采集器板卡和采集器的制作方法

本实用新型涉及数据采集技术领域，尤其涉及一种采集器板卡和采集器。

背景技术：

农业生产越来越向着自动化、智能化的方向发展，其中，通常使用一些传感器来测量对农作物生长具有影响的相关参数，例如，采用土壤水分传感器来测量土壤的水分，将测得的数据通过采集设备进行实时采集，之后传输至计算机或其他显示设备中显示，以供工作人员获取上述参数值。

目前，采集数据和传输数据的功能分别通过采集设备和通信设备来实现，采集设备与通信设备分别为独立的两个设备，且相连接以依次完成数据采集和传输功能。

然而，随着电子设备的智能型、小型化的发展，上述采集设备与通信设备相连接以完成数据采集和传输的方式在操作上较麻烦，且两个设备占用空间较大、成本较高，已不能满足用户需求。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种采集器板卡和采集器，数据采集和传输功能集成于采集器板卡，使得带有该采集器板卡的采集器能够完成数据采集和传输功能，实现采集器的智能型和小型化，并且节约成本。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

一方面，本实用新型实施例提供一种采集器板卡，包括：

信号接口，用于连接传感器；

信号取样电路，连接于所述信号接口，用于获取所述传感器的测量信号并输出第一电压信号；

信号处理单元，连接于所述信号取样电路，用于将所述信号取样电路输出的第一电压信号分压为第二电压信号；

控制单元，连接于所述信号处理单元，用于接收所述第二电压信号并转换为与所述传感器的测量信号相对应的数字信号；

通信单元，连接于所述控制单元，用于将所述数字信号传输至外部设备以显示出所述传感器测量的值；

电池接口，用于连接电池以给所述采集器板卡供电。

具体地，所述信号接口的数量为多个；所述信号取样电路的数量等于所述信号接口的数量，且二者一一对应连接。

具体地，所述通信单元包括无线通信模块。

具体地，所述无线通信模块为LoRa模块或ZigBee模块。

另一方面，本实用新型实施例提供一种采集器，包括：

外壳以及上述的采集器板卡，所述采集器板卡设置于所述外壳内；

所述外壳上设置有外接口，所述外接口与所述采集器板卡的信号接口相连接，用于使所述信号接口通过所述外接口连接于所述传感器；

所述采集器板卡的电池接口包括第一电池接口，所述第一电池接口连接有第一电池。

进一步地，所述外壳上设置有外接天线，所述外接天线连接于所述采集器板卡的通信单元。

进一步地，所述外壳上设置有太阳能板；所述电池接口还包括第二电池接口，所述第二电池接口连接有第二电池；所述太阳能板连接于所述第二电池，以给所述第二电池供电。

进一步地，所述外壳上连接有支架，所述支架包括底座和支撑柱，所述外壳与所述支撑柱的顶端连接，所述底座连接于所述支撑柱的底端，所述支撑柱的底端具有尖端，用于插入土地里，所述底座支撑所述支撑柱直立于地面。

进一步地，所述外壳内可拆卸连接有内壳，所述内壳包括相连接的第一壳体和第二壳体，所述采集器板卡连接于所述第一壳体内，所述第二电池连接于所述第二壳体内。

本实用新型实施例提供的一种采集器板卡和采集器，采集器板卡包括依次连接的信号接口、信号取样电路、信号处理单元、控制单元和通信单元，通过将连接于信号接口的传感器的信号进行采样、分压、转换和通信传输，实现传感器所测得数据的采集，且显示在与通信单元连接的外部设备的显示屏上，其中，采集器板卡集成了数据采集和数据传输功能，使带有该采集器板卡的采集器能够完成数据采集和传输功能，相比现有技术中采用采集设备和通信设备这两个独立设备相连接以实现数据采集和传输功能，本实用新型实施例仅需采用一台带有上述采集器板卡的采集器即可，实现了采集器的智能型和小型化，用户无需购买两台设备，节约了成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种采集器板卡的组成框图；

