一種無線灌溉系統技術方案

本實用新型專利技術提供一種無線灌溉系統，包括電磁閥、無線閥控器、環境傳感器、中繼器和中央服務器；中繼器包括中央微處理器、無線通訊模塊、手機通訊模塊、時鐘模塊以及存儲模塊；無線通訊模塊、手機通訊模塊和存儲模塊均與中央微處理器雙向連接，時鐘模塊的輸出連接中央微處理器的輸入，無線閥控器的輸出連接電磁閥的輸入，無線閥控器和環境傳感器雙向連接，無線閥控器和無線通訊模塊雙向連接，手機通訊模塊和中央服務器雙向連接。采用本實用新型專利技術的中繼器能實現歷史數據的存儲導出和簡單時序控制，和無線電磁閥的網絡結構結合，接收和轉發服務器的控制和采集指令，故，能取代中央灌溉控制器，降低無線灌溉系統成本，提高控制反饋速度以及用戶體驗。

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.

【技術實現步驟摘要】
一種無線灌溉系統
本技術涉及農業灌溉
，尤其涉及一種無線灌溉系統。
技術介紹
水資源可用總量短缺是制約我國農業發展的第一瓶頸，節水灌溉設施得到了大力推廣和應用。自動灌溉控制可以在保證作物高產的情況下節水、節能、節約勞動力、降低生產成本。然而，多數節水灌溉工程自動化建設滯后，需要在節水灌溉設施建設完成后，對灌溉設施進行自動化改造。傳統的有線自動化灌溉控制系統，在控制器與電磁閥之間需要鋪設大量電纜，由此帶來工程施工周期長、費用高、維護擴展困難等問題。無線灌溉系統只需要在電磁閥處安裝無線控制器，幾乎不需要線纜就能實現對節水灌溉設施的自動化改造，具有良好的應用前景。無線灌溉中繼器是無線灌溉系統中的重要設備，以往的無線中繼器多為單一頻段的透明傳輸模塊，功能單一。以一種無線電磁閥門中介紹的無線電磁閥門為例，設備中所應用的中繼器為無線數傳模塊。該無線數傳模塊通過有線的方式如485、RS232與中央灌溉控制器相連，使中央灌溉控制器與無線電磁閥門之間進行數據交換。該中繼器的結構如圖1，包括依次連接的無線數傳模塊、MCU和485接口或RS232接口。采用透明傳輸方式的無線數傳模塊，僅僅起到數據轉發的作用，過分依賴中央灌溉控制器，無法獨立工作。在自動灌溉系統中，環境參數的采集，如土壤溫度、濕度、降雨量等信息尤為重要，僅以無線數傳模塊作為中繼器，無法獨立的獲取和記錄這些環境參數。環境參數采集操作需要由中央灌溉控制器發起采集指令，經中繼器轉發后無線閥門控制器接收并執行指令，執行后將數據經中繼器轉發后記錄在中央灌溉控制器中，這使得無線灌溉系統過分依賴中央灌溉控制器。在控制邏輯簡單、結構單一的自動灌溉系統中也必須安裝中央灌溉控制器，提高了系統復雜性和系統成本。在具有遠程中央服務器的灌溉控制器中，中繼器無法與遠程主機直接進行數據交換，同樣需要依賴于中央灌溉控制器，遠程主機的控制信號必須經由中央灌溉控制器的轉發后再傳遞到中繼器進而實現對灌溉系統的操作，系統結構如圖2，圖2中的無線灌溉系統包括無線閥控器1、土壤濕度傳感器2、土壤溫度傳感器3、電磁閥4、中繼器5、中央灌溉控制器6和中央服務器7，所述無線電磁閥包括無線閥控器1以及與所述無線閥控器1有線連接的電磁閥，所述土壤濕度傳感器2和土壤溫度傳感器3均連接無線閥控器，所述無線電磁閥1和中繼器5雙向連接，中繼器5和中央灌溉控制器6有線連接，中央灌溉控制器6和中央服務器7雙向連接。現有技術下灌溉系統的工作流程如圖3。