CN102499029A - 无线智能灌溉系统中央控制器 - Google Patents

Abstract

一种无线智能灌溉系统中央控制器，包括电源部分、中央控制部分以及信号输入输出部分，所述中央控制部分输入输出端连接有GSM模块，接收来自终端服务器主机或控制手机的灌溉指令和程序，解码后把源地址和目的地址进行验证；所述微程序控制器输入输出端还连接有无线传输模块，用于接收本区域内数据采集系统中各传感器的数据信息以及发送指令来控制本区域内的无线电磁阀门打开与关闭。本发明的控制器实现了控制终端与前端灌溉区域的无线布局设计以及无线控制，无需预先铺设控制线缆，安装以及控制更加简便，智能化程度更高，不但减小了人工灌溉的工作成本，同时也大大降低了自动灌溉的使用成本，具有良好的经济及社会价值。

Description

无线智能灌溉系统中央控制器

技术领域

本发明涉及农业或林业灌溉技术领域，具体是一种通过无线传输方式实现远程自动灌溉的无线智能灌溉系统中央控制器。

背景技术

现有农业方面，为了保证作物生长发育需要，需要对作物需水情况进行监测，并进行实时灌溉；在城市园林绿化方面，也需要经常对林木花草进行灌溉。在现代农业灌溉技术中，特别是在一些偏远地区，对于一些大面积的作物灌溉时，需要投入大量的人力、物力和财力，不仅浪费有限资源，而且增加了农业生产成本，挫伤了农业生产积极性。在现有的一些灌溉方式中，多数采用人工灌溉和定时自动灌溉。人工灌溉就是通过人对作物是否需水的观察判断，靠人工来控制阀门的开关，以实现灌溉。人工灌溉虽然能够基本上按照作物的缺水情况进行灌溉，但其缺点是：需要大量的人力消耗，劳动强度大，水资源浪费大，要真正实现灌溉实时性非常困难。而对于定时自动灌溉，需要预先设定灌溉开始的时间和灌溉时间长，当到了预设的时间，就自动打开控制阀，进行定时长的灌溉。其缺点是：灌溉针对性较差，不能根据作物的实际需水状况进行灌溉，可能造成水资源的浪费，并且需要在控制阀与控制终端之间铺设双向电缆，造成人力、物力成本的增加。

发明内容

为了解决该问题，本发明提供一种无线智能灌溉系统中央控制器，可通过手机或终端电脑对其远程控制使其将电磁阀门打开或关闭，从而实现灌溉控制的自动化，达到节约人力、物力以及水资源的目的。

本发明为实现上述目的，所采取的技术方案为：一种无线智能灌溉系统中央控制器，包括电源部分、中央控制部分以及信号输入输出部分，所述中央控制部分为微程序控制器，微程序控制器输入输出端连接有GSM模块，接收来自终端服务器主机或控制手机的灌溉指令和程序，解码后将其中的目的地址与本中央控制器地址进行验证，如果相配则将该命令存入闪存，并向服务器主机发送握手信息；所述微程序控制器输入输出端还连接有无线传输模块，用于接收本区域内数据采集系统中各传感器的数据信息以及发送指令来控制本区域内的无线电磁阀门打开与关闭。

实现本发明目的的技术方案还进一步包括，所述微程序控制器连接有闪存，用于存取各种灌溉指令，并对灌溉数据进行分析。

进一步的，所述微程序控制器连接有实时时钟，用于校正从服务器主机发送过来的数据包中的时间信号。

本发明所述无线灌溉系统中央控制器，有益效果在于：

1、本控制器具备直接发送数字控制信号有选择性地开启或关闭常规灌溉电磁阀门的功能，根据植物的需水量适宜的灌溉，因而浇灌的针对性更强，避免了宝贵水资源的浪费；

2、本发明的控制器通过低功率无线数据传输模块来发送灌溉程序指令给无线电磁阀门，该控制器可通过服务器主机或移动终端设备如手机编辑程序指令进行无线控制，因而避免了控制线缆铺设带来的人力、物力成本的增加，大大降低了成本；

3、本发明的控制器实现了控制终端与前端灌溉区域的无线布局设计以及无线控制，无需预先铺设控制线缆，安装以及控制更加简便，可通过服务器主机进行终端控制，也可通过控制手机随时随地实现灌溉控制，智能化程度更高，不但减小了人工灌溉的工作成本，同时也大大降低了自动灌溉的使用成本，具有良好的经济及社会价值。