图2为本实用新型实施例提供的一种采集器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种采集器外壳内的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种采集器板卡，包括：信号接口1，用于连接传感器2；信号取样电路3，连接于信号接口1，用于获取传感器2的测量信号并输出第一电压信号V1；信号处理单元4，连接于信号取样电路3，用于将信号取样电路3输出的第一电压信号V1分压为第二电压信号V2；控制单元5，连接于信号处理单元4，用于接收第二电压信号V2并转换为与传感器2的测量信号相对应的数字信号；通信单元6，连接于控制单元5，用于将数字信号传输至外部设备7以显示出传感器2测量的值；电池接口8，用于连接电池9以给采集器板卡供电。

其中，信号接口1的类型包括电流信号接口、电压信号接口和脉冲信号接口，用于连接发出不同信号类型的传感器2，信号接口1的数量可设计为多个，可包括上述中一种类型的信号接口，也可任意两种组合，或者三种类型均包括。

信号取样电路3，具体可采用采样电阻进行信号取样，例如将传感器2的电流信号或脉冲信号转换为电压信号，该电压信号即为第一电压信号V1，若信号接口接收到的传感器信号为电压信号，则通过信号取样后仍旧为电压信号，即第一电压信号V1。

信号处理单元4可采用CPU(Central Processing Unit，中央处理器)将上述第一电压信号V1分压，使分压成的第二电压信号V2在控制单元所能采压的范围内，其中，第一电压信号V1与第二电压信号V2之间设置有分压电路，具有分压系数，第二电压信号V2等于第一电压信号V1乘以分压系数。

控制单元5可为单片机，接收到第二电压信号V2，根据分压系数进行换算，并且利用带有的ADC(Analog-to-digital converter，模拟数字转换器)将模拟信号转换为数字信号，该数字信号为传感器2的测量信号所对应的数字信号，之后通过通信单元6传输至外部设备7，在外部设备7中显示出传感器2测量的值，以供工作人员获取传感器2测量的有关农作物生长情况的参数值。

具体地，可在采集器板卡上设置ST烧写口用于烧写ST单片机程序、无线程序烧写口用于烧写无线模块程序、设置串口用于设置设备编号和信道。

本实用新型实施例提供的一种采集器板卡，包括依次连接的信号接口、信号取样电路、信号处理单元、控制单元和通信单元，通过将连接于信号接口的传感器的信号进行采样、分压、转换和通信传输，实现传感器所测得数据的采集，且显示在与通信单元连接的外部设备的显示屏上，其中，采集器板卡集成了数据采集和数据传输功能，使带有该采集器板卡的采集器能够完成数据采集和传输功能，相比现有技术中采用采集设备和通信设备这两个独立设备相连接以实现数据采集和传输功能，本实用新型实施例仅需采用一台带有上述采集器板卡的采集器即可，实现了采集器的智能型和小型化，用户无需购买两台设备，节约了成本。

根据上述分析已知，信号接口1的数量可设计为多个；则信号取样电路3的数量等于信号接口1的数量，且二者一一对应连接。也就是说，每个信号接口1均连接有相应的信号取样电路3，每个信号取样电路3将相应的信号接口1连接的传感器信号输出为电压信号，每个电压信号通过信号处理单元4分压，其中信号处理单元4如CPU数量为一个即可，再通过控制单元5进行处理转换为传感器2的测量信号所对应的数字信号，其中控制单元5如单片机数量为一个即可，之后通过通信单元6传输至外部设备7，在外部设备7中显示出每个传感器2所测量的值。

具体地，通信单元6包括无线通信模块。无线通信避免了连接传输线的繁琐。其中，通信单元6设计为包括无线通信和有线通信两种通信方式，以供用户选择。

具体地，无线通信模块为LoRa模块或ZigBee模块。LoRa(Long Range)为长距低功耗数据传输技术，其接受灵敏度高，确保了连接的可靠性，支持多信道多数据速率的并行处理，系统容量大，可以支持测距和定位，适用于要求功耗低、距离远、大量连接以及定位跟踪等的联网应用；ZigBee是一种短距离、低功耗的无线通信技术，其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本；可根据现场环境来选择无线通信模块类型。

