山地果园中低功耗无线滴灌控制装置设计与试验

摘要：

针对山地果园布线困难，而大面积滴灌需要分区控制并集中管理的需求，构建了低成本、低功耗、能满足定时分区灌溉与集中管理需求的小型无线滴灌控制装置。装置采用无线通信方式，硬件选用低功耗微控制器与双稳态电磁阀，系统软件采用基于 CC1100无线唤醒机制的低功耗间同步通信算法，具有避免信道拥塞的特点。试验表明，输入电压9 V时，控制系统静态电流为400 mA、无线唤醒工作电流为19 mA、工作周期内平均电流为439 mA；1节鹏辉450 mAh的AA电池可供系统至少可工作38 d；果园内RSSI信号衰减测试表明通信距离超过60 m，最高平均丢包率为23%；有遮挡的环境中数据丢包率将大于无遮挡环境，但接收信号强度相差不大；在果园环境中尝试使用电力线载波适配器、大功率WiFi无线网桥、GPRS DTU 3种远距离通信模块建立总控制器与远程监控端的数据链路，链路试验表明，GPRS DTU与大功率WiFi网桥均能成功建立通信链路。相比之下，GPRS有强的适应性；采用无线控制系统，系统准时开启电磁阀，开启时间误差小于5 min，土壤含水率变化呈现快速上升后缓慢下降的变化，灌溉区域的土壤含水率保持13%以上，可应用于岭南绝大部分山地果园。解决了控制装置的布线工程困难，实现可远程传输滴灌信息和监测滴灌状态，并可进一步实现分区控制与轮灌控制。

关键词：单片机、无线传感器网络、控制系统、滴灌、低功耗、果园

分类号：S275.6(农田水利)

资助基金：现代农业产业技术体系建设专项资金CARS-27资助、公益性行业农业科研专项经费项目200903023;广东省自然科学基金项目S2012010009856

在线出版日期：2014-05-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：102-109