[实用新型]一种基于ZigBee的低功耗绿地墒情监测网络网关

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种ZigBee网络节点，具体涉及的一种用于城市绿地墒情监测的基于ZigBee的低功耗绿地墒情监测网络网关。

背景技术

国内现有的墒情监测技术多是基于农业上的农田墒情监测，而目前，我国土壤墒情监控系统大多采用设备监测和人工采集相结合的方法，此类监测系统在系统成本、可靠性和人力成本有很大的不足之处。

首先，采用固定测墒的设备由于需要建设有线缆传输系统，因此在很大程度上限制了网络规模的扩大。如果有些仪器可以用过手机网络发送数据，虽然实现了无线的便捷性，但是需要支付额外的通讯费用。而且固定测墒所需要投入的资金比较大，建设周期长，从目前城市绿地的大面积增加速度来看，根本不足以满足需求。

其次，采用移动测墒需要付出更多的人力成本，而且由于人的主观因素所导致的监测范围不均匀，会使测得的结果不能全面的反应所有绿地的墒情。

而针对绿地的墒情监测系统则为空白，并且采用的技术多为移动测墒、固定测墒或遥感测墒。对于城市绿地来说，其面积广，分布范围复杂，如果需掌握全面的墒情是不现实的。

国内比较成熟的技术方案有托普仪器有限公司生产的TZS-12J型土壤墒情与旱情管理系统，单个系统最多可对40个监测点实现垂向六点法同步检测。丛台锐研智华电子有限公司生产的RY-DS型土壤墒情监测系统，每一个采集器能实现8个探头同时测量不同方位或不同深度的土壤水分。而上述仪器将采集到的数据通过有线电缆传输到监测终端，对于功耗有比较高的要求。

但随着城市绿地面积的逐年增加，城市的对绿地灌溉的用水量将大大增加，而我国又是缺水国家，对水资源的依赖日益增加。而目前的绿地灌溉方法简单粗放，有些绿地灌溉过度，出现植被被淹的情况，而有些地方则是环卫工人根本到达不了的地方，植被往往被枯死。当前的绿地灌溉现状不仅浪费水资源，更使绿地无法得到合理的水资源分配。

我国的城市绿地在信息技术的网络化程度上并不高，甚至可以说是没有信息化管理，因此没有计划的灌溉是水资源浪费的最大根源。随着城市绿地的增多，按照原先的定时、按需灌溉方法已经不能使绿地环境得到合理的灌溉，针对可以对绿地墒情做出准确监测和灌溉预报的系统，是目前亟待建设和应用的。

实用新型内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种基于ZigBee的低功耗绿地墒情监测网络网关，具有很好的灵活性，可扩展性，自组织网络的能力，投入成本低，监测范围广，并具有极低的功耗。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

一种基于ZigBee的低功耗绿地墒情监测网络网关，其特征在于，其包括网关电路底板、设置在网关电路底板上的GPRS无线通信模块、数据存储模块、电源管理模块和ZigBee射频收发器模块；所述ZigBee射频收发器模块通过ZigBee无线传感器网络并进行无线数据的收发，并通过异步串口模块与GPRS无线通信模块进行通讯；在所述网关电路底板设置有用于连接外部直流电源的光伏电池接口，所述光伏电池接口连接电源管理模块，所述数据存储模块和电源管理模块均与GPRS无线通信模块连接，所述电源管理模块还连接所述的ZigBee射频收发器模块，给ZigBee射频收发器模块、GPRS无线通信模块供电以及底板电路上的数据存储模块供电，而GPRS无线通信模块和数据存储的电源开关又受到ZigBee射频收发器模块的I/O控制。所述电源管理模块由射频无线收发器模块和GPRS无线通信模块进行控制，来开关其他模块的电源。

所述ZigBee射频收发器模块包括ZigBee处理器、天线电路和滤波电路，所述天线电路和滤波电路均与ZigBee处理器相连接，所述ZigBee处理器采用的是CC2530在线可编程芯片，该CC2530在线可编程芯片还连接有谐振晶振电路。

所述电源管理模块包括光伏模块和低噪声线性稳压器，低噪声线性稳压器包括用于对ZigBee射频收发器模块进行供电的第一低噪声线性稳压器和用于对GPRS无线通信模块和数据存储模块供电的第二低噪声线性稳压器，所述光伏模块输出端分别连接第一低噪声线性稳压器和第二低噪声线性稳压器的输入端，所述ZigBee射频收发器模块连接所述的第二低噪声线性稳压器，所述第二低噪声线性稳压器的输出端分别连接GPRS无线通信模块的输入端。

所述光伏模块连接光伏电池接口，所述直流电源电压为3.7-4.2V，所述直流电源为太阳能光伏板或锂电池组。