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隨著社會的進步和生產(chǎn)的需要，為了改進傳統(tǒng)的灌溉方法,提高水資源的利 用率、作物的生長環(huán)境質(zhì)量及降低人工成本,根據(jù)作物的環(huán)境信息準確灌溉，我 公司推出一種低成本、低功耗、高效率的管理方案----- “ CWDN” （ Cellular+wireless+ Digital+Net:蜂窩式無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡 ）智能網(wǎng)絡灌溉系統(tǒng)， 該系統(tǒng)可以根據(jù)作物的土壤濕度、空氣溫度準確灌溉,實現(xiàn)智能化、精確化灌溉, 減少水資源的浪費,提高經(jīng)濟效益。

智能灌溉系統(tǒng)-構架圖 ：

本系統(tǒng)采用了可以無限擴展的開放式設計思路，并采用先進的“ CWDN ”蜂 窩式無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡構建。整個系統(tǒng)最多可由 10 級路由網(wǎng)絡組成，系統(tǒng)以中心控 制室為控制中心， 再 以泵房為一個子中 心， 泵房與泵房之間 組成一個子中心為 單位的多級子中心 網(wǎng)絡， 每一個片區(qū)以 泵房為子中心與條 田中的各節(jié)點組成 多級終端控制節(jié)點， 節(jié)點由多臺控制器、 電磁閥、傳感器組成。因此本系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的需求，方便快速地組建智能灌 溉系統(tǒng)。用戶只需增加各級子中心數(shù)量即可實現(xiàn)整個系統(tǒng)的無限擴容。本系統(tǒng)可 適用于小到某塊棉田的自動灌溉，大到整個兵團所有作物地塊，包括綠地的自動 灌溉。并且系統(tǒng)容量越大，平均投資成本愈低，生產(chǎn)效率也越高。

本系統(tǒng)遵循了 以下設計原則：

1 、系統(tǒng)模塊化、層次化設計，以提高效率，增加可維護性，便于擴展；

2 、靈活的硬件配置，用戶可以任意升級、更換被控硬件設備，而不需要更 換軟件；

3 、人機界面友好，實現(xiàn)灌溉過程的無人值守，減少人員的工作強度，提高 灌溉效率；

4 、抗電磁干擾的能力強，保證系統(tǒng)在野外強電磁干擾的惡劣環(huán)境下能可靠 地運行；

5 、故障自動檢測功能，提高系統(tǒng)的健壯性，各種設備的布局要求美觀。

智能灌溉系統(tǒng)-組成：

監(jiān)控上位機軟件: 安裝在監(jiān)控室電腦里 中心（協(xié)調(diào)器）： 通過 232 總線和電腦相連，監(jiān)控上位機軟件是通過 232 總線和 首部通信。

泵房控制器：

安裝在泵房里，由市電穩(wěn)定供電。泵房控制器里的無線模塊為中功率。傳輸距離在 2000 米左右。泵房控制器一直處于工作狀態(tài)，主要任務是控制泵房里的設備，中繼信號，喚醒和休眠條田控制器.

條田控制器：

安裝在條田里，由電池供電，條田控制器里的無線模塊為小功率。傳輸距離在 500 米左右。條田控制器長期處于休眠狀態(tài)，電流小于 5uA.主要任務是控制閥門和采集傳感器的數(shù)據(jù)，中繼信號。條田控制器工作之前要通過泵房發(fā)喚醒指令，條田控制器受喚醒后開始工作。工作結束后，要泵房發(fā)休眠指令，令其馬上進入休眠狀態(tài)?；蜻^ 20S 維持時間后主動進入休眠狀態(tài)。條田控制器穩(wěn)態(tài)是休眠狀態(tài)，暫態(tài)是工作狀態(tài)。[圖 4]

