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基于无线传感器网络园林自动节水灌溉系统
基于无线传感器网络园林自动节水灌溉系统 摘要：针对园林灌溉用水利用率低、灌溉区范围广、数据量大、控制算法简单的特点，设计了一套基于无线传感器网络的园林自动节水灌溉系统。该系统硬件采用MSP430单片机为控制核心，由无线传感器网络实时采集及处理数据，以无线的方式将数据发送到灌溉控制器进行控制，控制算法采用基于温湿度模糊控制。实时监测土壤温湿度变化，实现了精细花卉所要求的时空差异性和水资源的高效利用。 关键词：无线传感器网络；MSP430；控制算法；水资源 中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)05-1168-03 Auto System Based on Wireless Sensor Network for Water-saving Irrigation of Garden CAO Ji-zhong (Institute of Information and Science Technology, Xiamen University, Xiamen 361005, China) Abstract: Aiming at the characters of low utilization rate of garden irrigation, wide range of area , large amount of information and the simply control algorithm, a system of water-saving irrigation, which based on wireless sensor network has been designed. The collection part based on single chip microcomputer of MSP430 digitalizes the signal from the sensor and sends it to irrigation controller using wireless digital transmission technology. And we use control algorithm based on fuzzy control temperature and humidity in system. The irrigation controller controls pipe network to irrigate and adjust humidity of soil which meets the request for spatial analysis and high efficiency irriga? tion in precision flowers. Key words: wireless senor networks; msp430; contorl algorithm; water resources 1概述 我国园林水资源利用率低，短缺与浪费现象并存[1]，是当前园林发展面临的主要问题。一定的土壤含水率是作物存活的保证，而过多的土壤含水率又会引起园林作物的根部腐烂。解决以上问题的根本方法是发展合理灌溉，提高水资源利用率以获取最佳的经济和生态环境效益。然而，目前中国在园林节水灌溉方面还存在明显不足[2]。主要体现在：1）目前常用的灌溉控制系统主要以有线工作方式，采用现场总线和串行总线技术，不仅需要较高的布线成本不便于扩展，而且系统安装及维护成本高；2）国内大多数的园林控制系统简单的采用控制算法进行定时??动喷灌和滴灌，不能根据植物土壤的温湿度及所需的水量及时适量地加水，不仅导致水资源的浪费，还有可能导致植物因为水多或者水量不足而死亡。因此，本文设计了一种基于无线传感网络的园林自动节水灌溉系统[3]，该系统主要由低功耗无线传感网络节点通过ZigBee自组网方式构成，同时在软件设计中引入了基于温湿度的模糊控制算法，提高了系统的灵活性和控制精度，实现了精细花卉所要求的时空差异性和水资源的高效利用。 2系统总体设计 控制系统由园林灌溉控制器和无线传感器节点组成。园林灌溉控制器包括了无线通讯模块，喷滴灌控制阀和人机交互接口，负责接收传操作指令和处理无线传感器节点采集的温湿度信息。无线传感器节点包括主控模块、传感器模块和无线通信模块。功能是实施采集园林土壤的温湿度值并通过无线的方式将数据发往园林灌溉控制器。 系统启动后，园林灌溉控制器先发起组网命令[4]，当收到无线传感器节点应答命令后。用户通过上位机软件设置各个参数，传感器节点周期性的采集整个园林土壤的温湿度数据并
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