[实用新型]一种农业灌溉监控系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及农业灌溉监控技术领域，尤其是一种基于物联网的农业灌溉监控系统。

背景技术

农业灌溉是解决由水资源日益紧缺而导致的各类供求矛盾的有效方案之一，它可以在不影响作物产量的前提下根据作物需水信息适时、适量地进行灌溉，从而达到大幅度减少农业用水的目的。

在灌溉作业中，以土壤含水率为代表的土壤墒情是计算需水信息的一个重要指标。因此，对包括土壤含水率在内的土壤墒情进行连续、大范围、准确的监测在精细灌溉及水资源合理利用中具有重要的意义。但是，现有的灌溉测控系统在实际应用中仍然存在以下问题:测量点上土壤含水率的测量一般局限于地表下单一深度，没有对测量点地表下植物根部多个深度土壤含水率进行立体监测，无法完整和准确地反映监测区域的土壤湿度情况；土壤含水率信息来源单一，容易受外界偶然因素的影响，未实现根据地表下多个测量点的土壤含水率信息进行综合分析并根据结果进行灌溉控制。土壤需水信息和滴灌启停控制信号通过WIFI等无线服务进行传输，对固定通信网依赖较大，大规模使用时通信成本较高，且安装和维护都不方便，特别是在信号覆盖较差的农村地区，系统运行不稳定。

本实用新型提出一种农业灌溉监控系统，该系统能对根部深度土壤进行准确检测。

实用新型内容

为了实现对地表下植物根部深度土壤含水率进行立体监测，提出一种农业灌溉监控系统，能够对地表下植物根部多个深度土壤含水率进行立体监测，不需要固定网络支持实现对精细滴灌作业的测控；具有快速展开、抗毁性强的特点，大规模使用时通信成本较低，且安装和维护方便，特别适用于信号覆盖较差的农村地区。

一种农业灌溉监控系统，其特征是：总控制中心通过云计算平台连接簇首节点传输信息，所述簇首节点连接有N个土壤墒情监测节点，所述土壤墒情监测节点通过物联网连接精细滴灌控制节点发送控制信息；所述精细滴灌控制节点包括ZigBee无线通信模块、单片机以及执行单元，单片机连接ZigBee无线通信模块接收控制信息，并对执行单元进行控制。

所述土壤墒情监测节点包括土壤含水率传感器、MSP430微处理器、信号调理模块、存储器、USB接口电路、ZigBee无线通信单元、A/D模块以及太阳能供电模块组，其特征是：土壤含水率传感器连接A/D模块，A/D模块连接信号调理模块，信号调理模块连接MSP430微处理器，MSP430微处理器分别连接存储器、USB接口电路、ZigBee无线通信单元以及太阳能供电模块组，其中，太阳能供电模块组由太阳能电池板、充电控制模块以及充电电池组成提供电源。

有益效果：本实用新型能够对地表下植物根部多个深度土壤含水率进行立体监测，不需要固定网络支持实现对精细滴灌作业的测控；具有快速展开、抗毁性强的特点，大规模使用时通信成本较低，且安装和维护方便，特别适用于信号覆盖较差的农村地区。

附图说明

图1为本实用新型的总体结构框图。

图2为土壤墒情监测节点的结构框图。

具体实施方式

如图1、2所示，一种农业灌溉监控系统，其特征是：总控制中心通过云计算平台连接簇首节点传输信息，所述簇首节点连接有N个土壤墒情监测节点，所述土壤墒情监测节点通过物联网连接精细滴灌控制节点发送控制信息；所述精细滴灌控制节点包括ZigBee无线通信模块、单片机以及执行单元，单片机连接ZigBee无线通信模块接收控制信息，并对执行单元进行控制。

所述土壤墒情监测节点包括土壤含水率传感器、MSP430微处理器、信号调理模块、存储器、USB接口电路、ZigBee无线通信单元、A/D模块以及太阳能供电模块组，其特征是：土壤含水率传感器连接A/D模块，A/D模块连接信号调理模块，信号调理模块连接MSP430微处理器，MSP430微处理器分别连接存储器、USB接口电路、ZigBee无线通信单元以及太阳能供电模块组，其中，太阳能供电模块组由太阳能电池板、充电控制模块以及充电电池组成提供电源。

簇首节点定期向土壤墒情监测节点发送数据上传请求，土壤墒情监测节点在多个请求周期后如果未能收到来自簇首节点的数据上传请求，则视为簇首节点失效。土壤墒情监测节点不再上传监测信息，转而将监测信息存储于自身的存储器。簇首节点接收到来自土壤墒情监测节点的土壤墒情监测信息后，会向云计算平台发送ACK消息，以告知发送土壤墒情监测信息的土壤墒情监测节点其数据传送成功且告知网络其处于正常运行的状态。土壤墒情监测节点同时向簇首节点发送监测信息时，簇首节点丢弃当冲突发生时所收到的监测数据包，并向所有土壤墒情监测节点广播冲突信息；土壤墒情监测节点按照一定的协议进行延时后，重新向簇首节点上传监测信息，避免由于通信冲突而导致的数据丢失。