CN205405300U - 一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统，包括电源模块、时钟模块、电子阀门自动装置、传感器、控制器、人机对话装置、无线传输模块、数据采集模块；所述的控制器包括微处理器模块、8KB的RAM存储器，所述的微处理器模块采用CC2430芯片，用于控制一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统；所述的控制器，左端分别与电源模块、时钟模块、电子阀门自动装置、传感器相连接；右端分别与人机对话装置、无线传输模块、数据采集模块相连，用于实现一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统的智能化、自动化控制。本实用新型完全实现物联网的农作物节水灌溉监控系统的智能化控制，节省了人力、物力，提高了生产效率，能够产生很好的经济效益和社会效益。

Description

一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统

技术领域

本实用新型涉及温室里大棚农作物生长的物联网技术、ZigBee技术、传感器技术、控制技术远程监控的领域，更具体的说，涉及一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统。

背景技术

农业是任何一个国家都十分重视的产业，而我国又是一个人口大国，农业关乎国计民生，影响经济发展。传统的农业的发展模式导致资源短缺、环境恶化，因而推动传统的农业的发展、实现精准农业已经迫在眉睫。

农业作物一般需要灌溉浇水，物联网的农业节水灌溉可以克服农业生长的缺水性的问题，提高农业生产的生产效率。

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，物联网中所有的设备如压力传感器、温度传感器、湿度传感器、水质监测传感器，资源、通信等，都是人性化和私有化的。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。

物联网(InternetofThings，IOT)这个概念是由麻省理工学院专家于1999年提出的，它的产生和发展跟计算机网络的发展、互联网应用的扩展、计算技术的发展、传感技术的发展、社会需求的驱动以及政府的支持都是分不开的。

早期的计算机网络是一个简单的分时系统巨型机，所有的用户都通过访问它来获取自己所需要的资源，发展成个人机时期，每个用户都访问一台机器来获取自己的资源。后来人们通过一定的协议将几个个人计算机组成一个小型的局域网，对资源进行共享。今天，成千上万的用户可以通过上网获取资源。当今社会，只是访问一些网页已经远不能满足人们的需求。从早期的基本网络服务如Telnet、FTP、E-mail等到后来的电子商务、电子政务、远程教育、远程医疗，再到现在的搜索引擎、网络电视、网络电话、博客、播客、网络通信、网络游戏等等，互联网经历了一个飞速发展的过程。未来互联网将会与传感器技术相结合，为人们提供更加便利有效的服务。人们将会充分地感受到，他们永远处在“物联网”中。除此之外计算技术的发展为物联网的产生奠定了基础，早期的计算机计算速度慢，不可能有效地处理传感器网络采集回来的“海量”数据。为了解决计算问题，相关的计算技术也随之产生。计算技术经历了早期的单机计算、并行计算、分布式计算到后来的网络计算再到现在云计算的一个发展历程。云计算也是现在热门的一种计算技术。

前面所提到的相关技术是物联网产生的必要条件，如果没有传感器技术的发展，那么我们所能谈论的只有互联网，而不可能会产生物联网。早期人们使用的只是一些无线射频设备，后来发明了智能传感器，这些传感器可以将一些模拟量采集转换成数据量供人们参考分析。如光敏传感器、热敏传感器、温度传感器器、湿度传感器、压力传感器等等。人们将多个传感器节点按照自己定义的协议组成一个小型的网络，通过无线技术进行数据交换。这些技术结合互联网技术、通信技术等就产生了物联网。

物联网技术已经悄悄地走进了我们的生活，并且已经应用在各个领域。如农业生产、医疗、建筑体监测、文物保护等等。美国未来科学院保罗·萨福说：“就如同个人电脑是八十年代的标志，万维网是九十年代的标志一样，下一个巨大的变化将会是廉价传感器的到来！”。我们可以预见，将来物联网技术将无处不在。

因此，采用物联网进行农作物节水灌溉的监控，可以实现物联网的农作物节水灌溉监控系统的智能化控制。

以往的物联网的农作物节水灌溉监控系统存在以下缺点：

(一)、以往的物联网的农作物节水灌溉监控系统没有采用传感器、无线传输模块进行物联网控制，其控制方式效果不佳、不易于实现物联网的农作物节水灌溉监控系统的智能化控制；

(二)、以往的物联网的农作物节水灌溉监控系统没有采用组合式的结构，包括电源模块、时钟模块、电子阀门自动装置、传感器、控制器、人机对话装置、无线传输模块、数据采集模块，其组合结构比较复杂；

