本發(fā)明涉及一種灌溉系統(tǒng)，具體而言是一種利用可編程邏輯控制器和無線信息傳輸技術(shù)進行農(nóng)田土壤水分遠程監(jiān)測并進行智能灌溉的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

農(nóng)作物是一種對水分需求量較大的溫帶和熱帶農(nóng)作物，從幼苗到分葉、伸長、成熟整個生育過程中都要消耗水分，土壤水分既是農(nóng)作物的主要供給來源，同時也是參與土壤中許多重要的生物、物理和化學(xué)的活動過程。農(nóng)作物土壤水分過少，將導(dǎo)致肥料無法被農(nóng)作物充分利用和吸收，土壤中的水分含量過多，很可能因為過飽而使水分滲漏，將之前施加的肥料隨其滲漏到地下水中，肥料就會流失，還可能會對土壤造成污染。因此，根據(jù)農(nóng)田土壤水分含量和農(nóng)作物的需水規(guī)律進行適時適量灌溉，對于提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量非常重要。

我國目前現(xiàn)有的農(nóng)作物智能灌溉系統(tǒng)中，大多采用的是有線傳輸信息，即控制終端與信息采集端采用物理連線，因此布線較難，尤其是當被監(jiān)測區(qū)域處于惡劣環(huán)境，采用有線傳輸會付出更多的人力和物力。因此，如何實現(xiàn)農(nóng)作物土壤水分遠程監(jiān)測并有效降低成本是一個亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種灌溉系統(tǒng)，具體內(nèi)容如下：

一種灌溉系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、可編程控制器、水閥控制模塊和水泵；所述數(shù)據(jù)采集模塊用來采集土壤數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)傳輸模塊連接數(shù)據(jù)采集模塊，將數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)傳輸至可編程控制器；所述可編程控制器連接數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于處理和顯示數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并向水閥控制模塊發(fā)出指令；所述水閥控制模塊連接可編程控制器，接收其發(fā)出打開水閥的指示并控制水泵的開關(guān)；所述水泵用于澆灌農(nóng)田。

作為一種優(yōu)選方案，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括三個數(shù)據(jù)采集點，其中，數(shù)據(jù)采集點由藍牙、土壤濕度傳感器、土壤溫度傳感器和供電模塊組成；所述藍牙實現(xiàn)短距離的無線通信； 所述土壤濕度傳感器用于采集土壤濕度信息；所述土壤溫度傳感器用于采集土壤溫度信息；所述供電模塊為數(shù)據(jù)采集點提供電能。

作為進一步優(yōu)選方案，所述供電模塊由光伏組件、蓄電池和充電管理芯片組成；其中光伏組件將光能轉(zhuǎn)化為電能，充電管理芯片將不穩(wěn)定的輸入電壓轉(zhuǎn)換成恒定電壓，對蓄電池進行充電儲存電能。

作為一種優(yōu)選方案，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊包括路由節(jié)點和協(xié)調(diào)器，其中路由節(jié)點一端連接數(shù)據(jù)采集點，另一端連接連接協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器連接可編程邏輯控制器。

作為進一步優(yōu)選方案，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊包括一級路由節(jié)點和二級路由節(jié)點，其中二級路由節(jié)點一端連接數(shù)據(jù)采集點，另一端連接一級路由節(jié)點，一級路由節(jié)點連接協(xié)調(diào)器。

作為進一步優(yōu)選方案，所述路由節(jié)點由藍牙和供電模塊組成。

作為進一步優(yōu)選方案，所述協(xié)調(diào)器包括藍牙、GPRS模塊和供電模塊組成；其中GPRS模塊用于和可編程邏輯控制器進行雙向通信。

作為一種優(yōu)選方案，水閥控制模塊包括藍牙、單片機、伺服電機和供電模塊；所述單片機控制伺服電機，所述伺服電機控制水泵的開關(guān)。

本發(fā)明結(jié)合可編程邏輯控制器技術(shù)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)設(shè)計一套農(nóng)作物土壤水分數(shù)據(jù)遠程監(jiān)測和智能澆灌系統(tǒng)。該系統(tǒng)安裝簡單方便，實現(xiàn)小范圍內(nèi)的無線互聯(lián)，實時采集、儲存和顯示農(nóng)作物土壤水分數(shù)據(jù)，為后續(xù)研究農(nóng)作物的需水規(guī)律和實時了解農(nóng)作物土壤含水量提供重要的數(shù)據(jù)依據(jù)，并進而可根據(jù)農(nóng)作物的不同生長期的需水特點，進行適時適量灌溉，對提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實意義。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的原理圖；

