土壤水分傳感器在農(nóng)業(yè)溫室采集土壤溫濕度的系統(tǒng)方案

1、土壤水分傳感器在農(nóng)業(yè)溫室采集土壤溫濕度的系統(tǒng)方案溫室體系是一種聯(lián)系了計算機自控技能、智能土壤水分傳感器技能等高科技手法的資源節(jié)約型高效設(shè)備農(nóng)業(yè)技能，它主要是依據(jù)環(huán)境的溫度、濕度、二氧化碳含量、光照、雨量以及土壤情況等要素，來操控溫室內(nèi)的各項目標(biāo)和各種營養(yǎng)元素配方，以創(chuàng)造出合適作物成長的最佳環(huán)境。很顯然怎么能夠精確、安穩(wěn)、便利的得到這些環(huán)境信息就變成整套體系的要害。跟著近幾年短距離無線通訊的開展，新式的無線傳感網(wǎng)技能為智能溫室體系中的傳感環(huán)節(jié)供給了有力的技能確保。依托多年來在短程無線通訊規(guī)范、芯片和商品技能領(lǐng)域的堆集，獨立研發(fā)了能夠撐持大規(guī)模自組織、自保護無線傳感網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議棧，即USSN(Ult

2、ra-Scale Sensor Networks)技能，并以此技能為根底開發(fā)了具有自主獨立知識產(chǎn)權(quán)的智能溫室無線溫濕度搜集體系，能夠供給全天候、無人看守、免保護且不依靠電源的無線溫濕度搜集效勞。USSN是指由若干無線搜集終端經(jīng)過無線方法相互銜接成的網(wǎng)絡(luò)。如果在必定規(guī)模內(nèi)設(shè)有若干個無線搜集終端，恣意一點的數(shù)據(jù)都能夠被其他附近的節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)能夠倍數(shù)添加兩點間的通訊距離，且拓展網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)模。終端數(shù)據(jù)結(jié)尾經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳遞后聚集到數(shù)據(jù)搜集端，再由搜集端經(jīng)過其他通訊協(xié)議和方法傳送給上位機，其暗示布局如下圖：體系含義：智能溫室是智能化操控體系運用到大棚栽培上的成果，運用最領(lǐng)先的技能，模擬出最合適棚內(nèi)植物成

3、長的環(huán)境。與人工操控比較，智能操控最大的優(yōu)點即是能夠相對安穩(wěn)的操控大棚內(nèi)部的環(huán)境，關(guān)于環(huán)境需要比較高的植物來說，更能防止由于人為要素而形成出產(chǎn)丟掉。智能化操控體系將極大的進步產(chǎn)值和質(zhì)量，尤其是關(guān)于層次較高的經(jīng)濟作物。功用描繪：整套體系由無線數(shù)據(jù)搜集器、無線開關(guān)操控器、無線數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)(可多個)、PC和網(wǎng)絡(luò)效勞器(可選)組成。網(wǎng)關(guān)與搜集器和操控器選用USSN傳感網(wǎng)技能進行無線銜接，每個網(wǎng)關(guān)下面可一起銜接上百個終端設(shè)備，且一切終端主動組網(wǎng)，同步作業(yè)。網(wǎng)關(guān)與PC或網(wǎng)絡(luò)效勞器則經(jīng)過以太網(wǎng)或移動通訊網(wǎng)絡(luò)銜接。搜集終端集成了高精度溫濕度傳感器。一切終端之間選用無線銜接方法，而且可悉數(shù)運用電池供電，免去了電源線

4、和數(shù)據(jù)線的設(shè)備疑問，使其隨意替換方位變成能夠。在實踐運用中，搜集終端能夠依據(jù)實踐需要集成溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度和土壤環(huán)境等各種傳感器。無線傳感器數(shù)據(jù)搜集器裝有預(yù)留端子，可依據(jù)需要外接土壤溫濕度、光照等多種傳感器。無線線開關(guān)操控器可與原有電控體系并聯(lián)，可用于操控卷膜機、卷簾機、風(fēng)機、灌溉設(shè)備等。網(wǎng)關(guān)在體系中處于中心方位，一切傳感器搜集的數(shù)據(jù)都要聚集到網(wǎng)關(guān)中，一切對終端的操控指令也都要經(jīng)過網(wǎng)關(guān)向下發(fā)送。網(wǎng)關(guān)內(nèi)置了強壯的操作體系，可對網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)進行保護和貯存。PC機經(jīng)過網(wǎng)線或局域網(wǎng)直接登入網(wǎng)關(guān)后，可進行體系設(shè)置、搜集網(wǎng)絡(luò)辦理、檢查數(shù)據(jù)、制作圖表、導(dǎo)出數(shù)據(jù)等操作。網(wǎng)關(guān)一起具有遠傳才能，經(jīng)過局域

