雷电信号导入大地。空气开关的作用是，在系统异常短路时，空开检测到超过6A的电流，就会自动切断供电线路，达到对用电设备保护的目的。上位机I用于将从水分ARM板采集盒8、水位ARM板采集盒9和气象ARM板采集盒10采集到的数据进行显示、下载及导出。
[0025]STM32采集板主要所用芯片为:1，主控芯片STM32F103ZET6，它为意法半导体(ST)公司出品，其内核是Cortex-M3 ； STM32F103ZET6为控制器，采集12路AD信号，同时扩展10路UART 口，完成对传感器采集到的数据的上传与采集，实现全自动化农业数据的采集。2，GM8125，它为串口扩展芯片，为成都国腾微电子有限公司生产。GM8125可以将一个全双工的标准串口扩展成5个标准串口，并能通过外部引脚控制串口扩展模式。
[0026]STM32水分采集板13负责采集水分数据。水分传感器的数据为0.5V到1.5V电压信号，控制器STM32F103ZET6内部集成AD转换电路，共有16个AD接口，故水分传感器的数据可以直接在控制器的AD接口，不用设计水分信号的采集电路。
[0027]S3C2440处理器通过串口线与液晶显示屏连接，第一串口 2-5、第二串口 2-6通过485总线11和上位机I通信。在驱动程序中，每个串口设置缓冲区buf来存储数据，上位机I通过指令读取buf中的数据内容。其中，水分传感器是电压信号，温度为TTL信号，雨量为脉冲信号，水位传感器是串口信号。S3C2440处理器可通过指令实现U盘挂载。
[0028]此采集系统加装了远程控制装置，以方便随时远程处置一些简单问题。大大节省人工去现场检测的时间。本实用新型中485总线一般采用串联实现数据的集成，星形连接容易造成数据的随机丢失或叠加，因此为T形接法。
[0029]由上位机、路由器、220V转24V的开关电源、S3C24401inux内核、STM32F103ZET6主控制芯片采集板、485接口电路、空气开关与防雷模块、水分传感器、水位传感器，以及各种气象传感器组成。STM32F103ZET6为控制器，采集12路AD信号，同时扩展10路UART 口，完成对位移量的数据上传与采集，实现全自动化的一个数据采集。采集盒核心采用韩国S3C2440以及韩国三星公司的ARM9模块，且系统晶振为400M。各路传感器采集到的信息量通过485总线传到S3C2440模块进行处理。利用上位机的LCD液晶屏对当前传感器采集信息进行显示，也可以进行点击下载数据。
[0030]本实用新型采集盒采用ARM+linux架构，其中ARM采用韩国三星的S3C2440芯片。每个采集盒主要是通过网口与上位机I通信，通过485总线实现与气象、水分、水位采集盒的通信，扩展存储卡实现对数据的存储。每个采集盒选用的控制器为韩国三星的S3C2440芯片，外围电路主要包括485接口电路、网口接口电路及存储器扩展电路。
[0031]本实用新型数据采集系统采用外围电路，经调试，稳定可靠，利用外围电路来实现采集器的通断可以保证电源的可靠性，节省资源。本实用新型数据采集系统精确比较高，实时性强，读取速率快，能自立完成数据采集，存储和下载，代替人为作业。经过此系统来进行自动化数据采集，加快了对数据的分析处理，对数据采集以及提高农业生产效率方面都有积极的作用。
【主权项】
1.一种全自动化农业数据采集系统，其特征在于，包括上位机(I)以及与上位机(I)相连接的水分ARM板采集盒(8)、水位ARM板采集盒(9)和气象ARM板采集盒(10)，水分ARM板采集盒(8)连接有若干STM32水分采集板(12)，每个STM32水分采集板连接有若干水分传感器(20)，水位ARM板采集盒(9)连接有若干STM32水位采集板(13)，每个STM32水位采集板连接有若干水位传感器(21)，气象ARM板采集盒(10)连接有若干用于采集气象信息的气象采集板(14) ο2.根据权利要求1所述的全自动化农业数据采集系统，其特征在于，所述水分ARM板采集盒(8)、水位ARM板采集盒(9)和气象ARM板采集盒(10)均通过路由器(2)与上位机(I)相连。3.根据权利要求2所述的全自动化农业数据采集系统，其特征在于，所述水分ARM板采集盒(8)、水位ARM板采集盒(9)和气象ARM板采集盒(10)通过网线RJ45(7)与路由器(2)相连;上位机(I)通过网线RJ45(7)与路由器(2)相连。4.根据权利要求1所述的全自动化农业数据采集系统，其特征在于，所述水分ARM板采集盒(8)、水位ARM板采集盒(9)和气象ARM板采集盒(10)结构相同，均包括一个ARM板，ARM板包括带有两个串口的S3C2440处理器(2-1)，S3C2440处理器(2-1)连接有SD卡(2-4)、网口(2-3)、GP1接 口电路(2-2)和485接 口电路(2-7)。5.根据权利要求1所述的全自动化农业数据采集系统，其特征在于，所述上位机(I)还连接有220V电源(3)。6.根据权利要求1所述的全自动化农业数据采集系统，其特征在于，所述上位机(I)与220V电源(6)之间设置有防雷模块(5)和6A空气开关(4)。7.根据权利要求1所述的全自动化农业数据采集系统，其特征在于，所述气象采集板(14)包括风速传感器(18)、风向传感器(19)、雨量传感器(15)、温度传感器(16)和湿度传感器(17)。8.根据权利要求1所述的全自动化农业数据采集系统，其特征在于，所述上位机(I)包括IXD液晶显示屏。
【专利摘要】一种全自动化农业数据采集系统，包括上位机以及与上位机相连接的水分ARM板采集盒、水位ARM板采集盒和气象ARM板采集盒，水分ARM板采集盒连接有若干STM32水分采集板，每个STM32水分采集板连接有若干水分传感器，水位ARM板采集盒连接有若干STM32水位采集板，每个STM32水位采集板连接有若干水位传感器。本实用新型装置能够代替人工作业，提高人工作业效率，实现自动化数据记录，方便快捷。同时能够提高数据精度，实时性高，能实时显示、存储下载数据，并可根据需求调节存储时间间隔，使研究人员方便对采集到的农业数据进行分析处理，指导农业生产，提高生产效率。
【IPC分类】G01D21/02
【公开号】CN205333105
【申请号】CN201521047532
【发明人】闫茂德, 杨飞, 石浩然, 姚盈盈, 林海, 刘照仑, 张泽莹, 刘子琪
【申请人】长安大学
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2015年12月14日