一种基于物联网的发酵测控系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种基于物联网的发酵测控系统，包括至少一个监测节点和一个中心节点，所述监测节点均匀分布在酒窖内的各位置上，用来测量不同位置内的温湿度信息，并且通过无线发送给酒窖内的中心节点，同时驱动相应的设备进行恒温恒湿工作；所述中心节点作为系统的控制中枢，除了维护正常的网络运行，还收集来自监测节点传来的温湿度数据，同时将需要进行恒温恒湿驱动控制的控制信息由无线传输至相应的监测节点，并定期将酒窖内信息由GPRS终端传输至手机终端。本发明系统可以对葡萄酒酒窖内的温湿度进行实时准确的测量，而且本发明结构简单、成本低、体积小，无需现场布线，组网灵活，使用和维护方便，可广泛应用于不同规模的酒窖。
【专利说明】
一种基于物联网的发酵测控系统
技术领域
[0001]本发明涉及无线测量设备技术领域，具体为一种基于物联网的发酵测控系统。
【背景技术】
[0002]高品质的葡萄酒不仅要求好的酿造工艺，而且要求有好的存放条件。恒定的环境是酒存贮的关键，过高的温度会使酒的风味比较粗糙，而且可能会发生过分氧化使酒变质；而湿度的变化会使软木塞变得干燥，影响密封效果，从而导致酒变质，更有甚者可能会使软木塞发霉，滋生虫害。因此，恒定的温湿度是保证葡萄酒质量和口感的重要因素。
[0003]目前，传统酒窖的温湿度环境日常维护主要依靠人工来完成，工作量大，效率低下，且往往由于判断失误和管理不力造成局部损失，同时对于一些位置较远较偏僻的酒窖，工作起来不是特别的方便。而采用市场上的有线分布式温湿度测控系统又存在布线难度大，难以扩展的缺点，同时维护成本过高，且不能很好地与酒窖内其他设备进行兼容使用，这使得对于葡萄酒酒窖的专用温湿度测控系统匮乏。
[0004]
【发明内容】
[0005]本发明所解决的技术问题在于提供一种基于物联网的发酵测控系统，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0006]本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:一种基于物联网的发酵测控系统，包括至少一个监测节点和一个中心节点，所述监测节点均匀分布在酒窖内的各位置上，用来测量不同位置内的温湿度信息，并且通过无线发送给酒窖内的中心节点，同时驱动相应的设备进行恒温恒湿工作;所述中心节点作为系统的控制中枢，除了维护正常的网络运行，还收集来自监测节点传来的温湿度数据，进行温湿度数据信息处理并在液晶上进行显示，同时将需要进行恒温恒湿驱动控制的控制信息由无线传输至相应的监测节点，并定期将酒窖内信息由GPRS终端传输至手机终端。
[0007]所述的监测节点包括，第一主控制电路、第一无线电路、温湿度测量传感器、驱动电路和第一电源电路，所述第一主控制电路分别和第一无线电路、温湿度测量传感器、驱动电路电连接;所述第一电源电路分别和第一主控制电路、第一无线电路、温湿度测量传感器电连接。
[0008]所述的中心节点包括，第二主控制电路、第二无线电路、液晶显示、GPRS无线电路、第二电源电路，所述第二主控制电路分别和第二无线电路、液晶显示和GPRS无线电路电连接;所述第二电源电路和所述第二主控制电路电连接。
[0009]进一步，所述的第一主控制电路中主控制芯片选择低成本的增强型单片机STC15W4K60S4，所述的第一无线电路选用的射频芯片nRF24L01，所述的驱动电路选择的光电耦合器TLP521-4，所述的第一电源电路选择的升压/降压型DC/DC转换芯片LTC3240，所述的温湿度测量传感器选择接抗干扰能力强、性价高的数字温湿度传感器DHT11。
[0010]进一步，所述的第二主控制电路中主控制芯片选择增强型16位单片机STM32F103C8，所述第二无线电路中无线芯片选择低功耗射频芯片nRF24L01，所述液晶显示选择12864液晶显示器，所述GPRS无线电路选择S頂900，所述第二电源电路选择220V转3.3V电路。
[0011]所述监测节点中各部分选型均按照低功耗的原则设计，所述第一主控制电路、第一无线电路可在多种工作模式下进行切换，所述供电电源部分采用电源管理技术。
[0012]与现有技术相比，本发明的有益效果是:1、本发明系统可以对葡萄酒酒窖内的温湿度进行实时准确的测量，测量具有针对性和准确性，恒温恒湿控制具有实时性。
[0013]2、本发明系统结构简单、成本低、体积小，无需现场布线，组网灵活，使用和维护方便，可广泛应用于不同规模大小的葡萄酒酒窖。
[0014]
【附图说明】
[0015]图1为本发明的结构示意图。
[0016]图2为本发明的第一电源电路接线图。
[0017]图3为本发明的nRF24L01无线电路图。
[0018]图4为本发明的GPRS无线电路图。
【具体实施方式】
[0019]为了使本发明的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
[0020]如图1所示，一种基于物联网的发酵测控系统，包括至少一个监测节点和一个中心节点;所述监测节点中包括第一主控制电路、第一无线电路、温湿度测量传感器、驱动电路和第一电源电路，所述第一主控制电路分别和第一无线电路、温湿度测量传感器、驱动电路电连接;所述第一电源电路分别和第一主控制电路、第一无线电路、温湿度测量传感器电连接。所述中心节点中包括第二主控制电路、第二无线电路、液晶显示、GPRS无线电路、第二电源电路，所述第二主控制电路分别和第二无线电路、液晶显示和GPRS无线电路电连接;所述第二电源电路和所述第二主控制电路电连接。
