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)：

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)過程當中，應(yīng)當實時根據(jù)需要進行溫濕度的測控。溫濕度于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程當中，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，并且是土壤水分運動的誘因。我們在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程當中，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。

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標準，在數(shù)千個微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)實現(xiàn)通信。通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使農(nóng)場主準確把握作物生長環(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。

傳統(tǒng)的監(jiān)測系統(tǒng)采用鋪設(shè)線纜的方式進行數(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。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

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)主要的功能是實現(xiàn)對分布于各個監(jiān)測節(jié)點的土壤環(huán)境進行實時數(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)器通信進行實時監(jiān)測，確保土壤溫濕度情況為作物適宜環(huán)境。

為了實現(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)點和無線匯聚節(jié)點；所述無線監(jiān)測節(jié)點與傳感器通過Modbus協(xié)議建立通信，對土壤環(huán)境數(shù)據(jù)進行采集；所述無線監(jiān)測節(jié)點之間通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)建立連接，實現(xiàn)多個監(jiān)測節(jié)點之間的數(shù)據(jù)互補；所述無線匯聚節(jié)點與無線監(jiān)測節(jié)點之間通過485串口建立通訊，收集周圍無線監(jiān)測節(jié)點的土壤環(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)出報警信號時進行提示。

優(yōu)選的，所述的每個無線監(jiān)測節(jié)點接駁1～12個傳感器。

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。

優(yōu)選的，所述的傳感器使用IP68航插。

優(yōu)選的，所述的客戶終端是PC終端、手機終端、Pad設(shè)備、室內(nèi)觸控終端或室內(nèi)多媒體終端。

進一步的，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。

優(yōu)選的，所述的澆灌采集單元接駁于無線匯聚節(jié)點，所述無線匯聚節(jié)點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。

優(yōu)選的，所述的澆灌執(zhí)行單元接駁于無線匯聚節(jié)點，所述無線匯聚節(jié)點將澆灌決策單元的指令傳輸至澆灌執(zhí)行單元。

附圖說明

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。

具體實施方式

實施例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、若干無線匯聚節(jié)點、1個數(shù)據(jù)存儲單元、1個報警管理單元和若干客戶終端構(gòu)成。

若干個傳感器對監(jiān)測節(jié)點覆蓋范圍內(nèi)的土壤信息進行數(shù)據(jù)采集并發(fā)送至ZigBee無線監(jiān)測節(jié)點；無線監(jiān)測節(jié)點向無線匯聚節(jié)點傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)；無線匯聚節(jié)點把監(jiān)測數(shù)據(jù)進一步發(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。

實施例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：

S1，管理員遠程/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)。

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。

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。

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。