【案例分享】無線喚醒技術(shù)在灌溉系統(tǒng)上的應(yīng)用案例
加入技術(shù)交流群
概述
農(nóng)業(yè)是一個國家的經(jīng)濟命脈，國家的發(fā)展離不開農(nóng)業(yè)的發(fā)展。我國作為農(nóng)業(yè)大國之一，隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)用水占比也越來越高。并且我國目前農(nóng)業(yè)上的灌溉主要還是以傳統(tǒng)的人工灌溉為主。
傳統(tǒng)的人工灌溉主要有3大缺點：
灌溉人工成本高；
人工灌溉不容易掌控用水量，容易造成灌溉不充分或過量灌溉；
人員活動避免不了影響和破壞農(nóng)作物的生長。
為了降低人工成本，合理地利用水資源，同時提高作物生長的環(huán)境質(zhì)量，那就必須對傳統(tǒng)的灌溉方法進行改進，將科技應(yīng)用到農(nóng)業(yè)灌溉上。本文簡要介紹無線串口模塊的無線喚醒在灌溉系統(tǒng)上的應(yīng)用原理。
無線喚醒
無線喚醒，也可以理解為空中喚醒（英文名叫Wake On Radio），通過無線的手段喚醒處于休眠的節(jié)點模塊。
原理
喚醒方在****有效數(shù)據(jù)前加一段較長的前導(dǎo)碼；被喚醒方周期性地起來監(jiān)聽空中的無線信號，一旦捕捉到正確的前導(dǎo)碼則進入接收數(shù)據(jù)狀態(tài)，若一無所獲則立即進入休眠，等待下一次的喚醒監(jiān)聽。為了保證每次都能正常喚醒被喚醒方，喚醒方****前導(dǎo)碼的時間應(yīng)略大于被喚醒方醒來的時間間隔。如下圖所示:
圖 2無應(yīng)答無線喚醒示意圖
同樣地，若被喚醒方需應(yīng)答喚醒方，則如下圖所示:
圖 3帶應(yīng)答無線喚醒示意圖
方案介紹
方案組成
將無線喚醒應(yīng)用到農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)，整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)主要由多個節(jié)點、網(wǎng)關(guān)、主機端服務(wù)器、用戶端組成，以實現(xiàn)遠程操作、掌握農(nóng)作物當(dāng)前環(huán)境狀態(tài)、合理灌溉。
節(jié)點主要由主控制設(shè)備
E31-T50S2
各類控制器
溫度傳感器
土壤水分傳感器
液位傳感器等組成
如下圖所示:
網(wǎng)關(guān)主要由主控制芯片、無線串口模塊（或類似的大功率模塊）等組成，也起到了轉(zhuǎn)發(fā)中繼的作用。網(wǎng)關(guān)所處的位置離各個節(jié)點位置（各個大棚等）的距離大概相同。當(dāng)然如果在比較小的網(wǎng)絡(luò)里，也可以將網(wǎng)關(guān)部分取締。
方案原理
主機端服務(wù)器主要由主控制設(shè)備、無線串口模塊E31-T50S2（或類似的大功率模塊）、計算機、系統(tǒng)軟件等組成。
用戶端利用各種終端設(shè)備，通過互聯(lián)網(wǎng)與主機端服務(wù)器聯(lián)系起來。
整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)如上所述，當(dāng)工作人員需要知道農(nóng)作物當(dāng)前所處環(huán)境的狀態(tài)，則控制主機端無線串口模塊向空中發(fā)出詢問命令信號。當(dāng)網(wǎng)關(guān)收到正確的詢問命令信號，則向空中發(fā)出一段長度適宜的前導(dǎo)碼+詢問命令信號。
當(dāng)節(jié)點無線串口模塊監(jiān)聽到正確的前導(dǎo)碼，則進入正常工作狀態(tài)，接收詢問命令信號。而后將主控制設(shè)備存儲的溫度、土壤水分、液位等信息集成應(yīng)答信號****到空中，****完成后轉(zhuǎn)換到周期性喚醒監(jiān)聽狀態(tài)。
當(dāng)網(wǎng)關(guān)收到正確的應(yīng)答信號后，將應(yīng)答信號轉(zhuǎn)發(fā)給主機端服務(wù)器。工作人員可以通過終端軟件查看農(nóng)作物當(dāng)前所處環(huán)境的狀態(tài)，如下圖所示:
當(dāng)工作人員確認需進行灌溉，則控制主機端向空中發(fā)出操作命令信號。
當(dāng)網(wǎng)關(guān)收到正確的操作命令信號，則向空中發(fā)出一段長度適宜的前導(dǎo)碼+操作命令信號。當(dāng)節(jié)點無線串口模塊監(jiān)聽到正確的前導(dǎo)碼，則進入正常工作狀態(tài)，接收操作命令信號，并通過串口傳輸信號，傳輸完成后則進入周期性喚醒狀態(tài)。
主控制設(shè)備通過串口得到來自無線串口模塊的信號，分析處理，控制各類設(shè)備完成灌溉的操作，如下圖所示:
目前，該類系統(tǒng)的難點就是節(jié)點整體的低功耗。其中節(jié)點的無線部分已經(jīng)很好地達到了這一目的。隨著物聯(lián)網(wǎng)科技以及新型能源的不斷發(fā)展，這類灌溉系統(tǒng)會更加完善。
以上為本次內(nèi)容全部，希望對您有用，非常感謝您抽出寶貴的時間來這里。歡迎在評論區(qū)留言，并持續(xù)關(guān)注獲取更多精彩內(nèi)容。
*博客內(nèi)容為網(wǎng)友個人發(fā)布，僅代表博主個人觀點，如有侵權(quán)請聯(lián)系工作人員刪除。