圖2為數(shù)據(jù)采集點的原理圖；

圖3為數(shù)據(jù)傳輸模塊的原理圖；

圖4為協(xié)調(diào)器的原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進一步詳細、完整地說明。

一種灌溉系統(tǒng)，如圖1、2、3、4所示，數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、可編程控制器、水閥控制模塊和水泵；數(shù)據(jù)采集模塊用來采集土壤數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)傳輸模塊連接數(shù)據(jù)采集模塊， 將數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)傳輸至可編程控制器；可編程控制器連接數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于處理和顯示數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并向水閥控制模塊發(fā)出指令；水閥控制模塊連接可編程控制器，接收其發(fā)出打開水閥的指示并控制水泵的開關(guān)；水泵用于澆灌農(nóng)田。述數(shù)據(jù)采集模塊包括三個數(shù)據(jù)采集點，其中，數(shù)據(jù)采集點由藍牙、土壤濕度傳感器、土壤溫度傳感器和供電模塊組成；藍牙實現(xiàn)短距離的無線通信；土壤濕度傳感器用于采集土壤濕度信息；土壤溫度傳感器用于采集土壤溫度信息；供電模塊為數(shù)據(jù)采集點提供電能。

供電模塊由光伏組件、蓄電池和充電管理芯片組成；其中光伏組件將光能轉(zhuǎn)化為電能，充電管理芯片將不穩(wěn)定的輸入電壓轉(zhuǎn)換成恒定電壓，對蓄電池進行充電儲存電能。數(shù)據(jù)傳輸模塊包括路由節(jié)點和協(xié)調(diào)器，其中路由節(jié)點一端連接數(shù)據(jù)采集點，另一端連接連接協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器連接可編程邏輯控制器。數(shù)據(jù)傳輸模塊包括一級路由節(jié)點和二級路由節(jié)點，其中二級路由節(jié)點一端連接數(shù)據(jù)采集點，另一端連接一級路由節(jié)點，一級路由節(jié)點連接協(xié)調(diào)器。路由節(jié)點由藍牙和供電模塊組成。協(xié)調(diào)器包括藍牙、GPRS模塊和供電模塊組成；其中GPRS模塊用于和可編程邏輯控制器進行雙向通信。水閥控制模塊包括藍牙、單片機、伺服電機和供電模塊；單片機控制伺服電機，伺服電機控制水泵的開關(guān)。

監(jiān)測過程中，將各個數(shù)據(jù)采集點部署在農(nóng)作物種植不同區(qū)域，數(shù)據(jù)采集點通過其土壤濕度傳感器和溫度傳感器收集土壤數(shù)據(jù)信息，收集的土壤數(shù)據(jù)信息通過藍牙進行無線傳輸至二級路由節(jié)點，作為一種較佳的實施方式，可以在藍牙的前端增加CC2591功率放大模塊以提高收發(fā)功率，有效增加路由節(jié)點與路由節(jié)點之間、數(shù)據(jù)采集節(jié)點之間的通信距離。路由節(jié)點把數(shù)據(jù)采集點采集的數(shù)據(jù)或其它路由節(jié)點的數(shù)據(jù)通過藍牙轉(zhuǎn)發(fā)到協(xié)調(diào)器或通往協(xié)調(diào)器的下一跳路由節(jié)點。協(xié)調(diào)器通過藍牙將收集到的數(shù)據(jù)傳輸至可編程邏輯控制器，并通過GPRS模塊實現(xiàn)與可編程邏輯控制器的雙向通信。可編程邏輯控制器將收集到水分數(shù)據(jù)經(jīng)過管理軟件處理后進行顯示和儲存，再對水閥控制模塊發(fā)出指令控制水泵的開關(guān)。