一种智能灌溉系统的制作方法

1.本实用新型涉及智能灌溉技术领域，尤其是一种智能灌溉系统。


背景技术：

2.在中国农业用水量约占总用水量的80％左右，由于农业灌溉效率普遍低下，水的利用率仅为45％，而水资源利用率高的国家已达70％～80％，因而，解决农业灌溉用水的问题，对于缓解水资源的紧缺是非常重要的。
3.现有技术中，对灌溉用水的控制并没有根据实时的环境监测数据进行按需灌溉，从而容易造成水资源的浪费，降低了灌溉的效率，同时也缺乏远程监测以及远程控制的手段，智能化程度较低。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于：提供一种灌溉效率高、可实现远程监测并控制的智能灌溉系统。
5.本实用新型所采取的技术方案是：
6.一种智能灌溉系统，包括lora节点、lora终端、微型水泵、环境监测模块、云平台以及控制终端，所述lora节点包括第一主控模块和第一lora模块，所述lora终端包括第二主控模块、第二lora模块以及wifi模块，所述环境监测模块的输出端与所述第一主控模块的输入端连接，所述第一主控模块的输出端与所述微型水泵的输入端连接，所述第一主控模块还与所述第一lora模块连接，所述第一lora模块与所述第二lora模块通信连接，所述第二lora模块和所述wifi模块均与所述第二主控模块连接，所述wifi模块还通过所述云平台与所述控制终端通信连接。
7.进一步，所述控制终端包括数据显示模块、预警模块以及第三主控模块，所述数据显示模块与所述预警模块均与所述第三主控模块连接，所述第三主控模块通过所述云平台与所述wifi模块通信连接。
8.进一步，所述控制终端包括移动终端和pc端中至少之一。
9.进一步，所述环境监测模块包括土壤湿度传感器，所述土壤湿度传感器的输出端与所述第一主控模块的第一输入端连接。
10.进一步，所述环境监测模块还包括空气湿度传感器和光照传感器，所述空气湿度传感器的输出端与所述第一主控模块的第二输入端连接，所述光照传感器的输出端与所述第一主控模块的第三输入端连接。
11.进一步，所述智能灌溉系统还包括继电器，所述第一主控模块的输出端通过所述继电器与所述微型水泵的输入端连接。
12.进一步，所述第一主控模块为stm32f405rgt6芯片。
13.进一步，所述第二主控模块为esp32芯片。
14.进一步，所述第一lora模块和所述第二lora模块均为e32
‑
433t30d模块。
15.进一步，所述云平台为onenet物联网开放平台。
16.本实用新型的有益效果是：智能灌溉系统包括lora节点、lora终端、微型水泵、环境监测模块、云平台以及控制终端，lora节点包括第一主控模块和第一lora模块，lora终端包括第二主控模块、第二lora模块以及wifi模块，通过环境监测模块对待灌溉地的环境进行监测，并将环境监测数据传输到第一主控模块，进而通过第一lora模块、第二lora模块传输至第二主控模块，由第二主控模块根据实时的环境监测数据返回相应的控制指令，从而通过第一主控模块控制微型水泵进行灌溉，实现了智能化灌溉，同时第二主控模块可以通过wifi模块将实时的环境监测数据传输到云平台，再通过云平台传输到控制终端，从而可以实现对待灌溉地的远程监测，且用户可根据控制终端显示的环境监测数据，通过控制终端下发相应的控制指令，通过云平台、lora终端传输至lora节点，从而可以控制微型水泵进行灌溉，实现了灌溉的远程控制。本实用新型可以根据实时的环境监测数据进行按需灌溉，也可以实现对待灌溉地的远程监测以及远程控制，大大提高了灌溉的效率，避免了水资源的浪费，提高了用户的体验感。
附图说明
17.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
18.图1为本实用新型实施例提供的一种智能灌溉系统的结构框图。
具体实施方式
19.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
20.参照图1，本实用新型实施例提供了一种智能灌溉系统，包括lora节点、lora终端、微型水泵、环境监测模块、云平台以及控制终端，lora节点包括第一主控模块和第一lora模块，lora终端包括第二主控模块、第二lora模块以及wifi模块，环境监测模块的输出端与第一主控模块的输入端连接，第一主控模块的输出端与微型水泵的输入端连接，第一主控模块还与第一lora模块连接，第一lora模块与第二lora模块通信连接，第二lora模块和wifi模块均与第二主控模块连接，wifi模块还通过云平台与控制终端通信连接。
21.可选地，本实用新型实施例的lora终端可同时与多个lora节点进行通信连接，且云平台可同时与多个lora终端进行通信连接，由此形成一个智能灌溉系统可以对多个区域的待灌溉地进行自动或手动灌溉控制，提高了灌溉效率和水资源利用率。
22.可以理解的是，第二主控模块中预先设置有相关的控制逻辑，当环境监测数据达到预设的阈值时，第二主控模块自动下发相应的控制指令，从而实现了自动灌溉；同时第二主控模块还将环境监测数据通过云平台传输至控制终端，从而也可以实现手动灌溉。
23.本实用新型实施例通过环境监测模块对待灌溉地的环境进行监测，并将环境监测数据传输到第一主控模块，进而通过第一lora模块、第二lora模块传输至第二主控模块，由第二主控模块根据实时的环境监测数据返回相应的控制指令，从而通过第一主控模块控制
