本實(shí)用新型涉及一種基于無線傳感網(wǎng)的遠(yuǎn)程智能灌溉系統(tǒng)，屬于智能灌溉領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

水資源是人類賴以生存的基礎(chǔ)性資源。干旱缺水已成為我國農(nóng)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展和糧食安全供給的主要制約因素。其次是城市缺水，全國670個(gè)城市中，有400多個(gè)城市不同程度缺水，缺水量約60億立方米，因缺水影響工業(yè)產(chǎn)值2000多億。我國城市生活用水一方面緊缺，另一方面浪費(fèi)也十分嚴(yán)重。

目前農(nóng)業(yè)灌溉用水的利用率低下，水資源浪費(fèi)的現(xiàn)象極為普遍，因此，提高節(jié)水灌溉利用率，對(duì)于解決我國目前農(nóng)業(yè)灌溉用水，緩解水資源的緊缺非常重要。在灌溉系統(tǒng)中合理地自動(dòng)控制，不僅可以提高水資源利用率，緩解水資源日趨緊張的矛盾，還可以增加農(nóng)作物的產(chǎn)量。而灌溉系統(tǒng)自動(dòng)化的水平較低也是制約我國高效農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要原因。

信息化是當(dāng)今經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的大趨勢，深入開發(fā)廣泛利用信息化，全面提高水資源利用效率意義重大。Zigbee技術(shù)是一種先進(jìn)的近距離、功耗低、抗干擾性強(qiáng)、成本低、時(shí)延短、安全性高、可靠性高、網(wǎng)絡(luò)容量大、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠芰?yōu)良、有效范圍靈活、布網(wǎng)容易、工作頻段靈活的雙向無線通信技術(shù)。CC2530結(jié)合了領(lǐng)先的RF收發(fā)器的優(yōu)良性能，業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)型8051CPU，系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存，8-KB RAM和許多其它強(qiáng)大的功能。網(wǎng)絡(luò)通信及服務(wù)器技術(shù)是IT業(yè)的核心技術(shù)之一，利用Web端和App移動(dòng)端，通過互聯(lián)網(wǎng)向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求、獲取數(shù)據(jù)，服務(wù)器端程序再根據(jù)用戶的請(qǐng)求對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行一系列操作。綜合運(yùn)用以上技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)灌溉的改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)背景技術(shù)的不足提出了一種基于無線傳感網(wǎng)的遠(yuǎn)程智能灌溉系統(tǒng)，其將Zigbee無線通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信、單片機(jī)技術(shù)及云服務(wù)器技術(shù)完美的融合，利用傳感器采集的信息進(jìn)行分析比較自動(dòng)控制是否灌溉，通過云服務(wù)平臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)測與控制，增加了農(nóng)業(yè)種植的信息化和智能化，達(dá)到了節(jié)約用水、合理灌溉的目的。

本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案

一種基于無線傳感網(wǎng)的遠(yuǎn)程智能灌溉系統(tǒng)，包含云服務(wù)器以及與其連接的多個(gè)數(shù)據(jù)采集終端，所述數(shù)據(jù)采集終端包含濕度傳感器、CC2530主模塊、CC2530從模塊、LCD顯示模塊、第一無線通信模塊、第二無線通信模塊、第一天線、第二天線、第一LED、第二LED和電源模塊；所述濕度傳感器、第一天線、第一無線通信模塊和第一LED分別和CC2530從模塊連接，所述第二天線、第二無線通信模塊和第二LED和LCD顯示模塊分別和CC2530主模塊連接；所述電源模塊分別和CC2530主模塊、CC2530從模塊連接，所述濕度傳感器用于采集土壤的濕度；所述第一無線通信模塊和第二無線通信模塊用于CC2530主模塊和CC2530從模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸；所述LCD顯示模塊用于顯示濕度傳感器采集的濕度信息，所述第一LED和第二LED用于起警示作用；所述電源模塊用于分別為濕度傳感器、CC2530主模塊、CC2530從模塊、LCD顯示模塊、第一無線通信模塊、第二無線通信模塊、第一天線、第二天線、第一LED、第二LED提供電能，所述云服務(wù)器用于提供農(nóng)作物土壤濕度的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