(三)、以往的物联网的植物生长监控系统很少采用温度传感器、湿度传感器，不能及时采集农田中土壤的温度、湿度数据；也很少采用压力传感器，没有安装在水坝上，不能及时采集检测水坝的水位数据；也很少采用水质监测传感器，没有安装在水池箱中，不能用于测量水质检测箱中水质质量的数据；

(四)、以往的物联网的植物生长监控系统测量没有采用人机对话装置，不能实现物联网的植物生长监控的智能化、自动化控制；

(五)、不能完全实现物联网的农作物节水灌溉监控系统的智能化控制，也不能节省了人力，生产效率较低，更不能够产生很好的经济效益和社会效益。

发明内容

本实用新型是为了克服上述不足，给出了一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统。

本发明的技术方案如下：

一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统，包括电源模块、时钟模块、电子阀门自动装置、传感器、控制器、人机对话装置、无线传输模块、数据采集模块；所述的控制器包括微处理器模块、8KB的RAM存储器，所述的微处理器模块采用CC2430芯片，用于控制一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统；所述的控制器，左端分别与电源模块、时钟模块、电子阀门自动装置、传感器相连接，所述的电源模块，用于给一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统供电，所述的时钟模块是一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统时钟电路的核心，所述的电子阀门自动装置，用于一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统的自动阀门；右端分别与人机对话装置、无线传输模块、数据采集模块相连，用于实现一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统的智能化、自动化控制。

所述的传感器包括压力传感器、温度传感器、湿度传感器、水质监测传感器。

进一步地，所述的压力传感器安装在水坝上，用于检测水坝的水位。

进一步地，所述的温度传感器、湿度传感器安装在农田的土壤中，用于测量土壤的温度、湿度数据。

进一步地，所述的水质监测传感器安装在水池箱中，用于测量水池箱中水质质量的数据。

所述的数据采集模块，用于采集水坝上的蓄水数据。

所述的人机对话装置包括显示模块、存储器、键盘。

进一步地，所述的显示模块包括LED显示管、LCD显示器。

进一步地，所述的存储器包括FLASH、RAM。

进一步地，所述的键盘包括数字键、字母键、功能键、方向键，用于从键盘输入一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统的信息。

进一步地，所述的无线传输模块包括ZigBee模块、天线，用于传输和接受物联网的农作物节水灌溉的无线信号。

进一步地，所述的数据采集模块包括数据采集装置、数据转换装置，用于采集农作物节水灌溉监控的数据信息。

本实用新型发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：

(1)、本发明采用的组合式结构，包括电源模块、时钟模块、电子阀门自动装置、传感器、控制器、人机对话装置、无线传输模块、数据采集模块；所述的控制器包括微处理器模块、8KB的RAM存储器，所述的微处理器模块采用CC2430芯片，用于控制一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统；所述的控制器，左端分别与电源模块、时钟模块、电子阀门自动装置、传感器相连接，所述的电源模块，用于给一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统供电，所述的时钟模块是一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统时钟电路的核心，所述的电子阀门自动装置，用于一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统的自动阀门；右端分别与人机对话装置、无线传输模块、数据采集模块相连，用于实现一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统的智能化、自动化控制；

(2)、本发明采用的传感器包括压力传感器、温度传感器、湿度传感器、水质监测传感器，所述的压力传感器安装在水坝上，用于检测水坝的水位；所述的温度传感器、湿度传感器安装在农田的土壤中，用于测量土壤的温度、湿度数据；所述的水质监测传感器安装在水池箱中，用于测量水池箱中水质质量的数据；

(3)、本发明采用的人机对话装置包括显示模块、存储器、键盘，所述的显示模块包括LED显示管、LCD显示器；所述的存储器包括FLASH、RAM；所述的键盘包括数字键、字母键、功能键、方向键，用于从键盘输入基于物联网的农作物节水灌溉监控信息。

除了以上这些，本发明完全实现物联网的农作物节水灌溉监控系统的智能化控制，节省了人力、物力，提高了生产效率，能够产生很好的经济效益和社会效益。

本实用新型的其它优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其它优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。

附图说明

图1为本实用新型发明的一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统的结构示意图；

图2为本实用新型发明的一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统的传感器安装结构示意图；

图3为本实用新型发明的一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统实现农作物节水灌溉智能化监控的流程图。

