一種監測農作物生長環境二氧化碳濃度的無線網絡裝置製造方法

2023-12-11 14:56:02

一種監測農作物生長環境二氧化碳濃度的無線網絡裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種監測農作物生長環境二氧化碳濃度的無線網絡裝置，包括發送端和接收端，所述發送端包括電源、傳感器接口電路和單片機，電源為整個裝置供電，所述傳感器接口電路連接單片機，其特徵在於：發送端還包括射頻電路，所述射頻電路連接單片機；所述的傳感器接口電路包含二氧化碳濃度傳感器和低通濾波器，二氧化碳濃度傳感器通過低通濾波器與單片機連接。本實用新型採用無線傳輸方式，無需鋪設線路，安裝方便，擴展性較好，節點功耗較低，網絡生命周期較長，從而有效地節約了農業生產的成本。
【專利說明】一種監測農作物生長環境二氧化碳濃度的無線網絡裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種監測農作物生長環境二氧化碳濃度的無線網絡裝置，屬於農業測控領域。
[0002]【背景技術】
[0003]隨著計算機與信息技術在農業上的廣泛應用，精準農業控制可以極大地節約人力的投入，降低生產成本，提高土地的收益率，同時十分有利於環境保護。農業環境信息的獲取為精準農業提供了數據基礎，是精準農業的前提。監測農作物生長環境二氧化碳濃度的無線網絡裝置通過實時測量農作物環境空氣中的二氧化碳濃度信息，傳送給信息中心收集和處理，為農作物提供個最佳的生長環境，能有效提高農作物的產量。
[0004]目前二氧化碳濃度信息監測在農業大棚、環境監測等方面應用越來越廣泛，隨之而來對成本、精確度、操作簡便性等要求也越來越高。由於傳感器節點通常數量較多且位置不定，數據傳輸上採用傳統的有線傳輸方式在實際操作中不易實施，同時在能源提供上，採用電纜供電的方式也同樣面臨不易操作和成本較高的問題。
實用新型內容
[0005]為了解決上述【背景技術】存在的問題，本實用新型旨在提供一種監測農作物生長環境二氧化碳濃度的無線網絡裝置。
[0006]為了實現上述的技術目的，本實用新型的技術方案為:
[0007]一種監測農作物生長環境二氧化碳濃度的無線網絡裝置，包括發送端和接收端，所述發送端包括電源、傳感器接口電路和單片機，電源為整個裝置供電，所述傳感器接口電路連接單片機，發送端還包括射頻電路，所述射頻電路連接單片機；所述的傳感器接口電路包含二氧化碳濃度傳感器和低通濾波器，二氧化碳濃度傳感器通過低通濾波器與單片機連接。
[0008]其中，上述的射頻電路包含依次連接的AT86RF212射頻晶片、平衡-不平衡轉換器、低通濾波晶片和天線，所述AT86RF212射頻晶片連接單片機。
[0009]其中，上述的單片機採用C8051F912單片機。
[0010]其中，上述的C8051F912單片機的P0.7 口經一個電阻與傳感器接口電路的模擬信
號輸出端連接。
[0011]其中，上述的C8051F912 單片機的 Pl.0 口、Pl.1 口、Pl.2 口、Pl.3 口、Pl.4 口、Pl.5 口和 P0.1 口分別與 AT86RF212 射頻晶片的 SCLK 端、MISO 端、MOSI 端、SEL 端、/RST端、SLP_TR端和IRQ端連接。
[0012]採用上述技術方案，帶來的有益效果是:
[0013](I)本實用新型用無線傳輸方式取代了有線連接方式，無需鋪設線路，安裝方便，具有良的擴展性；使用乾電池供電，取代了傳統的電纜供電方式，節約了農業生產的成本；
[0014](2)本實用新型採用提供低功耗模式的C8051F912為處理器，降低了節點功耗，有助於延長網絡生命周期。【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的系統結構框圖。
[0016]圖2是本實用新型的發送端的具體電路圖。
[0017]標號說明:Ul—低通濾波晶片；U2—平衡-不平衡轉換器；P1—天線。【具體實施方式】
[0018]以下將結合附圖，對本實用新型的技術方案進行詳細說明。
[0019]如圖1所示的本實用新型的結構框圖，一種監測農作物生長環境二氧化碳濃度的無線網絡裝置，包括發送端和接收端，所述發送端包括電源、傳感器接口電路和單片機，電源為整個裝置供電，所述傳感器接口電路連接單片機，發送端還包括射頻電路，所述射頻電路連接單片機。其中，傳感器接口電路包含二氧化碳濃度傳感器和低通濾波器，二氧化碳濃度傳感器通過低通濾波器與單片機連接。射頻電路包含依次連接的AT86RF212射頻晶片、平衡-不平衡轉換器、低通濾波晶片和天線，所述AT86RF212射頻晶片連接單片機。單片機採用C8051F912單片機，且C8051F912單片機的P0.7 口經一個電阻與傳感器接口電路的模擬信號輸出端連接，08051?912單片機的？1.0 口、Pl.1 口、Pl.2 口、Pl.3 口、Pl.4 口、Pl.5口和 P0.1 口分別與 AT86RF212 射頻晶片的 SCLK 端、MISO 端、MOSI 端、SEL 端、/RST 端、SLP_TR端和IRQ端連接。