微型水泵进行灌溉，实现了智能化灌溉，同时第二主控模块可以通过wifi模块将实时的环境监测数据传输到云平台，再通过云平台传输到控制终端，从而可以实现对待灌溉地的远程监测，且用户可根据控制终端显示的环境监测数据，通过控制终端下发相应的控制指令，通过云平台、lora终端传输至lora节点，从而可以控制微型水泵进行灌溉，实现了灌溉的远程控制。本实用新型可以根据实时的环境监测数据进行按需灌溉，也可以实现对待灌溉地的远程监测以及远程控制，大大提高了灌溉的效率，避免了水资源的浪费，提高了用户的体验感。
24.参照图1，进一步作为可选的实施方式，控制终端包括数据显示模块、预警模块以及第三主控模块，数据显示模块与预警模块均与第三主控模块连接，第三主控模块通过云平台与wifi模块通信连接。
25.具体地，数据显示模块用于显示环境监测数据，如土壤湿度、空气湿度、光照情况等，便于用户根据实时的环境监测数据进行远程灌溉控制；预警模块用于当环境监测数据超出预设的阈值时进行预警提示，如土壤湿度过低、空气湿度过低或光照过强；第三主控模块用于根据用户的操作下发相应的控制指令来控制微型水泵进行灌溉。
26.进一步作为可选的实施方式，控制终端包括移动终端和pc端中至少之一。
27.参照图1，进一步作为可选的实施方式，环境监测模块包括土壤湿度传感器，土壤湿度传感器的输出端与第一主控模块的第一输入端连接。
28.具体地，本实用新型实施例的土壤湿度传感器采用yl
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69传感器，其原理为利用湿敏电容，当环境的湿度发生改变时，会使得湿敏电容存在的环境中的介质发生改变，导致湿敏电容中的电容数值产生变化，电容的数值正比于湿度值，从而实现土壤湿度的检测。在土壤湿度偏低时可增加灌溉水量，在土壤湿度偏高时可降低灌溉水量
29.参照图1，进一步作为可选的实施方式，环境监测模块还包括空气湿度传感器和光照传感器，空气湿度传感器的输出端与第一主控模块的第二输入端连接，光照传感器的输出端与第一主控模块的第三输入端连接。
30.具体地，本实用新型实施例除了利用土壤湿度传感器对土壤湿度进行检测，还利用空气湿度传感器对空气湿度进行检测、利用光照传感器对光照强度进行检测，从而可以获取更为全面的环境监测数据，从而可以实现更为准确的灌溉控制。
31.参照图1，进一步作为可选的实施方式，智能灌溉系统还包括继电器，第一主控模块的输出端通过继电器与微型水泵的输入端连接。
32.具体地，第一主控模块通过继电器对微型水泵进行控制，从而实现控制灌溉水量。
33.进一步作为可选的实施方式，第一主控模块为stm32f405rgt6芯片。
34.进一步作为可选的实施方式，第二主控模块为esp32芯片。
35.进一步作为可选的实施方式，第一lora模块和第二lora模块均为e32
‑
433t30d模块。
36.进一步作为可选的实施方式，云平台为onenet物联网开放平台。
37.具体地，onenet是一个物联网开放平台，onenet平台能够帮助开发者轻松实现设备接入与设备连接，快速完成产品开发部署，为智能硬件、智能家居产品提供完善的物联网解决方案。本实用新型实施例通过onenet平台可以实现多个lora节点、多个lora终端与多个控制终端的物联网连接。
38.可选地，当onenet平台收集到环境监测数据后，手机app或pc端可以实时查看数据和人为下发命令给onenet平台，lora终端通过订阅onenet平台的api来判断是否发送相应控制信号给lora节点，继而来控制继电器的启动或停止，从而使微型水泵启动或停止。
39.可选地，移动终端可利用android studio编写相关代码，调用onenet平台的api来进行远程监测和远程控制；pc端可利用visual studio编写相关代码，调用onenet平台的api来进行远程监测和远程控制。
40.本实用新型实施例的工作流程为：
41.1)环境监测数据采集：lora节点通过环境监测模块采集环境监测数据，并通过定点传输方式将环境监测数据传输至lora终端，lora终端再将环境监测数据通过wifi上传到onenet平台，移动终端或pc端通过调用onenet平台的api获取环境监测数据；
42.2)下发控制指令：移动终端或pc端通过调用onenet平台的api下发控制指令，lora终端通过onenet平台获取控制指令，并通过定点传输方式将控制信号传输给给lora节点，第一主控模块通过串口读取控制信号并赋值继电器高电位或低电位，从而控制微型水泵开始灌溉或停止灌溉。
43.本实用新型实施例还具有以下优点：
44.1)可实现灌溉过程的无人值守，减少工作人员的工作强度，提高灌溉效率；
45.2)通过lora模块实现环境监测数据的定点传输，抗电磁干扰的能力强，保证系统在野外强电磁干扰的恶劣环境下能稳定地运行；
46.3)可实现自动灌溉、手动灌溉两种模式，便于用户进行灌溉规划。
47.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
48.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
49.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
50.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
51.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示
例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
52.以上对本实用新型的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。