一種設施農業數位化監測系統的製作方法

2023-09-22 11:28:15

專利名稱：一種設施農業數位化監測系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於農業生產技術領域，具體涉及一種設施農業數位化監測系統。
背景技術：
設施農業是利用人工建造的設施，為種植業、養殖業及其產品的IC藏保鮮等提供良好
的環境條件，以期將農業生物的遺傳潛力變為現實的巨大生產力，獲得速生、高產、優質、 高效的農畜產品。先進的生產工藝技術應以配套的監測系統為載體，調節光、熱、水、氣、 礦質營養等生物的生活要素，能把外界環境的不良影響減少到最低限度，在一定程度上克 服傳統農業難以解決的限制因素，加強資源的集約高效利用，從而大幅度增進系統的生產 力，推動設施農業的可持續發展。因而光、熱、水、氣等環境信息的採集和存儲，是設施
農業自動化至關重要的一環，目前有以下最新進展
《溫室生態參數網絡智能監測系統的設計》(北方園藝，2007， 8)中實現了以溫度、 溼度、二氧化碳濃度變送器等作為底層電路的監測器件，以VB計算機高級語言製作上位 機監測人機界面，設計了溫室生態參數網絡智能監測系統，實時監測溫室生態參數的變化， 提示溫室管理人員及時作出處理。
《基於GPRS的大棚智能監控系統的設計與實現》(安徽農業科學，2008， 36 (18))提 出了一種基於GPRS技術的遠程數據採集和控制系統方案。通過GPRS無線通訊技術建立現 場監控系統與網際網路的連接，將實時採集信息發送到數據伺服器，實現大棚現場數據信息 的自動獲取，遠程智能監控農場的執行系統。
《智能溫室中多參數無線監測系統的設計》(農機化研究，2007， 5)介紹了一個以單 片機為核心基於nRF905的具有無線通信功能的智能溫室多參數監測系統設計。
以上代表了當今設施農業數位化監測技術的最新進展，實現了局域無線組網、數據遠 程傳輸、上位機自動處理數據等功能。但是它們都存在一個共同的問題以PC作為數據 存儲和處理的平臺，需要較為複雜昂貴的系統設備支撐。但是對於中國廣大農村，甚至很 多農業科研院所來說，能夠達到以上條件的為數不多。因此出現了這樣的情況 一方面是 基於PC的數位化監測技術不斷進步，另一方面是廣大農業科研、生產很需要設施農業數 字化監測系統卻無力配置。

發明內容
本發明的目的在於提供一種低成本的設施農業數位化監測系統，以解決監測技術與設 施農業脫節的矛盾，該系統具備數據自動存儲和簡訊報警功能。
本發明的設施農業數位化監測系統由單片機、傳感器、液晶顯示模塊、存儲晶片、短 信報警模塊組成，系統以單片機為核心，連接液晶顯示模塊，外接溫溼度一體傳感器；I2C 口接存儲晶片，串行口接簡訊報警模塊。
本發明的設施農業數位化監測系統可實現如下功能
1、 數據自動存儲
2、 簡訊報警，具體功能為
(1) 每天早中晚三次定時將溫溼度等值通過簡訊的方式發送到指定手機上(也可設置 為群發)；
(2) 用戶可隨時發簡訊查詢當前設施農業的溫溼度等值；
(3) 當設施農業出現異常狀況時，可以通過簡訊報警。
更進一步優選配置如下
以STC89C52單片機為核心，外接SHT10型溫溼度一體傳感器作為信號採集部分，液晶 模塊採用深圳海比鄰公司的HB19264M1型液晶模塊，溫溼度等數據存儲採用FM3130晶片 (容量為64K)，作為實時時鐘(RTC)和FRAM非易失性存儲器部分，數據的讀出，採用按 鍵控制液晶屏翻屏的方式；簡訊報警功能由西門子公司的TC35模塊來實現。
其中FM3130晶片的64K鐵電非易失性RAM功能是作為數據存儲的部分，它具有斷電數 據自動保存功能，可供無限次寫入；同時還具有實時時鐘/日曆功能，可以為單片機提供 系統時間，這樣就起到了簡化硬體結構、降低成本的作用；瑞士Sensirion產SHT10數字 溫溼度傳感器，具有極高的可靠性和卓越的長期穩定性。全量程標定，兩線數字接口，可 與單片機直接相連。測量的溫度範圍-40 +123.8°C;溼度範圍0 100%RH;完全可以 滿足要求。


