基于ZigBee技術(shù)的水稻催芽控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水稻催芽設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種基于ZigBee技術(shù)的水稻催芽控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]ZigBee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，ZigBee技術(shù)是一種短距離、低功耗的無(wú)線通信技術(shù)。這一名稱(又稱紫蜂協(xié)議)來(lái)源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動(dòng)翅膀的“舞蹈”來(lái)與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說(shuō)蜜蜂依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò)。
[0003]ZigBee技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
1.低功耗。在低耗電待機(jī)模式下，2節(jié)5號(hào)干電池可支持I個(gè)節(jié)點(diǎn)工作6?24個(gè)月，甚至更長(zhǎng)。這是ZigBee的突出優(yōu)勢(shì)。相比較，藍(lán)牙僅能工作數(shù)周、而WiFi只可以工作數(shù)小時(shí)。
[0004]TI公司和德國(guó)的Micropelt公司共同推出新能源的ZigBee節(jié)點(diǎn)。該節(jié)點(diǎn)采用Micropelt公司的熱電發(fā)電機(jī)給TI公司的ZigBee提供電源。
[0005]2.低成本。通過(guò)大幅簡(jiǎn)化協(xié)議(不到藍(lán)牙的1/10)，降低了對(duì)通信控制器的要求，按預(yù)測(cè)分析，以8051的8位微控制器測(cè)算，全功能的主節(jié)點(diǎn)需要32KB代碼，子功能節(jié)點(diǎn)少至4KB代碼，而且ZigBee免協(xié)議專利費(fèi)。每塊芯片的價(jià)格大約為2美元。
[0006]3.低速率。ZigBee工作在20?250kbps的速率，分別提供250kbps (2.4GHz)、40kbps (915MHz)和20kbps (868MHz)的原始數(shù)據(jù)吞吐率，滿足低速率傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求。
[0007]4.近距離。傳輸范圍一般介于10?10m之間，在增加發(fā)射功率后，亦可增加到I?3km。這指的是相鄰節(jié)點(diǎn)間的距離。如果通過(guò)路由和節(jié)點(diǎn)間通信的接力，傳輸距離將可以更遠(yuǎn)。
[0008]5.短時(shí)延。ZigBee的響應(yīng)速度較快，一般從睡眠轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)只需15ms，節(jié)點(diǎn)連接進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)只需30ms，進(jìn)一步節(jié)省了電能。相比較，藍(lán)牙需要3?10s、WiFi需要3s。
[0009]6.高容量。ZigBee可采用星狀、片狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由一個(gè)主節(jié)點(diǎn)管理若干子節(jié)點(diǎn)，最多一個(gè)主節(jié)點(diǎn)可管理254個(gè)子節(jié)點(diǎn)；同時(shí)主節(jié)點(diǎn)還可由上一層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)管理，最多可組成65000個(gè)節(jié)點(diǎn)的大網(wǎng)。
[0010]7.高安全。ZigBee提供了三級(jí)安全模式，包括無(wú)安全設(shè)定、使用訪問(wèn)控制清單(AccessControlListjACL)防止非法獲取數(shù)據(jù)以及采用高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)(AES128)的對(duì)稱密碼，以靈活確定其安全屬性。
[0011]8.免執(zhí)照頻段。使用工業(yè)科學(xué)醫(yī)療(ISM)頻段，915MHz (美國(guó))，868MHz (歐洲)，2.4GHz (全球)。