由圖3可以看出，現有技術下灌溉系統的工作流程為：中央灌溉控制器發起命令，在發起命令后等待應答，若應答超時，則重復發起命令步驟，在應答不超時接收到中繼器發送的回復內容時，檢驗回復內容，操作完成。中繼器在接收到中央灌溉控制器的命令后轉發命令，并等待電磁閥(此處指無線電磁閥)回復，在中繼器收到回復后，將回復的信息發送給中央灌溉控制器。上述的遠程主機為圖2中所示的灌溉系統中央服務器7。由圖3所示的流程圖可知，簡單的透明傳輸同時影響的灌溉控制操作的反饋，由于不能獨立的處理與無線設備的等待回復、重發等操作需要在中央灌溉控制器或遠程服務器(圖2中的中央服務器)進行，這些操作阻塞了灌溉系統的運行，降低了無線灌溉系統的用戶體驗。
技術實現思路
本技術提供全部或至少部分解決上述技術問題的無線灌溉系統。本技術提供一種無線灌溉系統，包括：電磁閥、無線閥控器、環境傳感器、中繼器和中央服務器；其中，所述中繼器包括：中央微處理器、無線通訊模塊、手機通訊模塊、時鐘模塊以及存儲模塊；所述無線通訊模塊、所述手機通訊模塊和所述存儲模塊均與所述中央微處理器雙向連接，所述時鐘模塊的輸出連接所述中央微處理器的輸入，所述無線閥控器的輸出連接所述電磁閥的輸入，所述無線閥控器和所述環境傳感器雙向連接，所述無線閥控器和所述無線通訊模塊雙向連接，所述手機通訊模塊和所述中央服務器雙向連接。優選的，所述中繼器還包括：USB功能模塊；所述中央微處理器的輸出連接所述USB功能模塊的輸入。優選的，所述中繼器還包括：有線通訊模塊；所述有線通訊模塊和所述中央微處理器雙向連接。優選的，所述無線灌溉系統還包括：中央灌溉控制器；所述有線通訊模塊與所述中央灌溉控制器雙向連接，所述中央灌溉控制器與所述中央服務器雙向連接。優選的，所述中繼器還包括：LED工作指示燈；所述中央微處理器的輸出連接所述LED工作指示燈。優選的，所述存儲模塊包括電可擦可編程只讀存儲器和閃存，所述電可擦可編程只讀存儲器和閃存均均與所述中央微處理器雙向連接。優選的，所述時鐘模塊為RTC時鐘芯片。優選的，所述中繼器還包括：用于為所述中央微處理器提供電能的太陽能供電系統；所述太陽能供電系統連接所述中央微處理器。優選的，所述太陽能供電系統包括用于檢測可充電鋰電池的電量的電量檢測模塊、太陽能電池板、可充電鋰電池、可控開關和充放電控制器；所述太陽能電池板、所述可控開關的兩個電源端和所述可充電鋰電池串聯連接形成充電電路，所述可充電鋰電池連接所述中央微處理器的電源端，所述電量檢測模塊的輸入連接所述可充電鋰電池，所述電量檢測模塊的輸出連接所述充放電控制器的輸入，所述充放電控制器的輸出連接所述可控開關的控制端。優選的，所述中中央微處理器采用8位單片機C8051F964，所述充放電控制器采用充電控制芯片LTC4071，所述鋰電池采用18650鋰電池，所述存儲模塊包括EEPROMAT24CS16和FLASHW25Q64，所述USB功能模塊采用CH376芯片，所述時鐘模塊采用時鐘芯片PCF8563，所述手機通訊模塊采用支持GPRS的手機模塊SIM900A，所述無線通訊模塊采用SI4463芯片，所述有線通訊模塊采用485通訊芯片。由上述技術方案可知，本技術在結構簡單無線灌溉系統中，中繼器能夠替代中央灌溉控制器，實現歷史數據的存儲和導出和簡單的時序控制，可以直接采用中繼器和無線電磁閥的網絡結構，省去中央灌溉控制器，降低了無線灌溉系統的成本，有力與無線自動化灌溉技術的推廣應用。在具有中央服務器的無線灌溉系統中，中繼器能夠直接接收和轉發中央服務器的控制和采集指令，能夠取代中央灌溉控制器的功能。