溫室環境參數採集器的製作方法

2023-09-23 10:13:00 5

專利名稱：溫室環境參數採集器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種採集器，特別是涉及一種適用於物聯網技術應用、系統開發和產品設計的農業用溫室環境參數採集器。
背景技術：
溫室環境參數採集器是一款融合了智能傳感器技術、嵌入式技術、分布式信息處理技術、無線通訊技術、網絡安全技術及專家系統技術和圖像採集處理技術的物聯網產品。 它集成了智能控制算法、溫溼環境預測模型、園藝作物生長發育模型及病害預測模型等，可以根據作物生長發育規律對溫室環境進行智能調控，同時對溫室生產、管理和病蟲害防治有指導作用。在網絡安全協議、大規模傳感器網絡的節點移動性管理、自組織、自愈性和系統功耗問題等一系列關鍵技術方面均處於市場的前沿。溫室環境參數採集器可廣泛應用於設施農業、園藝、畜牧業等領域，為實現對設施農業綜合生態信息自動監測、對環境進行自動控制和智能化管理提供科學依據。目前常用的空氣溫溼度參數測控系統大多存在至少三大缺點1、需要大量的連線才能把現場傳感器信號送到採集卡上，布線施工麻煩，施工成本高。2、線路上傳送的是模擬信號易受幹擾和損耗。3、需要外部供電，功耗大，容易出現因供電問題而引起的設備故障。如何來解決上述問題，目前最理想的解決方案是基於物聯網技術的RFID和 ZigBee無線傳感網解決方案。無線傳感技術(Wrieless Sensor Net, WSN)作為一門面向應用的研究領域，在近幾年得到了飛速的發展，基於物聯網技術的RFID和ZigBee無線傳感網解決不需要現場布線，單節點的成本相對布線方案更低，也不會存在線路上的信號損耗， 低功耗設計和太陽能供電可以最大限度的使用電池電量不依賴外部電源，WSN短程、低速、 廉價的無線通信技術的應用，更加貼近人們的日常生活。

實用新型內容本實用新型就是為了解決上述技術問題，而提供一種溫室環境參數採集器，它達到了使用方便、提高工作效率、結構簡單、便攜的目的，無需大量連線，信號傳輸準確，使用壽命長，適用於物聯網技術應用、系統開發和產品設計。為了達到上述目的，本實用新型是通過下述技術方案實現的 一種溫室環境參數採集器，它包括數據採集控制單元和電源，傳感器、第一控制電路和第二控制電路的輸出端與數據採集控制單元連接，數據採集控制單元的輸出端與第一控制電路和第二控制電路的連接，第一控制電路的輸出端與第一接收器連接，第二控制電路的輸出端與第二接收器連接，第二控制電路與天線連接。所述的電源為直流電源。所述的第一接收器和第二接收器為RTU主板ZigBee接收器。[0014]所述的傳感器為低功耗傳感器。所述的數據採集控制單元採用ARM Cortex-M3晶片。由於採用上述技術方案，使得本實用新型具有如下優點和效果本實用新型結構簡單，無線傳感器網絡(WSN)是由大量部署在作用區域內的、具有無線通信與計算能力的傳感器通過自組織方式構成的能根據環境自主完成指定任務的分布式智能化網絡系統。傳感器網絡可以在獨立的環境下運行，也可以通過網關連接到計算機網絡，使用戶可以遠程訪問。本實用新型綜合了傳感器技術、嵌入式計算技術、現代網絡及無線通信技術、分布式信息處理技術等，能夠通過各類集成化的微型傳感器協作地實施監測、感知和採集各種環境或監測對象的信息，通過嵌入式系統對信息進行處理，並通過隨機自組織無線通信網絡以多跳中繼方式將感知信息傳送到用戶終端。本實用新型達到了使用方便、提高工作效率、結構簡單、便攜的目的，無需大量連線，信號傳輸準確，使用壽命長。 本實用新型可廣泛應用於設施農業、園藝、畜牧業等領域，為實現對設施農業綜合生態信息自動監測、對環境進行自動控制和智能化管理提供科學依據。