具体实施方式

实施实例1

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明及其实施方式作进一步详细描述。

如图1所示，一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统，包括电源模块、时钟模块、电子阀门自动装置、传感器、控制器、人机对话装置、无线传输模块、数据采集模块；所述的控制器包括微处理器模块、8KB的RAM存储器，所述的微处理器模块采用CC2430芯片，用于控制一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统；所述的控制器，左端分别与电源模块、时钟模块、电子阀门自动装置、传感器相连接，所述的电源模块，用于给一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统供电，所述的时钟模块是一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统时钟电路的核心，所述的电子阀门自动装置，用于一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统的自动阀门；右端分别与人机对话装置、无线传输模块、数据采集模块相连，用于实现一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统的智能化、自动化控制。

又，本发明采用的组合式结构，包括电源模块、时钟模块、电子阀门自动装置、传感器、控制器、人机对话装置、无线传输模块、数据采集模块；所述的控制器包括微处理器模块、8KB的RAM存储器，所述的微处理器模块采用CC2430芯片，用于控制一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统；所述的控制器，左端分别与电源模块、时钟模块、电子阀门自动装置、传感器相连接，所述的电源模块，用于给一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统供电，所述的时钟模块是一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统时钟电路的核心，所述的电子阀门自动装置，用于一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统的自动阀门；右端分别与人机对话装置、无线传输模块、数据采集模块相连，用于实现一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统的智能化、自动化控制，又是本发明一个显著特点。

所述的传感器包括压力传感器、温度传感器、湿度传感器、水质监测传感器。

进一步作为优选的实施方式，所述的压力传感器安装在水坝上，用于检测水坝的水位。

进一步作为优选的实施方式，所述的温度传感器、湿度传感器安装在农田的土壤中，用于测量土壤的温度、湿度数据。

进一步作为优选的实施方式，所述的水质监测传感器安装在水池箱中，用于测量水池箱中水质质量的数据。

又，本发明采用的传感器包括压力传感器、温度传感器、湿度传感器、水质监测传感器，所述的压力传感器安装在水坝上，用于检测水坝的水位；所述的温度传感器、湿度传感器安装在农田的土壤中，用于测量土壤的温度、湿度数据；所述的水质监测传感器安装在水池箱中，用于测量水池箱中水质质量的数据，又是本发明一个显著特点。

所述的数据采集模块，用于采集水坝上的蓄水数据。

所述的人机对话装置包括显示模块、存储器、键盘。

进一步作为优选的实施方式，所述的显示模块包括LED显示管、LCD显示器。

进一步作为优选的实施方式，所述的存储器包括FLASH、RAM。

进一步作为优选的实施方式，所述的键盘包括数字键、字母键、功能键、方向键，用于从键盘输入一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统的信息。

又，本发明采用的人机对话装置包括显示模块、存储器、键盘，所述的显示模块包括LED显示管、LCD显示器；所述的存储器包括FLASH、RAM；所述的键盘包括数字键、字母键、功能键、方向键，用于从键盘输入基于物联网的农作物节水灌溉监控信息，又是本发明一个显著特点。

所述的无线传输模块包括ZigBee模块、天线，用于传输和接受物联网的农作物节水灌溉的无线信号。

进一步作为优选的实施方式，所述的数据采集模块包括数据采集装置、数据转换装置，用于采集农作物节水灌溉监控的数据信息。

一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统的传感器安装结构示意图，如图2所示，包括水源、水池箱、电子自动阀门装置、水坝、农田、废水水池、控制器、电源模块、无线传输装置、数据采集装置、存储器、显示器。

其中，传感器的安装如下：

(1)、水池箱中安装水质监测传感器；

(2)、水坝的下侧安装压力传感器；

(3)、农田的土壤中安装温度传感器及湿度传感器。

基于物联网的农作物节水灌溉监控系统进行节水灌溉的工作过程是：

首先，传感器检测土壤表层的温湿度信息、灌溉用水的水质信息、水坝的水位压力信息；

其次，将传感器检测的数据送到控制器中；

再次，无线传输装置发射无线信号；

最后，实现自动节水灌溉。

实施实例2

一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统实现农作物节水灌溉的智能化过程的流程图，如图3所示，包括物联网控制的农作物节水灌溉监控系统，开始工作；控制器工作；传感器工作；数据采集装置工作；电源模块供电；电子阀门自动装置工作；无线传输装置工作；是否完成物联网控制的农作物的灌溉节水监控；显示器显示、存储器存储物联网控制的农作物节水灌溉监控信息；完成物联网控制的农作物节水灌溉监控等以下几个步骤；