在復雜的必須使用中央灌溉控制器的無線灌溉系統中，采用本技術的中繼器，能夠有效提高控制反饋速度，提高用戶體驗。附圖說明圖1為現有無線灌溉中繼器的結構示意圖；圖2為一種現有無線灌溉系統的結構示意圖；圖3為現有無線灌溉系統的工作流程圖；圖4為本技術一實施例提供的無線灌溉系統的原理框圖；圖5為本技術一實施例提供的中繼器的原理框圖；圖6為本技術一實施例提供的中繼器和中央灌溉控制器交互的流程圖；圖7為本技術一實施例提供的具體的無線灌溉系統的原理框圖。附圖標記說明無線閥控器1土壤濕度傳感器2土壤溫度傳感器3電磁閥4中繼器5中央灌溉控制器6中央服務器7中央微處理器51無線通訊模塊52手機通訊模塊53有線通訊模塊54USB功能模塊55存儲模塊56時鐘模塊57LED工作指示燈58太陽能供電系統59具體實施方式下面結合附圖和實施例，對本技術的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本技術，但不用來限制本技術的范圍。圖4為本技術一實施例提供的無線灌溉系統的原理框圖。圖4所示為本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種無線灌溉系統，其特征在于，包括：電磁閥、無線閥控器、環境傳感器、中繼器和中央服務器；其中，所述中繼器包括：中央微處理器、無線通訊模塊、手機通訊模塊、時鐘模塊以及存儲模塊；所述無線通訊模塊、所述手機通訊模塊和所述存儲模塊均與所述中央微處理器雙向連接，所述時鐘模塊的輸出連接所述中央微處理器的輸入，所述無線閥控器的輸出連接所述電磁閥的輸入，所述無線閥控器和所述環境傳感器雙向連接，所述無線閥控器和所述無線通訊模塊雙向連接，所述手機通訊模塊和所述中央服務器雙向連接。

【技術特征摘要】
1.一種無線灌溉系統，其特征在于，包括：電磁閥、無線閥控器、環境傳感器、中繼器和中央服務器；其中，所述中繼器包括：中央微處理器、無線通訊模塊、手機通訊模塊、時鐘模塊以及存儲模塊；所述無線通訊模塊、所述手機通訊模塊和所述存儲模塊均與所述中央微處理器雙向連接，所述時鐘模塊的輸出連接所述中央微處理器的輸入，所述無線閥控器的輸出連接所述電磁閥的輸入，所述無線閥控器和所述環境傳感器雙向連接，所述無線閥控器和所述無線通訊模塊雙向連接，所述手機通訊模塊和所述中央服務器雙向連接。2.根據權利要求1所述的無線灌溉系統，其特征在于，所述中繼器還包括：USB功能模塊；所述中央微處理器的輸出連接所述USB功能模塊的輸入。3.根據權利要求1所述的無線灌溉系統，其特征在于，所述中繼器還包括：有線通訊模塊；所述有線通訊模塊和所述中央微處理器雙向連接。4.根據權利要求3所述的無線灌溉系統，其特征在于，所述無線灌溉系統還包括：中央灌溉控制器；所述有線通訊模塊與所述中央灌溉控制器雙向連接，所述中央灌溉控制器與所述中央服務器雙向連接。5.根據權利要求1所述的無線灌溉系統，其特征在于，所述中繼器還包括：LED工作指示燈；所述中央微處理器的輸出連接所述LED工作指示燈。6.根據權利要求1所述的無線灌溉系統，其特征在于，所述存儲模塊包括電可擦可編程只讀存儲器和閃...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張石銳，鄭文剛，王明飛，鮑鋒，邢振，
申請(專利權)人：北京農業智能裝備技術研究中心，
類型：新型
國別省市：北京,11