基于物联网的园林智能灌溉系统（一）_武汉庭院景观设计，花园养护，绿化养护

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基于物联网的园林智能灌溉系统（一）

2020-08-05 408次浏览

我国的灌溉技术与美国、日本等发达国家相比，尚有一定差距，技术上存在一定的空白，国内的部分园林灌溉设备需要引进国外的设备。随着信息技术尤其是物联网技术的快速发展，我国灌溉系统的软件开发具备了智能性、实用性、节能性等多种特性。硬件研发也取得了一定的成果，促使各类灌水器、传感器不断优化，推动园林灌溉系统朝着智能化、节能化的方向发展。但是，我国大部分地区采用的仍然是人力灌溉，投入成本大而灌溉效果却并不理想。本文将物联网技术应用到灌溉中，研究出既经济又高效的园林智能灌溉系统，有效弥补传统灌溉的不足。

本方案设计的系统以物联网在园林灌溉中的应用为研究对象，结合物联网、大数据等技术，研究开发应用于园林的智能灌溉系统。实现在传感器端的数据采集，通过物联网平台的传输通讯以及在大数据中心的决策处理等功能。对园林环境实时监测，便于管理人员和用户实时掌握环境信息。环境监测装置将采集的环境数据通过物联网平台实时地传送到监控终端，监控终端可根据系统管理人员设定的标准来实施相应的决策。

园林智能灌溉系统包括环境检测与信息采集装置、云平台、灌溉设备、APP控制终端。
APP控制终端是整个系统的控制中心，用户可手动设置相应标准或相关参数，系统将根据环境情况采取相应措施。环境检测与信息采集装置包含土壤温湿度传感器、土壤酸碱度传感器、空气温湿度传感器、光照传感器、空气成分传感器、流量传感器等。对园林中的土壤温湿度、土壤酸碱度、空气温湿度、光照强度、灌溉水流量、氧气、二氧化碳等进行实时测量，将测量数据通过云平台传送到APP控制终端。当土壤湿度较低时，环境检测端将信息通过云平台传送到APP控制端，与设置的参数进行比对，并由APP控制终端通过云平台发送相应的命令到灌溉设备，灌溉设备收到命令后进行相应的灌溉。灌溉设备的管道上安装加压泵，设备的末端有若干喷孔，通过加压泵来调节水压，实现喷水压力和距离的调节，满足各种灌溉需求。
物联网云平台提供安全高效的接入、数据存储、数据分析等服务进行数据交互，并负责向环境检测端和APP控制终端提供数据服务。系统结构设计框架如图所示。

智能灌溉系统的功能实现

（一）APP控制终端
APP控制终端可以获取环境数据以及发送决策命令，从而达到智能控制效果。APP控制终端设备通过通信接口与物联网云平台建立连接并进行数据交互，APP控制终端程序在完成通信接口连接后，可以接收由云平台上传的采集数据并向云平台发送数据指令。
（二）环境检测与信息采集装置
无线通信模块、传感器结合供电模块、调试接口和集成电路组成环境检测与信息采集装置，该装置原理图如图2所示。无线通信模块和物联网云平台通过无线组网连接的方式组建网络，将传感器采集的数据上传到云平台，同时接收由云平台下发的数据指令，并将其传送给各类传感器。系统主要使用土壤温湿度传感器、土壤酸碱度传感器、空气温湿度传感器、光照传感器、空气成分传感器、流量传感器等。用于采集园林中的土壤温湿度、土壤酸碱度、空气温湿度、光照强度、灌溉水流量、氧气、二氧化碳等数据。为了满足节能和其它多种需求，我们选用ZigBee网络通信模块。ZigBee模块采用高性能的工业级ZigBee方案，提供SMT与DIP接口，可直接连接TTL接口设备，实现数据透明传输功能；低功耗设计，最低功耗小于1mA；提供6路I/O，可实现数字量输入输出、脉冲输出；其中有3路I/O还可实现模拟量采集、脉冲计数等功能。由于ZigBee网络通信模块的节能性，可以使各个传感器通过通信接口与ZigBee网络通信模块相连接并进行数据交互，实现接收命令和上传采集数据的功能。

（三）物联网云平台
云平台提供安全高效的接入、数据存储、数据分析等服务从而实现数据交互，以及连接APP控制终端，并为环境检测与信息采集装置提供数据服务。具体阐释如下：
（1）物联网云平台和环境检测与信息采集装置的无线通信模块组建网络实现通信。
（2）接收APP控制终端下发的决策指令。
（3）将环境检测与信息采集装置上传的采集数据传送给APP控制终端。

关键词：基于,物,联网,的,园林,智能,灌溉,系统,一,

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