感器使用IP68航插。
[0010]優(yōu)選的，所述的客戶終端是PC終端、手機(jī)終端、Pad設(shè)備、室內(nèi)觸控終端或室內(nèi)多媒體終端。
[0011]進(jìn)一步的，所述的土壤溫濕度檢測系統(tǒng)還包括澆灌模塊，所述澆灌模塊包括澆灌采集單元、澆灌執(zhí)行單元和澆灌設(shè)備，所述澆灌采集單元用于采集澆灌設(shè)備狀態(tài)，所述澆灌執(zhí)行單元用于控制澆灌設(shè)備執(zhí)行澆灌工作；所述服務(wù)器端還包括澆灌決策單元，用于結(jié)合土壤環(huán)境數(shù)據(jù)、澆灌設(shè)備狀態(tài)以及系統(tǒng)配置單元中的閾值設(shè)定澆灌策略。
[0012]優(yōu)選的，所述的澆灌采集單元接駁于無線匯聚節(jié)點(diǎn)，所述無線匯聚節(jié)點(diǎn)將澆灌采集單元采集到的澆灌設(shè)備狀態(tài)上傳至服務(wù)器端。
[0013]優(yōu)選的，所述的澆灌執(zhí)行單元接駁于無線匯聚節(jié)點(diǎn)，所述無線匯聚節(jié)點(diǎn)將澆灌決策單元的指令傳輸至澆灌執(zhí)行單元。
【附圖說明】
[0014]圖1是土壤環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)工作模塊框圖；
圖2是澆灌模塊工作模塊框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1
本發(fā)明提供了一種土壤環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，如圖1所示，該系統(tǒng)由若干傳感器、若干ZigBee無線監(jiān)測節(jié)點(diǎn)、若干無線匯聚節(jié)點(diǎn)、I個數(shù)據(jù)存儲單元、I個報警管理單元和若干客戶終端構(gòu)成。
[0016]若干個傳感器對監(jiān)測節(jié)點(diǎn)覆蓋范圍內(nèi)的土壤信息進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并發(fā)送至ZigBee無線監(jiān)測節(jié)點(diǎn)；無線監(jiān)測節(jié)點(diǎn)向無線匯聚節(jié)點(diǎn)傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)；無線匯聚節(jié)點(diǎn)把監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)一步發(fā)送至服務(wù)器端的數(shù)據(jù)存儲單元；若干客戶終端與服務(wù)器端通訊，例如:PC終端、手機(jī)終端、Pad設(shè)備、室內(nèi)觸控終端或室內(nèi)多媒體終端；報警管理單元在數(shù)據(jù)存儲單元中的數(shù)據(jù)符合系統(tǒng)配置單元的報警條件時發(fā)出報警信號，并傳輸至客戶終端。
[0017]實(shí)施例2
本發(fā)明提供了一種帶有澆灌模塊的土壤環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，如圖2所示，其包括以下工作步驟:
SI，管理員遠(yuǎn)程/本地向系統(tǒng)配置單元發(fā)出配置指令，配置澆灌溫濕度閾值和澆灌器出水參數(shù)。
[0018]S2，采集土壤環(huán)境數(shù)據(jù)并且上報給澆灌決策單元，同時澆灌采集單元采集的澆灌設(shè)備狀態(tài)也上報給澆灌決策單元。
[0019]S3，澆灌決策單元根據(jù)采集土壤環(huán)境數(shù)據(jù)以及管理員設(shè)置的閾值，生成是否澆灌以及澆灌水量的指令。
[0020]S4,澆灌執(zhí)行單元根據(jù)澆灌器狀態(tài)以及所需澆灌水量，觸發(fā)澆灌單元，控制澆灌的時長。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的土壤溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)，包括環(huán)境采集模塊和監(jiān)測管理模塊，其特征在于: 所述環(huán)境采集模塊包括傳感器、無線監(jiān)測節(jié)點(diǎn)和無線匯聚節(jié)點(diǎn)；所述無線監(jiān)測節(jié)點(diǎn)與傳感器通過Modbus協(xié)議建立通信，對土壤環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；所述無線監(jiān)測節(jié)點(diǎn)之間通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)建立連接，實(shí)現(xiàn)多個監(jiān)測節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)互補(bǔ)；所述無線匯聚節(jié)點(diǎn)與無線監(jiān)測節(jié)點(diǎn)之間通過485串口建立通訊，收集周圍無線監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的土壤環(huán)境數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器端； 