圖1是本實用新型的結構方框圖。圖中，1、傳感器，2、數據採集控制單元，3、第一控制電路，4、第一接收器，5、第二控制電路，6、第二接收器，7、直流電源供電，8、天線。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步詳細說明，但本實用新型的保護範圍不受實施例所限。如圖1所示，本實用新型溫室環境參數採集器，它包括數據採集控制單元2和電源，其結構如下傳感器1、第一控制電路3和第二控制電路5的輸出端與數據採集控制單元2連接，數據採集控制單元2的輸出端與第一控制電路3和第二控制電路5的連接，第一控制電路3的輸出端與第一接收器4連接，第二控制電路5的輸出端與第二接收器6連接， 第二控制電路5與ZigBee天線8連接。本實用新型採集器供電方式為直流電源7供電。上述的第一接收器4和第二接收器6為RTU主板ZigBee接收器。傳感器1為低功耗傳感器。上述的第一控制電路3為RFID控制電路，第二控制電路5為ZigBee控制電路。本實用新型的數據採集控制單元2的通信接口支持Zigbee、RFID無線方式， Zigbee通信板採用JN5139模塊設計，無遮擋通信距離高達Ikm ；2. 4G自由協議RFID通信板使用美國TI公司CC2500設計，搭配超低功耗MSP430單片機，無遮擋通信距離可達60m ； 本系統可以覆蓋遠程、中程和近程不同距離和不同協議的無線通信開發需求。上述傳感器節點板的數量和節點所使用模塊類型可以由用戶根據自己的實驗規模來定製。此為常規技術不再詳細描述。上述數據採集控制單元2採用ARM CorteX-M3晶片，支持ZIGBEE，RFID無線通信，。 可以運行uCosII或RT-Thread等嵌入式作業系統，可構建實時傳感器網絡。上述的傳ZigBee控制電路、RFID控制電路為傳感器數據的發送或接收端。數據採集控制單元2包括休眠控制算法、發射頻率控制、信號採集控制。
權利要求1.一種溫室環境參數採集器，它包括數據採集控制單元(2)和電源，其特徵在於結構如下傳感器(1)、第一控制電路(3)和第二控制電路(5)的輸出端與數據採集控制單元(2) 連接，數據採集控制單元(2)的輸出端與第一控制電路(3)和第二控制電路(5)的連接，第一控制電路(3)的輸出端與第一接收器(4)連接，第二控制電路(5)的輸出端與第二接收器(6)連接，第二控制電路(5)與天線(8)連接。
2.根據權利要求1所述的溫室環境參數採集器，其特徵在於所述的電源為直流電源(7)。
3.根據權利要求1所述的溫室環境參數採集器，其特徵在於所述的第一接收器(4)和第二接收器(6)為RTU主板ZigBee接收器。
4.根據權利要求1所述的溫室環境參數採集器，其特徵在於所述的傳感器(1)為低功耗傳感器。
5.根據權利要求1所述的溫室環境參數採集器，其特徵在於所述的數據採集控制單元 (2)採用 ARM Cortex-M3 晶片。
專利摘要本實用新型涉及一種參數採集器，特別是涉及一種適用於物聯網技術應用、系統開發和產品設計的農業用溫室環境控制器。它包括數據採集控制單元(2)和電源，傳感器(1)、第一控制電路(3)和第二控制電路(5)的輸出端與數據採集控制單元(2)連接，數據採集控制單元(2)的輸出端與第一控制電路(3)和第二控制電路(5)的連接，第一控制電路(3)的輸出端與第一接收器(4)連接，第二控制電路(5)的輸出端與第二接收器(6)連接，第二控制電路(5)與天線(8)連接。本實用新型結構簡單，達到了使用方便、提高工作效率、結構簡單、便攜的目的，無需大量連線，信號傳輸準確，使用壽命長。
文檔編號G08C17/02GK202306806SQ20112044237
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月10日 優先權日2011年11月10日
發明者劉冶, 盧闖, 宣鍇, 張玉鑫, 彭秀媛, 朱巍, 李穎, 杜霖春, 王博, 王昕 , 王春萌, 王蓮花, 白冰 申請人:遼寧省農業科學院