基于物聯(lián)網(wǎng)Android平臺(tái)的遠(yuǎn)程智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)

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1、2015年6月農(nóng)機(jī)化研究第6期基于物聯(lián)網(wǎng)Android平臺(tái)的遠(yuǎn)程智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)112劉書(shū)倫，馮高峰，賈寶華(1．濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南濟(jì)源459000;2．濟(jì)源市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南濟(jì)源459000)摘要:針對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉中的水資源浪費(fèi)問(wèn)題和灌溉遠(yuǎn)程控制問(wèn)題，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)了基于物聯(lián)網(wǎng)Android平臺(tái)的農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多傳感器節(jié)點(diǎn)(空氣溫濕度、光照、土壤濕度、電磁閥、變頻器等)遠(yuǎn)程采集和控制，以及對(duì)多個(gè)控制器節(jié)點(diǎn)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制。系統(tǒng)不受時(shí)間地域限制，用戶可以通過(guò)Android移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)對(duì)智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和控制。系統(tǒng)采用CC2530作為無(wú)線

2、傳感器芯片、OK6410作為控制器節(jié)點(diǎn)芯片。實(shí)測(cè)結(jié)果驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)的可行性和有效性，可為遠(yuǎn)程智能節(jié)水灌溉提供平臺(tái)支持，能夠滿足農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的需要。關(guān)鍵詞:節(jié)水灌溉;遠(yuǎn)程;智能;物聯(lián)網(wǎng);Android中圖分類號(hào):TP273;S275．3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1003－188X(2015)06－0217－04DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.06.053源。本研究針對(duì)傳統(tǒng)灌溉和灌溉控制方式的各種缺0引言點(diǎn)，通過(guò)WCDMA技術(shù)和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)我國(guó)是一個(gè)干旱缺水嚴(yán)重的國(guó)家，淡水資源總量合，實(shí)現(xiàn)了利用Android移動(dòng)終端對(duì)灌溉系統(tǒng)的遠(yuǎn)程3為2．8萬(wàn)億m

3、，占全球水資源的6%，僅次于巴西、俄控制，并通過(guò)基于土壤濕度的控制方式實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)田進(jìn)羅斯和加拿大，居世界第4位;但人均只有0．22萬(wàn)行自動(dòng)適時(shí)適量的灌溉。3m，僅為世界平均水平的1/4，是全球13個(gè)人均水資1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)源最貧乏的國(guó)家之一。淡水資源中灌溉用水總量約占全國(guó)總用水量的1/2以上，而且灌溉用水效率相當(dāng)智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)中分布多個(gè)環(huán)境傳感器節(jié)點(diǎn)、低，平均灌溉水利用率僅約40%，發(fā)展節(jié)水灌溉是緩電磁閥控制節(jié)點(diǎn)和變頻器控制節(jié)點(diǎn)。土壤環(huán)境、空氣解我國(guó)水資源緊缺和促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所環(huán)境參數(shù)由環(huán)境傳感器節(jié)點(diǎn)采集，滴灌管道由電磁閥在。農(nóng)業(yè)要發(fā)展，水利要先行，我國(guó)水資源缺乏，有效

4、控制節(jié)點(diǎn)實(shí)施開(kāi)關(guān)控制。為了確保灌溉供水的穩(wěn)定合理地利用水資源就必須要大力發(fā)展節(jié)水灌溉，同時(shí)性和可靠性，達(dá)到節(jié)水目的，設(shè)置一個(gè)變頻器控制節(jié)節(jié)水灌溉也是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的一個(gè)標(biāo)志，其增產(chǎn)增效、點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)變頻恒壓供水。控制器節(jié)點(diǎn)通過(guò)Zig-節(jié)約勞動(dòng)力和提高土地的利用率等諸多的優(yōu)越性決Bee網(wǎng)絡(luò)采集環(huán)境傳感器節(jié)點(diǎn)、電磁閥控制節(jié)點(diǎn)和變定了它是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。頻器控制節(jié)點(diǎn)信息，控制電磁閥控制節(jié)點(diǎn)和變頻器控物聯(lián)網(wǎng)就是通過(guò)條碼與二維碼、射頻標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)狀態(tài);現(xiàn)場(chǎng)采集的信息通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和In-(ＲFID)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、紅外感應(yīng)器、激光掃描ternet互聯(lián)網(wǎng)由控制器節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)發(fā)送到遠(yuǎn)程

5、監(jiān)控中器及傳感器網(wǎng)絡(luò)等自動(dòng)標(biāo)識(shí)與信息傳感設(shè)備及系統(tǒng)，心，Android移動(dòng)終端接收遠(yuǎn)程監(jiān)控中心傳送過(guò)來(lái)的采按照約定的通信協(xié)議，通過(guò)各種局域網(wǎng)、接入網(wǎng)、互聯(lián)集信息，可對(duì)智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。遠(yuǎn)網(wǎng)將物與物、人與物、人與人連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換程智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成為:無(wú)線環(huán)境傳感器與通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理節(jié)點(diǎn)、無(wú)線電磁閥控制節(jié)點(diǎn)、無(wú)線變頻器控制節(jié)點(diǎn)、控的一種信息網(wǎng)絡(luò)。制器節(jié)點(diǎn)、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心及Android移動(dòng)終端。系統(tǒng)隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必將采架構(gòu)圖如圖1所示。用各種各樣先進(jìn)的技術(shù)，以提高農(nóng)作物產(chǎn)量，節(jié)約資為了解決智能節(jié)水灌溉

6、系統(tǒng)的供電技術(shù)問(wèn)題，系統(tǒng)采用太陽(yáng)能供電方式對(duì)環(huán)境傳感器節(jié)點(diǎn)、電磁閥控收稿日期:2014－03－05［1］制節(jié)點(diǎn)、變頻器控制節(jié)點(diǎn)、控制器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行供電。基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(11261006)無(wú)線傳感器模塊選用ZigBee技術(shù)的新一代SOC芯片作者簡(jiǎn)介:劉書(shū)倫(1978－)，男，河南許昌人，講師，(E－mail)lsl1001@163．com。CC2530。該模塊主要負(fù)責(zé)對(duì)空氣溫度、空氣濕度、光·217·2015年6月農(nóng)機(jī)化研究第6期照和土壤濕度等環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)采集，使用ZigBee協(xié)濕度傳感器?？刂破鞴?jié)點(diǎn)主要用于收發(fā)ZigBee模塊議將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到控制器節(jié)點(diǎn)Zig

7、Bee模塊，同數(shù)據(jù)并通過(guò)Internet和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心［2］時(shí)接收來(lái)自控制器節(jié)點(diǎn)ZigBee模塊的控制命令。進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。Android移動(dòng)終端主要完成同遠(yuǎn)程監(jiān)［3］土壤濕度傳感器采用錦州利誠(chéng)LC－TS2型FDＲ土壤控中心的數(shù)據(jù)交互及網(wǎng)絡(luò)通信等功能。圖1系統(tǒng)總體架構(gòu)圖Fig．1Theoverallsystemarchitecturediagram2控制器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)控制器節(jié)點(diǎn)作為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)，功能比較復(fù)雜，因此主控芯片采用高性能的AＲM11內(nèi)核的嵌入式處理器S3C6410。為