[0020]在本實例中，採用如圖2所示的本實用新型的發送端的具體電路圖。本實用新型的發送端包括電源、傳感器接口電路、單片機和射頻電路。電源採用3節乾電池供電，二極體Dl的正極連接乾電池的負極，二極體Dl的負極通過電容Cl濾波後，一端接到單片機和射頻晶片的模擬電源輸入端VCC_SYS2，另一端通過一個電阻Rl接到為單片機、二氧化碳濃度感器和射頻晶片供電的數字電源輸入端VCC_SYS1。在傳感器接口電路中，電阻R2的一端經電容C2後接VCC_SYS1，另一端與C8051F912單片機的P0.7 口連接，從而構成一個低通濾波器。二氧化碳濃度傳感器與電阻R2和電容Cl的連接點連接，利用低通濾波原理為傳感器輸出的模擬信號進行濾波。C8051F912單片機的Pl.0端、Pl.1端、Pl.2端、Pl.3端Pl.4端、Pl.5端和P0.1端分別與AT86RF212射頻晶片的SCLK端、MISO端、MOSI端、SEL端、/RST端、SLP_TR端和IRQ端連接。C8051F912單片機與AT86RF212射頻晶片之間採用串行外設接口協議進行通信，其中單片機為SPI主器件，射頻晶片為SPI從器件。AT86RF212射頻晶片的引腳1、2、3、6、7、9、10、14、16、17、18、21、27、30、31和32接地，引腳13與引腳12連接並一同經旁路電容ClO接地，引腳15經 3.3V電源與電源旁路電容C9連接後接地。AT86RF212射頻晶片的XTALl端和XTAL2端分別經電容C5和C6後接地，XTALl與C5的連接點和XTAL2與C6的連接點之間接入晶振X2。AT86RF212射頻晶片的EVDD端接數字電源輸入端VCC_SYS1，且EVDD端接數字電源輸入端VCC_SYS1的連接點經電源旁路電容C3接地，AVDD端經旁路電容C4接地。AT86RF212射頻晶片的雙向差分天線引腳RFP、RFN分別經RF耦合電容C7、CS與平衡-不平衡轉換器U2連接，平衡-不平衡轉換器U2再與低通濾波晶片Ul連接，實現差分信號向單端信號的轉換。低通濾波晶片Ul再與天線Pl連接，將數據以無線傳輸的形式發送給接收端。在進行一次數據採集和發送後，可通過配置C8051F912單片機中的電源管理模塊(PMUO)進入SLEEP模式，在下一個工作周期到來時再切換回NORMAL模式。
[0021]以上實施例僅為說明本實用新型的技術思想，不能以此限定本實用新型的保護範圍，凡是按照本實用新型提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本實用新型保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種監測農作物生長環境二氧化碳濃度的無線網絡裝置，包括發送端和接收端，所述發送端包括電源、傳感器接口電路和單片機，電源為整個裝置供電，所述傳感器接口電路連接單片機，其特徵在於:發送端還包括射頻電路，所述射頻電路連接單片機；所述的傳感器接口電路包含二氧化碳濃度傳感器和低通濾波器，二氧化碳濃度傳感器通過低通濾波器與單片機連接。
2.根據權利要求1所述的一種監測農作物生長環境二氧化碳濃度的無線網絡裝置，其特徵在於:所述的射頻電路包含依次連接的AT86RF212射頻晶片、平衡-不平衡轉換器、低通濾波晶片和天線，所述AT86RF212射頻晶片連接單片機。
3.根據權利要求2所述的一種監測農作物生長環境二氧化碳濃度的無線網絡裝置，其特徵在於:所述的單片機採用C8051F912單片機。
4.根據權利要求3所述的一種監測農作物生長環境二氧化碳濃度的無線網絡裝置，其特徵在於:所述的C8051F912單片機的P0.7 口經一個電阻與傳感器接口電路的模擬信號輸出端連接。
5.根據權利要求3或4所述的一種監測農作物生長環境二氧化碳濃度的無線網絡裝置，其特徵在於:所述的C8051F912單片機的PL O 口、PL I 口、PL 2 口、PL 3 口、PL 4 口、Pl.5 口和 P0.1 口分別與射頻晶片 AT86RF212 的 SCLK 端、MISO 端、MOSI 端、SEL 端、/RST端、SLP_TR端和IRQ端連接。
【文檔編號】G08C17/02GK203588443SQ201320716683
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月14日 優先權日:2013年11月14日
【發明者】嚴錫君, 鬱麟玉, 嚴妍, 孫桐, 王玲玲, 趙光辰, 卜暘, 孫奕, 孟祥薇 申請人:河海大學