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摘 要：针对黑龙江垦区灌溉用水率低、资源不足等问题，本文着重解决该问题，基于无线传感器网络、MSP430单片机控制和C#编程平台设计出满足垦区需要的智能化节水灌溉系统。通过监测点对农田土壤含水量进行评估，按需进行灌溉，从而实现低成本、低能耗的无线通信远程监控、智能化控制、节水灌溉的目的。
关键词：节水灌溉；无线网络；传感器；智能化
中图分类号：TV213.4
有农的地方灌溉用水都是一个值得重视的问题，在黑龙江的垦区，灌溉用水的利用率很低（约为35%），直接影响了垦区的发展，且垦区主要种植作物水稻、玉米均为高耗水作物，水资源严重不足的现状就更加凸显，如何提高垦区农田灌溉用水的利用率已成为亟需解决的重要课题。目前我国多地根据实际情况研究节水灌溉，本文基于无线传感器的智能化节水灌溉系统，着眼于解决黑龙江垦区的农田灌溉节水问题。
1 系统结构
智能化节水灌溉系统基于无线传感网络而设计，将节水灌溉、控制、无线网络的技术有机结合，从而随农田含水量做出精准评估，再通过无线网络给出相应供水对策，实现智能化节水灌溉的初衷。其系统结构：通过无线网络，各个监测点水分测试点得出相应含水量评估后，通过无线路由器和基站，反馈到总监控中心，监控中心根据评估后，通过基站和无线路由器，向各个农田灌溉检测点发出灌溉用水量指示，实现自动化灌溉的目的。
2 网络设计
网络设计就是对无线传感器网络的设计，即对各个节水灌溉的监测点的设计，其功能包括：信息采集、信息处理、通信等。通过传感器将数据采集后，进行数据AD/DA转换后进行分析处理，在利用无线网络将采集处理的信息传送出去。其硬件设计包括：传感器模块的设计和控制器模块的设计两大部分。
2.1 传感器模块
在该系统中，土壤水分检测采用温湿度传感器M35。该温湿度传感器具有超高采集速率、超高精度、超长待机等优点，使监测点监测数据更具可靠性。
2.2 控制器模块
控制器模块选择MSP430嵌入式单片机处理器，本产品具有低功耗、处理强、外围模块丰富、便与开发等特点，本设计为了减低成本，提高性价比，选择本系列单片机对数据进行处理并控制，配备串/并行通信和模数采样器，满足对土壤温湿度采样精度的要求。
3 硬件模块设计
关于本设计无线网关的选择，本设计基于ARM920内核的16/32位RISC嵌入式微处理器S3C2410。ARM920内核包括：ARM9TDMI、存储管理单元MMU和高速缓存3部分组成。其控制部分采用核心板和底板设计包括：集成三星的S3C2410处理器32位ARM920内核为核心板、16MB的FLASH RAM和32MB的SD RAM两种存储器、LCD显示器、键盘、USB/串/并行接口电路、电源电路等构成。
同时该设计的网关还配有无线通信单元，用来将信息无线传送至远程监控中心。无线通信单元由具备将采集端搜集的各类土壤信息传输到互联网中的服务器终端，工作人员可以通过手机、PDA、微型电脑和小型机等无线传输设备实时监控各类信息的差异化模块组成。
4 管理模块设计
在无线传感器网络智能化节水灌溉系统的管理模块中：远程监控中心，通过各监测点发送的的土壤水分检测数据进行信息处理，并对其做出相应的控制反馈，使数据采集、数据处理、控制成为一个完整的控制网路。每个传感器，在传感节点上电初始化后便建立链接，无线网关接到中断请求时触发中断，通过路由节点激活该点无线传感器网络，发送/接收相应信息，并进行处理，完成后进入等待状态，等待再次中断申请。每个无线传感器网络节点轮询周期性激活，根据信道的状态做出相应响应。本管理模块利用C#程序设计，采用终端是别的方法实现对监测点土壤水分信息评估及控制灌溉命令的接收与发送，每个无线传感器网络节点的程序流程图：
5 结束语
本设计根据黑龙江垦区实际情况，利用无线传感网络实现智能化节水灌溉，本着低成本、低能耗、性价比高的原则，采用无线通信技术，减少了环境影响和布线问题的干扰，提高了本系统控制的便捷性能，利用无线传感器网络、MSP430单片机和C#编程实现了对垦区农田各个检测点精准检测，并根据监测评估做出相应的灌溉控制，实现智能化、节能、高效的节水灌溉系统。便于管理者了解灌溉用水分布情况从而提前做出相应的预防和预测工作。同时便于远程控制和管理，具有很大的推广价值。
参考文献：
[1]幻王浩.建立良性有效的节水机制[N].光明日报，2009.
[2]韩立岩.节水灌溉技术研究[J].现代农业科技，2009.
[3]罗金耀.节水灌溉理论与技术（第2版）[M].武汉：武汉大学出版社，2003.
[4]汪恕诚.建设节水型社会工作的若干要点[J].中国水利水电科学研究院学报，2003（03）：3-4.
