基於nrf905的農業大棚無線數據採集接收系統的製作方法

2023-05-27 07:58:41 2

基於nrf905的農業大棚無線數據採集接收系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基於nrf905的農業大棚無線數據採集接收系統，包括無線連接的數據採集裝置、數據接收裝置，數據採集裝置包括依次串聯的數據採集單元、第一主控單元、第一無線通信單元，以及供電單元；數據接收裝置包括依次串聯的第二無線通信單元、第二主控單元、串口轉換單元、PC機；第一無線通信單元、第二無線通信單元分別為nrf905無線射頻晶片，第一無線通信單元的信號輸出端無線連接第二無線通信單元的信號輸入端。本實用新型將採集到的大棚環境信息經射頻信號的方式進行遠程傳輸，實現數據實時採集、監控，節省了勞動力；具有結構簡單，便於人員操作，成本低，採集數據準確的特點。本實用新型適用於對農業大棚的環境數據進行實時在線監測。
【專利說明】基於nrf905的農業大棚無線數據採集接收系統

【技術領域】
[0001] 本實用新型屬於環境信息採集領域，涉及農業大棚的環境信息採集，具體地說是 一種基於nrf905的農業大棚無線數據採集接收系統。

【背景技術】
[0002] 隨著科技的發展，農業溫室大棚的普及極大地提高了農作物的產量，豐富了我們 的菜餚，同時也提高了農民的收入。溫室大棚主要通過控制環境條件以為農作物生長提供 最為適宜的生長環境。我國一些大型農業大棚業主，擁有豐厚的資金，為了提高農作物的質 量和產量而使用一些昂貴、先進的設備，且配有專業技術人員對這些設備進行應用操作。
[0003] 由於先進設備價格昂貴，技術操作要求高，普及率不高，導致一些中小型的農業大 棚依舊停留在傳統的人為觀察大棚環境的模式，即需要人工定時定期的進入農業大棚內， 觀察農作物的生長狀況，沒有採用便捷的設備對農業大棚中的環境數據進行實時監測。 實用新型內容
[0004] 為解決現有技術中存在的以上不足，本實用新型提供了一種基於nrf905的農業 大棚無線數據採集接收系統，其結構簡單，便於人員操作，成本低，採集數據準確，適用於對 農業大棚的環境數據進行實時監測。
[0005] 為實現上述目的，本實用新型所採用的技術方案如下：
[0006] -種基於nrf905的農業大棚無線數據採集接收系統，包括無線連接的數據採集 裝置、數據接收裝置，所述數據採集裝置包括依次串聯的數據採集單元、第一主控單元、第 一無線通信單元，還包括為第一主控單元、第一無線通信單元提供電源的供電單元；
[0007] 所述數據接收裝置包括依次串聯的第二無線通信單元、第二主控單元、串口轉換 單元、PC機；
[0008] 所述第一無線通信單元、第二無線通信單元分別為nrf905無線射頻晶片；
[0009] 所述第一無線通信單元的信號輸出端無線連接第二無線通信單元的信號輸入端。
[0010] 作為對本實用新型的限定，所述數據採集單元包括相互並聯設置的數字型溫溼度 傳感器DHT11、數字型土壤溼度傳感器SHT11、數字型光照強度傳感器BH1750FVI ;它們的信 號輸出端分別與第一主控單元的信號輸入端相連。
[0011] 作為對本實用新型的另一種限定，所述第一主控單元、第二主控單元分別為 STC89C52單片機晶片。
[0012] 作為對本實用新型的第三種限定，所述第一主控單元的輸出端與顯示單元相連。
[0013] 作為對上述方式的限定，所述顯示單元為IXD1602液晶顯示屏。
[0014] 作為對本實用新型的第四種限定，所述供電單元為ASM1117電壓轉化晶片。
[0015] 本實用新型還有一種限定，所述串口轉換單元為PL2303接口轉換器。
[0016] 由於採用了上述技術方案，本實用新型與現有技術相比，所取得的技術進步在 於：
[0017] ①本實用新型通過第一無線通信單元、第二無線通信單元將採集到的大棚環境信 息經射頻信號的方式進行遠程傳輸，實現數據實時採集、監控，節省了勞動力；
[0018] ②數據採集單元用於採集大棚中的環境信息，數據採集單元均採用數字型傳感 器，傳感器內部集成AD轉換功能，無需外置AD轉換單元，節約成本；
[0019] ③顯示單元還可實現採集的數據在大棚前臺顯示；
[0020] ④本實用新型的各個單元的晶片均為通用型號，價格低廉，節省了硬體開發的人 工成本及材料成本。
[0021] 綜上所述，本實用新型結構簡單，便於人員操作，成本低，採集數據準確。
[0022] 本實用新型適用於對農業大棚的環境數據進行實時監測。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 下面結合附圖及具體實施例對本實用新型作更進一步詳細說明。
[0024] 圖1為本實用新型實施例1的原理框圖；
[0025] 圖2為圖1中的數據採集單元1的電路原理圖；
[0026] 圖3為圖1中的顯示單元4的電路原理圖；
[0027] 圖4為圖1中的第一主控單元2、第二主控單元7的電路原理圖；
[0028] 圖5為圖1中的第一無線通信單元3、第二無線通信單元6的電路原理圖；
[0029] 圖6為圖1中的供電單元5的電路原理圖；
[0030] 圖7為圖1中的串口轉換單元8的電路原理圖。
[0031] 圖中：1、數據採集單元；2、第一主控單元；3、第一無線通信單元；4、顯示單元；5、 供電單元；6、第二無線通信單元；7、第二主控單元；8、串口轉換單元；9、PC機。