作為本實(shí)用新型基于無線傳感網(wǎng)的遠(yuǎn)程智能灌溉系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述云服務(wù)器包含用于監(jiān)控的Web端和用于監(jiān)控的App端。

作為本實(shí)用新型基于無線傳感網(wǎng)的遠(yuǎn)程智能灌溉系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述第一無線通信模塊和第二無線通信模塊均采用Zigbee無線通信技術(shù)。

作為本實(shí)用新型基于無線傳感網(wǎng)的遠(yuǎn)程智能灌溉系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述第一LED和第二LED發(fā)出光亮則表示需要灌溉，反之則不需要灌溉。

作為本實(shí)用新型基于無線傳感網(wǎng)的遠(yuǎn)程智能灌溉系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述LCD顯示模塊采用LCD液晶顯示屏。

本實(shí)用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

1、本實(shí)用新型將Zigbee無線通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信、單片機(jī)技術(shù)及云服務(wù)器技術(shù)完美的融合，利用傳感器采集的信息進(jìn)行分析比較自動(dòng)控制是否灌溉，通過云服務(wù)平臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)測與控制，增加了農(nóng)業(yè)種植的信息化和智能化，達(dá)到了節(jié)約用水、合理灌溉的目的；

2、本實(shí)用新型采用基于Zigbee協(xié)議的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)無線監(jiān)控；

3、本實(shí)用新型的檢測土壤濕度，并且將即時(shí)信息顯示于LCD液晶顯示屏上；

4、本實(shí)用新型的自動(dòng)灌溉控制：當(dāng)采集到的數(shù)據(jù)不在設(shè)定的合理土壤濕度時(shí)，實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)或停止灌溉；

5、本實(shí)用新型的云服務(wù)器：方便存儲(chǔ)信息，提供Web端和App端的遠(yuǎn)程控制。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本專利的云服務(wù)器主功能模塊圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：

如圖1所示，一種基于無線傳感網(wǎng)的遠(yuǎn)程智能灌溉系統(tǒng)，包含云服務(wù)器以及與其連接的多個(gè)數(shù)據(jù)采集終端，所述數(shù)據(jù)采集終端包含濕度傳感器、CC2530主模塊、CC2530從模塊、LCD顯示模塊、第一無線通信模塊、第二無線通信模塊、第一天線、第二天線、第一LED、第二LED和電源模塊；所述濕度傳感器、第一天線、第一無線通信模塊和第一LED分別和CC2530從模塊連接，所述第二天線、第二無線通信模塊和第二LED和LCD顯示模塊分別和CC2530主模塊連接；所述電源模塊分別和CC2530主模塊、CC2530從模塊連接，所述濕度傳感器用于采集土壤的濕度；所述第一無線通信模塊和第二無線通信模塊用于CC2530主模塊和CC2530從模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸；所述LCD顯示模塊用于顯示濕度傳感器采集的濕度信息，所述第一LED和第二LED用于起警示作用；所述電源模塊用于分別為濕度傳感器、CC2530主模塊、CC2530從模塊、LCD顯示模塊、第一無線通信模塊、第二無線通信模塊、第一天線、第二天線、第一LED、第二LED提供電能，所述云服務(wù)器用于提供農(nóng)作物土壤濕度的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

