基于无线数据的智能农业无线通信解决方案.doc

基于无线数据的智能农业无线通信解决方案随着社会的进步和生产的需要,为了改进传统的灌溉方法, 提高水资源的利用率、作物的生长环境质量及降低人工成本, 根据作物的环境信息准确灌溉,相关厂家推出一种低成本、低功耗、高效率的管理方案----- “ CWDN ”。智能网络灌溉系统,该系统可以根据作物的土壤湿度、空气温度准确灌溉, 实现智能化、精确化灌溉,减少水资源的浪费,提高经济效益。本系统采用了可以无限扩展的开放式设计思路,并采用先进的“ CWDN ”蜂窝式无线数据网络构建。整个系统最多可由 10 级路由网络组成,系统以中心控制室为控制中心,再以泵房为一个子中心,泵房与泵房之间组成一个子中心为单位的多级子中心网络,每一个片区以泵房为子中心与条田中的各节点组成多级终端控制节点,节点由多台控制器、电磁阀、传感器组成。因此本系统可以根据用户的需求,方便快速地组建智能灌溉系统。用户只需增加各级子中心数量即可实现整个系统的无限扩容。本系统可适用于小到某块棉田的自动灌溉,大到整个兵团所有作物地块,包括绿地的自动灌溉。并且系统容量越大,平均投资成本愈低, 生产效率也越高。本系统遵循了以下设计原则: 1、系统模块化、层次化设计,以提高效率,增加可维护性,便于扩展。 2 、灵活的硬件配置,用户可以任意升级、更换被控硬件设备,而不需要更换软件。 3 、人机界面友好,实现灌溉过程的无人值守,减少人员的工作强度,提高灌溉效率。 4 、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可靠地运行。 5、故障自动检测功能,提高系统的健壮性,各种设备的布局要求美观。泵房控制器:安装在泵房里,由市电稳定供电。泵房控制器里的无线模块为中功率。传输距离在 2000 米左右。泵房控制器一直处于工作状态,主要任务是控制泵房里的设备,中继信号,唤醒和休眠条田控制器。条田控制器:安装在条田里,由电池供电,条田控制器里的无线模块为小功率。传输距离在 500 米左右。条田控制器长期处于休眠状态,电流小于 5uA. 主要任务是控制阀门和采集传感器的数据,中继信号。条田控制器工作之前要通过泵房发唤醒指令,条田控制器受唤醒后开始工作。工作结束后,要泵房发休眠指令,令其马上进入休眠状态。或过 20S 维持时间后主动进入休眠状态。条田控制器稳态是休眠状态,暂态是工作状态。智能灌溉系统-通信方式系统上行数据与下行数据均采用“ CWDN ”蜂窝式无线数据网络的先进的无线传输方式进行传输。上行数据包括:空气温度、湿度;土壤温度、显度;电磁阀及各控制器的工作状态等信息。下行数据是指中央计算机向各控制单元发出的各种控制指令,包括电磁阀的开关指令;各工作单元的状态查询指令以及对各控制单元的参数预设等。由于采用了先进的无线“ CWDN ”网络,因此本系统能够快速地任意规模地构建而且不受时间、空间和其它条件的限制。无线“ CWDN ”网络还具有误差小、抗干扰能力强、成本低、便于扩展等多种优点,使无线“ CWDN ”网成为智能灌溉系统首选的组网方式。网络采用二级网络方式。中心(协调器)和泵房控制器之间的网络是一级网络,也称泵房网络。中心为一级网络的中心。泵房控制器(市电供电的无线模块节点)和泵房所管的条田里的控制器(电池供电节点)之间的网络是二级网络。也称条田网络。监控上位机软件要控制条田里阀门开关。控制流程如下: (1 )