所述監(jiān)測管理模塊包括服務(wù)器端和客戶終端，所述服務(wù)器端包括數(shù)據(jù)存儲單元、報警管理單元和系統(tǒng)配置單元，所述數(shù)據(jù)存儲單元接受無線匯聚節(jié)點(diǎn)上傳的數(shù)據(jù)，所述系統(tǒng)配置單元對系統(tǒng)的報警閾值進(jìn)行判定，所述報警管理單元在數(shù)據(jù)存儲單元中的數(shù)據(jù)符合系統(tǒng)配置單元的報警條件時發(fā)出報警信號；所述客戶終端通過GPRS或CDMA或有線與服務(wù)器端建立連接，用于查看數(shù)據(jù)存儲單元中收集的數(shù)據(jù)，并在報警管理單元發(fā)出報警信號時進(jìn)行提不。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的土壤溫濕度檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的每個無線監(jiān)測節(jié)點(diǎn)接駁1~12個傳感器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的土壤溫濕度檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的傳感器為土壤溫度傳感器、土壤濕度傳感器、水勢傳感器、pH值傳感器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的土壤溫濕度檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的傳感器使用IP68航插。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的土壤溫濕度檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的客戶終端是PC終端、手機(jī)終端、Pad設(shè)備、室內(nèi)觸控終端或室內(nèi)多媒體終端。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的土壤溫濕度檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的土壤溫濕度檢測系統(tǒng)還包括澆灌模塊，所述澆灌模塊包括澆灌采集單元、澆灌執(zhí)行單元和澆灌設(shè)備，所述澆灌采集單元用于采集澆灌設(shè)備狀態(tài)，所述澆灌執(zhí)行單元用于控制澆灌設(shè)備執(zhí)行澆灌工作；所述服務(wù)器端還包括澆灌決策單元，用于結(jié)合土壤環(huán)境數(shù)據(jù)、澆灌設(shè)備狀態(tài)以及系統(tǒng)配置單元中的閾值設(shè)定澆灌策略。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的土壤溫濕度檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的澆灌采集單元接駁于無線匯聚節(jié)點(diǎn)，所述無線匯聚節(jié)點(diǎn)將澆灌采集單元采集到的澆灌設(shè)備狀態(tài)上傳至服務(wù)器端。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的土壤溫濕度檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的澆灌執(zhí)行單元接駁于無線匯聚節(jié)點(diǎn)，所述無線匯聚節(jié)點(diǎn)將澆灌決策單元的指令傳輸至澆灌執(zhí)行單元。
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的土壤溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)，所述土壤溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)包括環(huán)境采集模塊、監(jiān)測管理模塊以及澆灌模塊。本發(fā)明的有益效果礙于，用戶終端通過服務(wù)器對監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，可以實(shí)現(xiàn)果園固定區(qū)域監(jiān)測節(jié)點(diǎn)對于土壤溫濕度數(shù)據(jù)的實(shí)時采集監(jiān)測及智能控制，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)智能預(yù)警、實(shí)時監(jiān)測、智能控制、數(shù)據(jù)分析、追溯管理、系統(tǒng)管理，確保對區(qū)內(nèi)土壤溫濕度地及時調(diào)控，為作物豐產(chǎn)提供了環(huán)境保障。
【IPC分類】G01D21/02
【公開號】CN104913814
【申請?zhí)枴緾N201510258305
【發(fā)明人】付翔
【申請人】浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年5月20日