圖l為液晶顯示示意圖，液晶屏顯示的是當天的數值。當按下一次"査詢"鍵，液晶 屏翻到上一頁(顯示前一天的內容)，以此類推，依次向前翻頁，直到第一天的記錄，再 按下就回到當天的頁面；也可以在任何頁面按下"復位"鍵，這樣就直接回到當天頁面。 這樣就以天為單位，以早中晚三個時間段為採樣點，既可以顯示當天的數據，也可以翻到 之前任意一天的數據。圖2為系統硬體結構圖
本發明的優點是系統是在單片機的平臺上設計的數據存儲模塊和簡訊報警模塊，方 便實用、簡化了硬體結構、降低了成本。歷史數據的讀取採用按鍵和液晶模塊配合的方式， 這種方式既考慮到數據存儲的可靠性，又兼顧了數據瀏覽的方便性。
具體實施例方式
實施例
以STC89C52單片機為核心，外接SHT10型溫溼度一體傳感器作為信號採集部分；I2C 口接FM3130晶片，作為實時時鐘(RTC)和FRAM非易失性存儲器部分；串行口接TC35 模塊，當系統出現異常時發簡訊報警；液晶模塊採用深圳海比鄰公司的HB19264M1型液晶 模塊。
其中FM3130晶片的64K鐵電非易失性RAM功能是作為數據存儲的部分，它具有斷電數 據自動保存功能，可供無限次寫入；同時還具有實時時鐘/日曆功能，可以為單片機提供 系統時間，這樣就起到了簡化硬體結構、降低成本的作用；瑞士Sensirion產SHT10數字 溫溼度傳感器，具有極高的可靠性和卓越的長期穩定性。全量程標定，測量的溫度範圍 -40 +123.8°C;溼度範圍0 100%RH。
權利要求
1、一種設施農業數位化監測系統，其特徵在於由單片機、傳感器、液晶顯示模塊、存儲晶片、簡訊報警模塊組成，系統以單片機為核心，連接液晶顯示模塊，外接溫溼度一體傳感器；I2C口接存儲晶片，串行口接簡訊報警模塊。
2、根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，以STC89C52單片機為核心，外接SHT10 型溫溼度一體傳感器作為信號採集部分，液晶模塊採用深圳海比鄰公司的HB19264M1型液 晶模塊，溫溼度等數據存儲採用FM3130晶片，作為實時時鐘(RTC)和FR細非易失性存 儲器部分，簡訊報警功能由西門子公司的TC35模塊來實現。
全文摘要
一種設施農業數位化監測系統，由單片機、傳感器、液晶顯示模塊、存儲晶片、簡訊報警模塊組成，系統以單片機為核心，連接液晶顯示模塊，外接溫溼度一體傳感器；I2C口接存儲晶片，串行口接簡訊報警模塊。系統是在單片機的平臺上設計的數據存儲模塊和簡訊報警模塊，方便實用、簡化了硬體結構、降低了成本。歷史數據的讀取採用按鍵和液晶模塊配合的方式，這種方式既考慮到數據存儲的可靠性，又兼顧了數據瀏覽的方便性。
文檔編號G05B19/04GK101477335SQ20091010301
公開日2009年7月8日 申請日期2009年1月7日 優先權日2009年1月7日
發明者何建磊, 冉華雲, 程 張, 王三根, 虎 趙, 高成龍, 波 龔 申請人:西南大學