【具體實施方式】
[0032] 實施例1
[0033] -種基於nrf905的農業大棚無線數據採集接收系統，結構如圖1所示，由數據採 集裝置、數據接收裝置構成。其中：
[0034] (一）數據採集裝置
[0035] 數據採集裝置包括數據採集單元1、第一主控單元2、第一無線通信單元3、顯示單 元4、供電單元5。數據採集單元1的輸出端與第一主控單元2的輸入端相連，第一主控單 元2的輸出端分別與第一無線通信單元3的輸入端、顯示單元4的輸入端相連，供電單元5 的輸入端分別與第一主控單元2、第一無線通信單元3相連。
[0036] ①第一主控單元2採用STC89C52單片機晶片，其電路原理圖如圖4所示，其中主 控晶片STC89C52的第40引腳接5V電源，第20引腳接地，第18、19引腳通過第一晶振Y1、 第三、第四電容C3\C4接地，形成外接晶振電路，為STC89C52的工作提供時鐘信號，第9引 腳通過第十二極體D10、第二電阻R2、第二電容C2及5V電源形成復位電路。
[0037] ②數據採集單元1設有三種相互並聯設置的數字型傳感器，如圖2所示，包括溫溼 度傳感器DHT11，土壤溼度傳感器SHT11、光照強度傳感器BH1750FVI，其電源端均採用5V電 源供電，接地端接地。溫溼度傳感器DHT11的第2引腳通過第一電阻R1與第3引腳串聯， 且與第一主控單元3中STC89C52的第1引腳相連，土壤溼度傳感器SHT11的第2、3引腳 分別與STC89C52的第2、22引腳相連，光照強度傳感器BH1750FVI的第2、3、4引腳分別與 STC89C52的第3、22、21引腳相連。
[0038] ③顯示單元4採用IXD1602液晶顯示屏，電路原理圖如圖3所示，顯示屏IXD1602 的第2引腳接5V電源，第1引腳接地，第15引腳通過第一電容C1與第16引腳串聯接地； 控制引腳第3、4、5引腳分別與片STC89C52的第23、22、21引腳相連，數據引腳第6至13引 腳分別與STC89C52的第1至8引腳相連。
[0039] ④第一無線通信單元3為nrf905無線射頻晶片，電路原理圖如圖5所示，射頻芯 片NRF905的第4引腳接3V電源，第4引腳通過第五電容C5與第9引腳串聯接地，第16、 18、22、24、26、27、28、29、30引腳接地，其第14、15引腳通過第二晶振Y2、第四電子R4、第 十六、第十七電容C16\C17接地，形成晶振電路，為NRF905的工作提供時鐘信號，第31引腳 與第六電容串聯接地，第25引腳接3V電源，第七、第八電容C7\C8並聯後接地，並與第25 引腳串聯，第23引腳與第三電阻R3串聯接地，第20、21引腳通過第九、第十、第i^一電容 C9\C10\C11，第一、第二、第三電感L1\L2\L3、第十二、第十三、第十四電容C12\C13\C14接 地，形成天線電路，用於發射信號，第19引腳與第十一電容C11串聯接地，第三電感C3與 第十三電容C13連接點與第19引腳相連；
[0040] 射頻晶片NRF905的第1、2引腳分別與第一主控單元3的晶片STC89C52的第26、25 引腳相連，第6、7、8引腳與STC89C52的第14、12、13引腳相連，第10至14引腳與STC89C52 的第10至14引腳相連，第32引腳與STC89C52的第27引腳相連。
[0041] ⑤供電單元5為ASM1117電壓轉化晶片，供電單元5將5V電壓轉換成3V，為 NRF905提供工作電壓，如圖6所示，電壓轉換晶片ASM1117的輸入端Vin與5V電源相連， 與第二十二電容C22串聯後接地，接地端GND直接接地，第五電阻R5、第十三二極體D13串 聯後與第二十四電感C24並聯，形成的電路與Vout引腳串聯後接地。
[0042] (二）數據接收裝置
[0043] 數據接收裝置包括第二無線通信單元6、第二主控單元7、串口轉換單元8、PC機9。 第二無線通信單元6的輸出端與第二主控單元7的輸入端相連，第二主控單元7的輸出端 與串口轉換單元8的輸入端相連，串口轉換單元8的輸出端與PC機9相連。