作者简介：赵秋多（1979.05-），女，黑龙江哈尔滨人，硕士，讲师，研究方向：通信与电子。
作者单位：哈尔滨广厦学院，哈尔滨 150025
关键词：节水灌溉；无线网络；传感器；智能化
中图分类号：TV213.4
有农的地方灌溉用水都是一个值得重视的问题，在黑龙江的垦区，灌溉用水的利用率很低（约为35%），直接影响了垦区的发展，且垦区主要种植作物水稻、玉米均为高耗水作物，水资源严重不足的现状就更加凸显，如何提高垦区农田灌溉用水的利用率已成为亟需解决的重要课题。目前我国多地根据实际情况研究节水灌溉，本文基于无线传感器的智能化节水灌溉系统，着眼于解决黑龙江垦区的农田灌溉节水问题。
1 系统结构
智能化节水灌溉系统基于无线传感网络而设计，将节水灌溉、控制、无线网络的技术有机结合，从而随农田含水量做出精准评估，再通过无线网络给出相应供水对策，实现智能化节水灌溉的初衷。其系统结构：通过无线网络，各个监测点水分测试点得出相应含水量评估后，通过无线路由器和基站，反馈到总监控中心，监控中心根据评估后，通过基站和无线路由器，向各个农田灌溉检测点发出灌溉用水量指示，实现自动化灌溉的目的。
2 网络设计
网络设计就是对无线传感器网络的设计，即对各个节水灌溉的监测点的设计，其功能包括：信息采集、信息处理、通信等。通过传感器将数据采集后，进行数据AD/DA转换后进行分析处理，在利用无线网络将采集处理的信息传送出去。其硬件设计包括：传感器模块的设计和控制器模块的设计两大部分。
2.1 传感器模块
在该系统中，土壤水分检测采用温湿度传感器M35。该温湿度传感器具有超高采集速率、超高精度、超长待机等优点，使监测点监测数据更具可靠性。
2.2 控制器模块
控制器模块选择MSP430嵌入式单片机处理器，本产品具有低功耗、处理强、外围模块丰富、便与开发等特点，本设计为了减低成本，提高性价比，选择本系列单片机对数据进行处理并控制，配备串/并行通信和模数采样器，满足对土壤温湿度采样精度的要求。
3 硬件模块设计
关于本设计无线网关的选择，本设计基于ARM920内核的16/32位RISC嵌入式微处理器S3C2410。ARM920内核包括：ARM9TDMI、存储管理单元MMU和高速缓存3部分组成。其控制部分采用核心板和底板设计包括：集成三星的S3C2410处理器32位ARM920内核为核心板、16MB的FLASH RAM和32MB的SD RAM两种存储器、LCD显示器、键盘、USB/串/并行接口电路、电源电路等构成。
同时该设计的网关还配有无线通信单元，用来将信息无线传送至远程监控中心。无线通信单元由具备将采集端搜集的各类土壤信息传输到互联网中的服务器终端，工作人员可以通过手机、PDA、微型电脑和小型机等无线传输设备实时监控各类信息的差异化模块组成。
4 管理模块设计
在无线传感器网络智能化节水灌溉系统的管理模块中：远程监控中心，通过各监测点发送的的土壤水分检测数据进行信息处理，并对其做出相应的控制反馈，使数据采集、数据处理、控制成为一个完整的控制网路。每个传感器，在传感节点上电初始化后便建立链接，无线网关接到中断请求时触发中断，通过路由节点激活该点无线传感器网络，发送/接收相应信息，并进行处理，完成后进入等待状态，等待再次中断申请。每个无线传感器网络节点轮询周期性激活，根据信道的状态做出相应响应。本管理模块利用C#程序设计，采用终端是别的方法实现对监测点土壤水分信息评估及控制灌溉命令的接收与发送，每个无线传感器网络节点的程序流程图：
5 结束语
本设计根据黑龙江垦区实际情况，利用无线传感网络实现智能化节水灌溉，本着低成本、低能耗、性价比高的原则，采用无线通信技术，减少了环境影响和布线问题的干扰，提高了本系统控制的便捷性能，利用无线传感器网络、MSP430单片机和C#编程实现了对垦区农田各个检测点精准检测，并根据监测评估做出相应的灌溉控制，实现智能化、节能、高效的节水灌溉系统。便于管理者了解灌溉用水分布情况从而提前做出相应的预防和预测工作。同时便于远程控制和管理，具有很大的推广价值。
参考文献：
[1]幻王浩.建立良性有效的节水机制[N].光明日报，2009.
[2]韩立岩.节水灌溉技术研究[J].现代农业科技，2009.
[3]罗金耀.节水灌溉理论与技术（第2版）[M].武汉：武汉大学出版社，2003.
[4]汪恕诚.建设节水型社会工作的若干要点[J].中国水利水电科学研究院学报，2003（03）：3-4.
作者简介：赵秋多（1979.05-），女，黑龙江哈尔滨人，硕士，讲师，研究方向：通信与电子。
作者单位：哈尔滨广厦学院，哈尔滨 150025