步骤S1：物联网控制的农作物节水灌溉监控系统，开始工作；

步骤S2：控制器工作；

步骤S3：传感器工作；

(1)、压力传感器工作；

(2)、温度传感器工作；

(3)、湿度传感器工作；

(4)、水质监测传感器工作。

步骤S4：数据采集装置工作；

步骤S5：电源模块供电；

步骤S6：电子阀门自动装置工作；

步骤S7：无线传输装置工作；

步骤S8：是否完成物联网控制的农作物的灌溉节水监控？

情况一、没有完成物联网控制的农作物的灌溉节水监控，步骤S2：控制器工作；

情况二、完成物联网控制的农作物的灌溉节水监控，则执行步骤S9；

步骤S9：显示器显示、存储器存储物联网控制的农作物节水灌溉监控信息；

(1)、显示器显示物联网控制的农作物节水灌溉监控信息；

(2)、存储器存储物联网控制的农作物节水灌溉监控信息。

步骤S10：完成物联网控制的农作物节水灌溉监控。

本发明显著的特点：

1)、本发明采用的组合式结构，包括电源模块、时钟模块、电子阀门自动装置、传感器、控制器、人机对话装置、无线传输模块、数据采集模块；所述的控制器包括微处理器模块、8KB的RAM存储器，所述的微处理器模块采用CC2430芯片，用于控制一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统；所述的控制器，左端分别与电源模块、时钟模块、电子阀门自动装置、传感器相连接，所述的电源模块，用于给一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统供电，所述的时钟模块是一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统时钟电路的核心，所述的电子阀门自动装置，用于一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统的自动阀门；右端分别与人机对话装置、无线传输模块、数据采集模块相连，用于实现一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统的智能化、自动化控制；

2)、本发明采用的传感器包括压力传感器、温度传感器、湿度传感器、水质监测传感器，所述的压力传感器安装在水坝上，用于检测水坝的水位；所述的温度传感器、湿度传感器安装在农田的土壤中，用于测量土壤的温度、湿度数据；所述的水质监测传感器安装在水池箱中，用于测量水池箱中水质质量的数据；

3)、本发明采用的人机对话装置包括显示模块、存储器、键盘，所述的显示模块包括LED显示管、LCD显示器；所述的存储器包括FLASH、RAM；所述的键盘包括数字键、字母键、功能键、方向键，用于从键盘输入基于物联网的农作物节水灌溉监控信息。

4)、本发明完全实现物联网的农作物节水灌溉监控系统的智能化控制，节省了人力、物力，提高了生产效率，能够产生很好的经济效益和社会效益。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡等同替换或等效变换变形的技术方案，均在本发明要求保护范围。本发明的是实施例的许多特征和优点根据该详细描述是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些是实施例的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的是实施例限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。

本发明未详细说明部分为本领域工程技术人员公知的技术。

Claims (4)

1.一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统，其特征在于：包括电源模块、时钟模块、电子阀门自动装置、传感器、控制器、人机对话装置、无线传输模块、数据采集模块；所述的控制器包括微处理器模块、8KB的RAM存储器，所述的微处理器模块采用CC2430芯片，用于控制一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统；所述的控制器，左端分别与电源模块、时钟模块、电子阀门自动装置、传感器相连接，所述的电源模块，用于给一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统供电，所述的时钟模块是一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统时钟电路的核心，所述的电子阀门自动装置，用于一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统的自动阀门；右端分别与人机对话装置、无线传输模块、数据采集模块相连，用于实现一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统的智能化、自动化控制。

2.如权利要求1所述的一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统，其特征在于：

所述的人机对话装置包括显示模块、存储器、键盘；

(1)、所述的显示模块包括LED显示管、LCD显示器；

(2)、所述的存储器包括FLASH、RAM；

(3)、所述的键盘包括数字键、字母键、功能键、方向键，用于从键盘输入一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统的信息。

3.如权利要求1所述的一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统，其特征在于：

所述的传感器包括压力传感器、温度传感器、湿度传感器、水质监测传感器；

(1)、所述的压力传感器安装在水坝上，用于检测水坝的水位；

(2)、所述的温度传感器、湿度传感器安装在农田的土壤中，用于测量土壤的温度、湿度数据；

(3)、所述的水质监测传感器安装在水池箱中，用于测量水池箱中水质质量的数据。

4.如权利要求1所述的一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统，其特征在于：

(1)、所述的无线传输模块包括ZigBee模块、天线，用于传输和接受物联网的农作物节水灌溉的无线信号；

(2)、所述的数据采集模块包括数据采集装置、数据转换装置，用于采集农作物节水灌溉监控的数据信息。