本实用新型实施例提供的采集器板卡，通过将连接于信号接口的传感器的信号进行采样、分压、转换和通信传输，实现传感器所测得数据的采集以及传输至与通信单元连接的外部设备中进行显示，以供工作人员获取传感器测量的参数值，带有该采集器板卡的采集器能够完成数据采集和传输功能，实现了采集器的智能型和小型化，用户使用一台设备即可，节约了成本。

如图2所示，本实用新型实施例提供一种采集器，包括：外壳101以及上述的采集器板卡，采集器板卡设置于外壳101内；外壳101上设置有外接口(图中未示出)，外接口与采集器板卡的信号接口相连接，用于使信号接口通过外接口连接于传感器；采集器板卡的电池接口包括第一电池接口，第一电池接口连接有第一电池。

其中，采集器板卡的结构及原理与上述实施例相同，在此不再赘述。采集器包括该采集器板卡，使得采集器具有数据采集和传输功能。当需要对传感器测得的数据进行采集时，将传感器与外壳上的外接口连接，传感器的信号通过外接口传输至采集器板卡的信号接口，之后通过上述实施例中的原理实现数据采集和传输。上述中，第一电池可采用纽扣电池，体积较小，节约空间。

本实用新型实施例提供的一种采集器，包括采集器板卡，采集器板卡包括依次连接的信号接口、信号取样电路、信号处理单元、控制单元和通信单元，通过将连接于信号接口的传感器的信号进行采样、分压、转换和通信传输，实现传感器所测得数据的采集，且显示在与通信单元连接的外部设备的显示屏上，其中，采集器板卡集成了数据采集和数据传输功能，使带有该采集器板卡的采集器能够完成数据采集和传输功能，相比现有技术中采用采集设备和通信设备这两个独立设备相连接以实现数据采集和传输功能，本实用新型实施例仅需采用一台带有上述采集器板卡的采集器即可，实现了采集器的智能型和小型化，用户无需购买两台设备，节约了成本。

在农业生产中，可将采集器设置于户外，方便对测量农作物参数的传感器进行数据采集和传输，为了更好的实现数据的采集和传输，可进行如下设计：

外壳101上设置有外接天线102，外接天线102连接于采集器板卡的通信单元。当进行无线通信时，外接天线102具有提高传输信号质量的作用。

参见图2和图3，外壳101上设置有太阳能板103；电池接口还包括第二电池接口，第二电池接口连接有第二电池104；太阳能板103连接于第二电池104，以给第二电池104供电。利用太阳能板103将太阳光能转化成电能，输送给第二电池104，以给采集器板卡供电，利用太阳能实现供电，环保节能。

外壳101上连接有支架105，支架105包括底座1051和支撑柱1052，外壳101与支撑柱1052的顶端连接，底座1051连接于支撑柱1052的底端，支撑柱1052的底端具有尖端，用于插入土地里，底座1051支撑支撑柱1052直立于地面。上述支撑方式安全牢靠，避免采集器随意摆放在地上或其他位置而容易造成损坏。

参见图3，为了方便采集器的拆装，外壳101内可拆卸连接有内壳106，内壳106包括相连接的第一壳体1061和第二壳体1062，采集器板卡107连接于第一壳体1061内，第二电池104连接于第二壳体1062内。在安装采集器时，可先将采集器板卡107和第二电池104分别连接于内壳106的第一壳体1061和第二壳体1062内，然后再装入外壳101内，完成安装；当要拆卸采集器时，可先将内壳106与外壳101拆离，然后再分别将采集器板卡107和第二电池104拆离内壳106的第一壳体1061和第二壳体1062；其中，可拆卸连接可采用滑道插接的方式等。

本实用新型实施例提供的采集器，包括采集器板卡，通过将连接于信号接口的传感器的信号进行采样、分压、转换和通信传输，实现传感器所测得数据的采集以及传输至与通信单元连接的外部设备中进行显示，以供工作人员获取传感器测量的参数值，带有该采集器板卡的采集器能够完成数据采集和传输功能，实现了采集器的智能型和小型化，用户使用一台设备即可，节约了成本。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。