LCD顯示模塊顯示由從節(jié)點(diǎn)采集的濕度信息；并向云服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求閾值信號(hào)，服務(wù)器有接收請(qǐng)求并響應(yīng)及操作數(shù)據(jù)庫，然后向主節(jié)點(diǎn)提供該農(nóng)作物的濕度閾值。若需要灌溉則主從節(jié)點(diǎn)的LED燈亮起并向從節(jié)點(diǎn)發(fā)出信號(hào)，從節(jié)點(diǎn)再實(shí)施灌溉，此時(shí)從節(jié)點(diǎn)的LED亮起，表示正在灌溉。 所述濕度傳感器對(duì)農(nóng)作物濕度信息進(jìn)行采集，并直接傳到CC2530從模塊、CC2530主模塊；通過對(duì)濕度數(shù)據(jù)的分析、處理，若濕度低于云服務(wù)器反饋的閾值，則向CC2530從模塊發(fā)送開始灌溉的控制信號(hào)；若濕度超過閾值，則向CC2530從模塊發(fā)送停止灌溉的控制信號(hào)。

基于無線傳感網(wǎng)的遠(yuǎn)程智能灌溉系統(tǒng)，所述CC2530從模塊和CC2530主模塊之間的通信是雙向的，CC2530主模塊可接收由CC2530從模塊發(fā)送的信息，也可發(fā)送信息給CC2530從模塊；

LCD顯示屏顯示由從節(jié)點(diǎn)采集的濕度信息，LED亮滅用來表示是否灌溉，所述單片機(jī)主模塊對(duì)濕度信息與閾值進(jìn)行大小判斷并作出相應(yīng)處理：

a．當(dāng)土壤濕度低于閾值時(shí)，點(diǎn)亮主節(jié)點(diǎn)的LED燈以示警報(bào)且CC2530主模塊向CC2530從模塊發(fā)送開始灌溉的控制信號(hào)，CC2530從模塊接收到開始灌溉信號(hào)后，點(diǎn)亮CC2530從模塊的LED燈以示開始灌溉。

b．CC2530從模塊繼續(xù)向CC2530主模塊發(fā)送濕度信息，CC2530主模塊繼續(xù)與閾值進(jìn)行大小判斷，當(dāng)土壤濕度超過設(shè)定的閾值時(shí)，熄滅主節(jié)點(diǎn)的LED燈且CC2530主模塊向CC2530從模塊發(fā)送停止灌溉的控制信號(hào)，CC2530從模塊接收到停止灌溉信號(hào)后，熄滅CC2530從模塊的LED燈以示停止灌溉，如此循環(huán)往復(fù)，從而達(dá)到自動(dòng)灌溉的目的。

服務(wù)器根據(jù)農(nóng)作物信息從數(shù)據(jù)庫中搜索提供濕度閾值給主節(jié)點(diǎn)。并且每次灌溉信息通過無線通信傳給云服務(wù)器存儲(chǔ)，Web端和App端可行進(jìn)監(jiān)控，必要時(shí)在終端進(jìn)行手動(dòng)控制。

下面結(jié)合圖2對(duì)本實(shí)用新型的服務(wù)器功能模塊作進(jìn)一步描述。

服務(wù)器功能模塊主要有三個(gè)：Servlet容器、Web和App管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫。

Servlet容器的作用是負(fù)責(zé)處理主節(jié)點(diǎn)模塊發(fā)來的驗(yàn)證請(qǐng)求，當(dāng)驗(yàn)證請(qǐng)求來到時(shí)，Servlet容器獲取請(qǐng)求，用某個(gè)Servlet程序，并把Servlet的執(zhí)行結(jié)果返回給主節(jié)點(diǎn)。

Web管理系統(tǒng)和App管理系統(tǒng)由用戶使用，用來登記、修改、刪除農(nóng)作物信息，查詢灌溉記錄。

數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)每種農(nóng)作物閾值以及每次灌溉信息，并對(duì)閾值進(jìn)行增刪改查操作，提供與Servlet容器及后臺(tái)管理頁面的接口以供其調(diào)用。

綜上所述，本實(shí)用新型將Zigbee無線通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信、單片機(jī)技術(shù)及云服務(wù)器技術(shù)完美的融合，利用傳感器采集的信息進(jìn)行分析比較自動(dòng)控制是否灌溉，通過云服務(wù)平臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)測與控制，增加了農(nóng)業(yè)種植的信息化和智能化，達(dá)到了節(jié)約用水、合理灌溉的目的。