受控設備（閥門）+傳感器：

安裝在條田里，受條田控制器控制。長期處于斷電狀態(tài)。

智能灌溉系統(tǒng) - 通信方式系統(tǒng)上行數(shù)據(jù)與下行數(shù)據(jù)均采用“CWDN”蜂窩式無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的先進的無線傳輸方式進行傳輸。上行數(shù)據(jù)包括：空氣溫度、濕度；土壤溫度、顯度；電磁閥及各控制器的工作狀態(tài)等信息。下行數(shù)據(jù)是指中央計算機向各控制單元發(fā)出的各種控制指令，包括電磁閥的開關指令；各工作單元的狀態(tài)查詢指令以及對各控制單元的參數(shù)預設等。由于采用了先進的無線“CWDN”網(wǎng)絡，因此本系統(tǒng)能夠快速地任意規(guī)模地構建而且不受時間、空間和其它條件的限制。無線“CWDN”網(wǎng)絡還具有誤差小、抗干擾能力強、成本低、便于擴展等多種優(yōu)點，使無線“CWDN”網(wǎng)成為智能灌溉系統(tǒng)首選的組網(wǎng)方式。

網(wǎng)絡采用二級網(wǎng)絡方式。中心（協(xié)調(diào)器）和泵房控制器之間的網(wǎng)絡是一級網(wǎng)絡，也稱泵房網(wǎng)絡。中心為一級網(wǎng)絡的中心。泵房控制器（市電供電的無線模塊節(jié)點）和泵房所管的條田里的控制器（電池供電節(jié)點）之間的網(wǎng)絡是二級網(wǎng)絡。也稱條田網(wǎng)絡。

監(jiān)控上位機軟件要控制條田里閥門開關?？刂屏鞒倘缦拢?/p>

（1）監(jiān)控上位機軟件----（通過232總線）----把喚醒指令發(fā)給中心，中心解析找到目標泵房控制器路徑，把喚醒指令和路徑打包空中協(xié)議幀發(fā)到空中。泵房網(wǎng)絡監(jiān)聽到中心發(fā)出的指令，然后進行中繼，當中繼到目標泵房控制器時，中繼過程結束。然后目標泵房開始喚醒本條田里的控制器。等條田控制器被喚醒后，泵房控制器結束喚醒，按原路徑返回喚醒成功指令給中心，中心解析正確后，把信號給監(jiān)控軟件。

（2）監(jiān)控軟件收到喚醒結束后，又通信232總線給中心發(fā)目標條田控制器開關閥門指令。中心解析后從路由表里找到目標條田控制器的路徑，把喚醒指令和路徑打包空中協(xié)議幀發(fā)到空中。泵房網(wǎng)絡監(jiān)聽到中心發(fā)出的指令，然后進行中繼，當中繼到目標泵房控制器時。泵房控制器把指令發(fā)到條田里，再條田網(wǎng)絡里條田控制器再次中繼，直到把指令中繼到目標條田控制器。

（3）目標條田控制器收到開關閥門指令后，開始啟動閥門驅(qū)動電路，驅(qū)動控制器里的電動機，從而達到開關閥門。

（4）目標條田控制器開關閥門成功后，返回成功指令，成功指令按原路徑返回給監(jiān)控軟件。

（5）監(jiān)控軟件收到正確指令后，發(fā)休眠指令給中心，中心通過泵房網(wǎng)絡把休眠指令中繼到目標泵房上，再由目標泵房控制器廣播休眠指令，條田控制器收到休眠指令后馬上進入休眠。

（6）整個通信流程結束。

注：整個通信流程簡流程示意：喚醒——訪問數(shù)據(jù)或控制設備——休眠。無線通信技術的使用，拓寬了控制器的應用范圍，只要有無線信號覆蓋的地區(qū)，都可以實現(xiàn)遠距離無線采集與控制。實現(xiàn)了計算機和控制器等多方面的互動性，系統(tǒng)還具有自動報警功能，控制器檢測出系統(tǒng)異常，會及時將故障相關信息上報給中央計算機系統(tǒng)，以便迅速地定位并排出故障。遵循方便、穩(wěn)定、可靠的原則，結合的氣候條件，本系統(tǒng)各個子中心均采用太陽能或電力供電，各節(jié)點均可采用干電池或太陽能供電方式，節(jié)點全程工作均采用休眠方式，4只干電池可用4~8個月。

智能灌溉系統(tǒng) - 意義

智能灌溉系統(tǒng)不僅可以提高水源利用率，緩解水資源日趨緊張的矛盾，還可以增加農(nóng)作物的產(chǎn)量，降低農(nóng)產(chǎn)品的成本?；趥鞲衅骷夹g的智能灌溉系統(tǒng)是中國發(fā)展高效農(nóng)業(yè)和精細農(nóng)業(yè)的必由之路。