[0021]进一步地，所述的第一主控制电路中主控制芯片选择低成本的增强型单片机STC15W4K60S4，所述的第一无线电路选用的射频芯片nRF24L01，所述的驱动电路选择的光电耦合器TLP521-4，所述的第一电源电路选择的升压/降压型DC/DC转换芯片LTC3240，所述的温湿度测量传感器选择接抗干扰能力强、性价高的数字温湿度传感器DHT11。
[0022]进一步地，所述的第二主控制电路中主控制芯片选择增强型I6位单片机STM32F103C8，所述第二无线电路中无线芯片选择低功耗射频芯片nRF24L01，所述液晶显示选择12864液晶显示器，所述GPRS无线电路选择S頂900，所述第二电源电路选择220V转3.3V电路。
[0023]进一步地，如图2所述的第一电源电路接线图，所述监测节点中单片机STC15W4K60S4通过？1.5、？1.6、？1.7引脚控制升压/降压型0(:/1^转换芯片LTC3240的/SHDN引脚，实现温湿度传感器DHTll和无线电路nRF24L01的供电可关断工作控制。
[0024]进一步地，如图3所述为系统中nRF24L01无线电路图，监测节点中只需将单片机STC15W4K60S4的P2.0-P2.5引脚与nRF24L01的CE、CSN、SCK、M0S1、MIS0、IRQ引脚连接即可实现单片机STC15W4K60S4对无线的控制，中心节点中只需将单片机STM32F103C8的PA1-PA6引脚与nRF24L01的CE、CSN、SCK、M0S1、MIS0、IRQ引脚连接即可实现单片机STM32F103C8对无线的控制。
[0025]进一步地，如图4所述的GPRS无线电路图，SIM900的启动引脚PWRKEY连接到单片机STM32F103C8的PA7引脚。串口TXD 和 RXD 和单片机STM32F103C8的第三串口PB10、PB11 相连。SnLVDD、SHLDAT、SM_CLK、SM_RST为SM卡接口。另外，作为保护，还连接到了保护芯片SMF05CJBAT为S頂900的供电电源，为3.3ν<^ΙΜ900的工作状态指示灯STATUS被连接到一个三级管的极。当S頂900正常工作时，STATUS为高电平，就会驱动三极管导通，从而点亮发光管，指示出工作状态。
[0026]本发明的工作原理:
中心节点采用轮巡的工作模式每隔一定时间通过无线来环境监测节点的单片机进行工作，监测节点的单片机在收到工作指令后，将8路温湿度传感器DHTll采集到的酒窖内不同位置温湿度数据信息通过无线芯片nRF24L01传输出去，之后单片机和无线芯片均进行休眠工作模式。中心节点在接收到经由无线芯片HRF24L01传输来的数据后，启动单片机STM32F103C8进行分析计算对比，将是否需要进行驱动温湿度设备工作的指令再通过无线芯片nRF24L01发送至监测节点，同时将数据信息通过12864液晶显示器进行显示并通过S頂900模块发送至手机终端，以便用户实时查看。监测节点在接收到中心节点的驱动温湿度设备工作命令后，通过STC15W4K60S4来控制光电耦合器TLP521-4启动相应的驱动电路进行工作。
[0027]本发明中，监测节点的主控制芯片和无线芯片可设置在休眠工作模式下，中心节点通过无线唤醒方式定期唤醒监测节点单片机和无线进行工作，此外，系统中所有需要经过计算存贮的功能均由具备稳定电源供电的中心节点完成，因此系统可最大程度的节约监测节点的能量消耗。
[0028]由以上的实施例可以看出，本实例系统结构简单、设计合理、功耗低，监测节点采用两节锂电池供电，在葡萄酒酒窖内采用该系统可运行200天以上。
[0029]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种基于物联网的发酵测控系统，包括至少一个监测节点和一个中心节点，其特征在于:所述监测节点均匀分布在酒窖内的各位置上，用来测量不同位置内的温湿度信息，并且通过无线发送给酒窖内的中心节点，同时驱动相应的设备进行恒温恒湿工作;所述中心节点作为系统的控制中枢，除了维护正常的网络运行，还收集来自监测节点传来的温湿度数据，进行温湿度数据信息处理并在液晶上进行显示，同时将需要进行恒温恒湿驱动控制的控制信息由无线传输至相应的监测节点，并定期将酒窖内信息由GPRS终端传输至手机终端;所述的监测节点包括，第一主控制电路、第一无线电路、温湿度测量传感器、驱动电路和第一电源电路，所述第一主控制电路分别和第一无线电路、温湿度测量传感器、驱动电路电连接;所述第一电源电路分别和第一主控制电路、第一无线电路、温湿度测量传感器电连接;所述的中心节点包括，第二主控制电路、第二无线电路、液晶显示、GPRS无线电路、第二电源电路，所述第二主控制电路分别和第二无线电路、液晶显示和GPRS无线电路电连接;所述第二电源电路和所述第二主控制电路电连接。2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的发酵测控系统，其特征在于:所述的第一主控制电路中主控制芯片为单片机STCI 5W4K60S4，所述的第一无线电路为射频芯片nRF24L01，所述的驱动电路为光电耦合器TLP521-4，所述的第一电源电路为升压/降压型DC/DC转换芯片LTC3240，所述的温湿度测量传感器为数字温湿度传感器DHTl I。3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的发酵测控系统，其特征在于:所述的第二主控制电路中主控制芯片为16位单片机STM32F103C8，所述第二无线电路中无线芯片为射频芯片nRF24L01，所述液晶显示为12864液晶显示器，所述GPRS无线电路为SM900，所述第二电源电路为220V转3.3V电路。
【文档编号】G01D21/02GK106052746SQ201610277135
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月30日
【发明人】丁德定
【申请人】安徽软申软件申报服务有限公司