4、本发明的控制器增强了无线智能灌溉系统的延展性，相比服务器主机直接控制无线电磁阀门增加了一级控制，使控制阶梯化，适用于大范围的灌溉项目。

附图说明

图1是本发明装配结构框图。

图2为本发明结构框图。

图3为本发明软件流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

本发明所述中央控制器与服务器主机、无线电磁阀门以及数据采集系统(传感器)三个部分组成一整套的无线灌溉控制系统，如图1所示揭示了四部分之间的关系。服务器主机为远程电脑终端，在电脑上设置GSM模块并运行有相应的驱动程序以及控制软件，在前端需要灌溉的地区中央位置处设置本控制器，并环绕该控制器设置数据采集系统及无线电磁阀门，所述无线电磁阀门连接地下水管。本发明所述中央控制器与终端的服务器主机之间采用GSM模块进行远程无线通信，或者是用绑定的控制手机直接发送灌溉指令至中央控制器，中央控制器接收到指令后，将相应的控制指令通过无线传输方式发送至无线电磁阀门，同时数据采集系统也将各传感器接收到的外部环境信息如土壤温湿度、土壤PH值、光照辐射、大气压、风速、雨水量等信息传送至中央控制器及无线电磁阀门，并由中央控制器经GSM模块发送至服务器主机，以便于操作人员分析数据并采取相关操作。

如图2所示为本发明结构框图。本灌溉系统中央控制器，包括电源部分、中央控制部分、无线传输模块的信号输出部分以及GSM模块的信号输入部分。当GSM模块接收到信息后，将通过串口将数据传给微程序控制器。微程序控制器接收来自服务器主机或控制手机的灌溉程序指令后，进行解码判断。若为非法指令，将丢弃。若为合法指令，将指令再度编码，并通过无线传输模块将指令传输给无线电磁阀门。其中，闪存用来存取各种灌溉指令，可随时进行读取，用来对灌溉数据进行分析。实时时钟提供精密的时钟，包括年月日时分秒，方便的校正从服务器主机发送过来的时间信号。

微程序控制器能够读取实时时钟，并根据特殊的命令来调整修改时间。闪存是一个物理存储器。电源部分为各个部分提供电源。所述微程序控制器还有系统时钟连接，并有LED显示灯，用来实时显示各设备及阀门的工作状态。

本发明所述之微程序控制器是控制器的核心部分，是一个带记忆功能和操作固件的嵌入式微处理器。微程序控制器通过串口接收来自服务器主机的灌溉指令和程序，解码后把源地址和目的地址进行验证，如果相配则将该命令存入闪存。

如图3为本发明软件控制流程图，中央控制器上电开启后，微程序控制器将进行初始化工作，包括对各个端口、存储器等的初始化。初始化后中央控制器处于待机状态，天线一直检测空间中的电磁波。

当检测到GSM信号后，GSM模块通过串口将收到的数据包传送给微程序控制器，微程序控制器收到数据包之后将对收到的数据包进行解码，并将解码后的数据中的源地址和目的地址进行和存储在闪存中的地址进行匹配。如果匹配，将会通过GSM模块向源地址的服务器主机发送握手信息，同时对数据包中的时间信息根据中央控制器中的实时时钟进行校正。然后，微程序控制器将会对整理后的数据包重新进行编码，使其能被无线电磁阀门识别，并通过无线传输模块发送到无线电磁阀门。

当无线传输模块检测到数据采集系统的信号后，直接将数据采集系统的信号通过GSM模块传输给服务器主机，以便于操作人员对该区域环境数据进行分析并采取相关操作。

本发明所述中央控制器可接收手机或服务器主机等设备的信号，实现远程无线操作控制，不但减少了线缆铺设的物力及人力成本，而且操作更加智能化，便捷化，能有效避免宝贵水资源的浪费。同时，该控制器使整个无线智能灌溉系统实现阶梯化控制，控制的灌溉范围大大增加，并使整个灌溉系统延展性增强。

Claims (3)

1.一种无线智能灌溉系统中央控制器，包括电源部分、中央控制部分以及信号输入输出部分，其特征在于，所述中央控制部分为微程序控制器，微程序控制器输入输出端连接有GSM模块，接收来自终端服务器主机或控制手机的灌溉指令和程序，解码后把源地址和目的地址进行验证，如果相配则将该命令存入闪存，并向服务器主机发送握手信息；

所述微程序控制器输入输出端还连接有无线传输模块，用于接收本区域内数据采集系统中各传感器的数据信息以及发送指令来控制本区域内的无线电磁阀门打开与关闭。

2.根据权利要求1所述的无线智能灌溉系统中央控制器，其特征在于，所述微程序控制器连接有闪存，用于存取各种灌溉指令，并对灌溉数据进行分析。

3.根据权利要求1所述的无线智能灌溉系统中央控制器，其特征在于，所述微程序控制器连接有实时时钟，用于校正从服务器主机发送过来的数据包中的时间信号。

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