5、網(wǎng)或3G將一切的裝備數(shù)據(jù)和搜集數(shù)據(jù)一起傳到網(wǎng)絡(luò)效勞器上，此種形式撐持多用戶一起登入網(wǎng)絡(luò)效勞器對網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)進行檢查。無線數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)絡(luò)效勞器都供給了功用強壯，且界面友愛的軟件。用戶依據(jù)不一樣操作權(quán)限登入網(wǎng)關(guān)或網(wǎng)絡(luò)效勞器后，可進行體系設(shè)置、搜集網(wǎng)絡(luò)辦理、檢查數(shù)據(jù)、制作圖表、導(dǎo)出數(shù)據(jù)、報警辦理等操作。典型運用：咱們以集中式大棚養(yǎng)殖為例，來解說無線溫濕度搜集體系在實踐中的典型運用，請見下圖：在實踐大棚栽培中，各區(qū)域能夠養(yǎng)殖不一樣的農(nóng)作物，他們關(guān)于溫濕度的需要不盡相同，所以需要守時的對這些目標(biāo)進行檢測，以便采納相應(yīng)的辦法，為作物供給最合適的成長環(huán)境。依據(jù)實踐檢測的需要，能夠?qū)o線溫濕度搜集終端設(shè)備在相應(yīng)

6、的方位，一切的溫濕度搜集終端悉數(shù)選用電池供電，而且經(jīng)過無線方法進行數(shù)據(jù)傳送，所以無需思考電源線和數(shù)據(jù)線的設(shè)備疑問，能夠做到即插即用。在設(shè)備過程中，需要確保每個終端都能夠銜接到無線網(wǎng)絡(luò)中。如果有單個監(jiān)測點方位距離較遠，可思考在通訊途徑中添加終端個數(shù)，轉(zhuǎn)發(fā)較遠終端的數(shù)據(jù)，確保網(wǎng)絡(luò)作業(yè)安穩(wěn)。一切終端被正常設(shè)備后，會依據(jù)數(shù)據(jù)搜集器的指令主動組成無線網(wǎng)絡(luò)，依照預(yù)設(shè)的時刻距離搜集溫濕度值，并把數(shù)據(jù)聚集到無線數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)中。結(jié)尾一切的數(shù)據(jù)會經(jīng)過GPRS或3G網(wǎng)絡(luò)傳送到遠端的辦理中心。每一個這樣的網(wǎng)絡(luò)都能夠包容幾百乃至上千個搜集終端，每個大區(qū)域內(nèi)裝備一個網(wǎng)關(guān)，數(shù)據(jù)有用上載，不會發(fā)作磕碰及丟掉，網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)及時傳至大

7、網(wǎng)中，只需經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)拜訪網(wǎng)關(guān)，即可隨時獲取數(shù)據(jù)。體系特色：體系選用3G+USSN的全無線架構(gòu)，無需布線施工，保護成本低USSN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技能契合IEEE802.15.4C世界標(biāo)和CWPAN國家規(guī)范，綠色、環(huán)保、無輻射USSN傳感網(wǎng)具有全網(wǎng)同步的超低功耗特性，節(jié)能的傳感器節(jié)點運用一般電池供電可作業(yè)1年以上網(wǎng)絡(luò)主動負(fù)載均衡，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)一切無線節(jié)點功耗可評價，且功耗相仿主動組網(wǎng)、自保護、網(wǎng)絡(luò)銜接可視，全天候安穩(wěn)運轉(zhuǎn)，無需人工干與一切的無線搜集器設(shè)備簡潔，即插即用，能夠恣意改動設(shè)備方位，不受線纜的捆綁杰出的網(wǎng)絡(luò)拓展才能，隨意添加和削減搜集終端數(shù)量，同一網(wǎng)絡(luò)中可撐持幾百個搜集器和操控器跳頻和加密認(rèn)證機制，

8、確保體系安全牢靠運轉(zhuǎn)辦理方法多樣，用戶可經(jīng)過直接拜訪網(wǎng)關(guān)或網(wǎng)絡(luò)效勞器對一切的監(jiān)控進行辦理辦理軟件界面友愛，且功用強壯，確保數(shù)據(jù)的記載、剖析及時精確，體系安穩(wěn)牢靠無線傳感網(wǎng)獨立作業(yè)，無需交納任何費用，多搜集器數(shù)據(jù)一致經(jīng)過一個網(wǎng)關(guān)發(fā)送，節(jié)約3G流量費。技能目標(biāo)：為滿意體系的遍及需要，體系終端只集成溫濕度傳感器，其他傳感器可定制。溫濕度搜集終端：高精度溫濕度傳感器溫度丈量：規(guī)模 -20100 精度 +0.4濕度丈量：規(guī)模 0%99% 精度 +3%射頻參數(shù)：作業(yè)頻段 ISM 2.4GHz 發(fā)射功率 1mW通訊距離：兩點間室內(nèi)30米，室外100米產(chǎn)品特點 1、功耗低，平均電流<10mA&

9、#160;2、測量精度高，響應(yīng)速度快，輸出信號穩(wěn)定，不亂跳，不漂移。 3、抽真空灌封，密封性極好，完全防止水從任何方向的侵入，可長期浸泡水中。 4、采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼制作鋼針，可經(jīng)受長期電解，更耐土壤中酸堿鹽的腐蝕。 5、測量精度高，性能可靠，受土壤含鹽量影響較小，適用于各種土質(zhì)。 6、側(cè)邊有凹凸結(jié)構(gòu)，便于手持，美觀耐用，采用抗靜電珍珠棉包裝，運輸存儲更安全； 7、具有電源線、地線、信號線多向防誤接保護。原理說明       土壤中的體積含水量，與土壤表現(xiàn)出來的介電常數(shù)成固定的某種函數(shù)關(guān)系，幾乎與土質(zhì)和水里所含的鹽分無關(guān)。那么，采用頻