[0044] ①第二主控單元7採用STC89C52單片機晶片，其電路原理圖與第一主控單元2相 同，如圖4所示。
[0045] ②第二無線通信單元6採用nrf905無線射頻晶片，其電路原理圖與第一無線通信 單元3相同，如圖5所示。第一無線通信單元3的信號輸出端無線連接第二無線通信單元 6的信號輸入端。
[0046] ③串口轉換單元6為PL2303接口轉換器，電路原理圖如圖7所示，其中串口轉換 晶片PL2303第8引腳接5V電源，第7引腳與第二十五電容C25串聯接地，第18、21、23、25、 26引腳接地，第22引腳與第二十六電容C26、5V電源串聯後與USB的第1引腳相連，第17 引腳與5V電源相連，第17引腳與第六電阻R6串聯、第15引腳與第八電阻R8串聯，兩個串 聯電路並聯後與USB的第3引腳相連，第16引腳與第七電阻R7串聯後與USB的第2引腳 相連；串口轉換晶片PL2303的第1、5引腳分別與STC89C52的第10、11引腳相連，USB直接 與PC機9相連。
[0047] 本實施例將數據採集單元1放置於大棚中的不同位置，對不同點進行數據採集， 數據採集單元1通過三種數字型傳感器，採集大棚中環境信息，將採集到的數據發送至第 一主控單元2,第一主控單元2通過顯示單元4,實現數據前臺顯示，通過第一無線通信單元 3將數據發送出去，通過第二無線通信單元6接收數據，經第二主控單元7處理後，通過串口 轉換單元8發送至PC端，農戶通過PC端，實現數據實時監測。
【權利要求】
1. 一種基於nrf905的農業大棚無線數據採集接收系統，包括無線連接的數據採集裝 置、數據接收裝置，其特徵在於：所述數據採集裝置包括依次串聯的數據採集單元、第一主 控單元、第一無線通信單元，還包括為第一主控單元、第一無線通信單元提供電源的供電單 元； 所述數據接收裝置包括依次串聯的第二無線通信單元、第二主控單元、串口轉換單元、 PC機； 所述第一無線通信單元、第二無線通信單元分別為nrf905無線射頻晶片； 所述第一無線通信單元的信號輸出端無線連接第二無線通信單元的信號輸入端。
2. 根據權利要求1所述的基於nrf905的農業大棚無線數據採集接收系統，其特徵在 於：所述數據採集單元包括相互並聯設置的數字型溫溼度傳感器DHT11、數字型土壤溼度 傳感器SHT11、數字型光照強度傳感器BH1750FVI ;它們的信號輸出端分別與第一主控單元 的信號輸入端相連。
3. 根據權利要求1所述的基於nrf905的農業大棚無線數據採集接收系統，其特徵在 於：所述第一主控單元、第二主控單元分別為STC89C52單片機晶片。
4. 根據權利要求1一3中任一項所述的基於nrf905農業大棚無線數據採集接收裝置， 其特徵在於：所述第一主控單元的輸出端與顯示單元相連。
5. 根據權利要求4所述的基於nrf905農業大棚無線數據採集接收系統，其特徵在於： 所述顯示單元為IXD1602液晶顯示屏。
6. 根據權利要求1一3或5中任一項所述的基於nrf905的農業大棚無線數據採集接 收系統，其特徵在於：所述供電單元為ASM1117電壓轉化晶片。
7. 根據權利要求4所述的基於nrf905農業大棚無線數據採集接收系統，其特徵在於： 所述供電單元為ASM1117電壓轉化晶片。
8. 根據權利要求1一3、5或7中任一項所述的基於nrf905的農業大棚無線數據採集 接收系統，其特徵在於：所述串口轉換單元為PL2303接口轉換器。
9. 根據權利要求4所述的基於nrf905的農業大棚無線數據採集接收系統，其特徵在 於：所述串口轉換單元為PL2303接口轉換器。
10. 根據權利要求6所述的基於nrf905的農業大棚無線數據採集接收系統，其特徵在 於：所述串口轉換單元為PL2303接口轉換器。
【文檔編號】G08C17/02GK203870794SQ201420289892
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月3日 優先權日:2014年6月3日
【發明者】董桂珍, 司瑞彪, 劉克恆, 郝晶卉, 梁常穩, 許振良 申請人:董桂珍, 許振良