[0012]水稻是我國(guó)重要的糧食作物之一，目前我國(guó)多采用傳統(tǒng)粗放式生產(chǎn)管理方式進(jìn)行水稻芽種生產(chǎn)。在浸種催芽期，多采用溫水或冷水在簡(jiǎn)易水箱中進(jìn)行長(zhǎng)期浸泡，由于無(wú)法進(jìn)行溫度維持和調(diào)控，水稻芽種經(jīng)常出現(xiàn)出芽率低、出芽不整齊和稻芽瘦弱等問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)水稻催芽的智能化、網(wǎng)絡(luò)化具有非常重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)【背景技術(shù)】中所涉及的缺陷，提供一種基于ZigBee技術(shù)的水稻催芽控制系統(tǒng)。
[0014]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案:
基于ZigBee技術(shù)的水稻催芽控制系統(tǒng)，包含控制模塊、供水模塊、浸種催芽模塊、無(wú)線通信模塊和水泵；
所述供水模塊包含熱水箱、第一溫度感應(yīng)器、第一水位感應(yīng)器、冷水電池閥和加熱器，所述控制模塊分別和第一溫度感應(yīng)器、第一水位感應(yīng)器、加熱器、水泵相連；
所述熱水箱包含進(jìn)水口和出水口，進(jìn)水口通過(guò)冷水電池閥與外部自來(lái)水管相連，出水口與水泵的一端相連；
所述第一溫度感應(yīng)器用于感應(yīng)熱水箱中水的溫度，并將其傳遞給所述控制模塊；
所述第一水位感應(yīng)器用于感應(yīng)熱水箱中的水位，并將其傳遞給所述控制模塊；
所述加熱器用于加熱熱水箱中的水；
所述浸種催芽模塊包含若干個(gè)浸種催芽單元；
所述無(wú)線通信模塊由若干個(gè)分布節(jié)點(diǎn)單元和一個(gè)匯總節(jié)點(diǎn)單元組成；
所述匯總節(jié)點(diǎn)單元與控制模塊相連，所述分布節(jié)點(diǎn)單元與所述浸種催芽單元一一對(duì)應(yīng)相連；
所述匯總節(jié)點(diǎn)單元與所述分布節(jié)點(diǎn)單元基于ZigBee協(xié)議無(wú)線通信；
所述浸種催芽單元均包含浸種催芽箱、第二溫度感應(yīng)器、第二水位感應(yīng)器、第一電池閥、第二電池閥和微控制器，所述微控制器分別和第二溫度感應(yīng)器、第二水位感應(yīng)器、第一電池閥、第二電池閥、分布節(jié)點(diǎn)單元相連；
所述浸種催芽箱包含熱水進(jìn)口和冷水進(jìn)口，所述熱水進(jìn)口通過(guò)第一電池閥和所述水泵的另一端相連，所述冷水入口通過(guò)第二電池閥和外部自來(lái)水管相連；
所述第二溫度感應(yīng)器用于感應(yīng)浸種催芽箱中水的溫度，并將其傳遞給微控制器；
所述第二水位感應(yīng)器用于感應(yīng)浸種催芽箱中的水位，并將其傳遞給微控制器；
所述微控制器用于將接收到的水位和溫度信息傳遞給所述控制模塊、并根據(jù)接收到的指令控制所述第一電池閥、第二電池閥工作；
所述控制模塊包含熱水控制單元、注入計(jì)算單元和水泵控制單元；
所述熱水控制單元用于根據(jù)第一溫度感應(yīng)器、第一水位感應(yīng)器的感應(yīng)值控制冷水電池閥和加熱器工作，使得熱水箱中水的溫度處于預(yù)先設(shè)定的溫度閾值范圍之內(nèi)、且熱水箱中水位處于預(yù)先設(shè)置的水位閾值范圍之內(nèi)；
所述注入計(jì)算單元用于根據(jù)接收到的浸種催芽單元中水溫和水位信息，計(jì)算要注入的熱水量和冷水量，并發(fā)送相應(yīng)的指令給浸種催芽單元；
所述水泵控制單元用于控制水泵工作。
[0015]作為本發(fā)明基于ZigBee技術(shù)的水稻催芽控制系統(tǒng)進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述控制模塊的處理器采用ARM系列單片機(jī)。
[0016]作為本發(fā)明基于ZigBee技術(shù)的水稻催芽控制系統(tǒng)進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述控制模塊的處理器采用SAA7750單片機(jī)。
[0017]作為本發(fā)明基于ZigBee技術(shù)的水稻催芽控制系統(tǒng)進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述第一溫度感應(yīng)器、第一溫度感應(yīng)器均采用IC溫度傳感器。
[0018]作為本發(fā)明基于ZigBee技術(shù)的水稻催芽控制系統(tǒng)進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述IC溫度傳感器采用DS18B20型溫度傳感器。
[0019]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便；
2.自動(dòng)控制水溫，減少了工作人員的大量精力；
3.精確控制水溫，保證水稻催芽的高質(zhì)量。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:
本發(fā)明公開了一種基于ZigBee技術(shù)的水稻催芽控制系統(tǒng)，包含控制模塊、供水模塊、浸種催芽模塊、無(wú)線通信模塊和水泵；