智能粮仓监测节点的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于嵌入式系统领域，具体涉及一种智能粮仓监测节点。
【背景技术】
[0002]粮食是人类生存和发展的基础，粮食问题关系着我国国民经济的发展，社会的稳定和谐以及国家的安全，是一个民生问题，更是一个国家战略问题。粮仓是粮食的存储载体，直接关系到粮食安全。粮库的存储环境是粮食安全必须关注的一个问题。随着科技的不断发展，粮仓监测设备应运而生，但是传统的粮仓监测设备以热敏电阻为感温器件，其电路复杂，精确度不高，难以完全适应现代粮仓对温湿度监测的高精度、实时性强等要求。
【发明内容】
[0003]本发明是针对上述监测设备的不足而提出的一种智能粮仓监测节点。
[0004]本发明一种智能粮仓监测节点由控制器模块，电源管理模块，存储器模块，信号采集模块，通讯模块和显示模块组成。电源管理模块包括3.3V电路和5V电路，其中5V电路为控制器模块，信号采集模块和显示模块供电；3.3V电路为5V电路，存储器模块以及通讯模块供电。信号采集模块自动采集粮仓中空气的温湿度以及粮食堆中的温湿度，并将信息以数字信号的形式发送到控制器模块，控制器模块将空气和粮食堆中的的温湿度值通过液晶显示，同时根据需要将这些信息保存在存储器模块，或者通过ZigBee模块发送到上位机，供监测人员观察。
[0005]所述的控制器模块电路由处理器U2 STC12C5A16S2、第三滤波电容C3、第四滤波电容C4、第五滤波电容C5、第六滤波电容C6、第十滤波电容C10、第一电阻Rl和晶振Π组成。处理器U2 STC12C5A16S2的4引脚、第一电阻Rl的一端和第十滤波电容ClO的一端相连，第一电阻Rl的另一端接地，第十滤波电容ClO的另一端与VDD5.0相连；处理器U2 STC12C5A16S2的14引脚、晶振Yl的一端、第六滤波电容C6的一端相连；处理器U2 STC12C5A16S2的15引脚、晶振Yl的另一端、第三滤波电容C3的一端相连；处理器U2STC12C5A16S2的16引脚、第三滤波电容C3的另一端和第六滤波电容C6的另一端相连并接地；处理器U2 STC12C5A16S2的38引脚、第五滤波电容C5的一端、第四滤波电容C4的一端与VDD5.0相连；第五滤波电容C5的另一端、第四滤波电容C4的另一端相连并接地。
[0006]所述的5V电路由芯片Ul LM2596S-5.0、第一极性电容Cl、电感L1、稳压二极管Dl和第二极性电容C2组成。芯片Ul LM2596S-5.0的I引脚、第一极性电容Cl的阳极与VDD12相连；芯片Ul LM2596S-5.0的3引脚、5引脚、第一极性电容Cl的阴极、稳压二极管Dl的阳极和第二极性电容C2的阴极相连并接地；芯片Ul LM2596S-5.0的2引脚、稳压二极管Dl的阴极与电感LI的一端相连；芯片Ul LM2596S-5.0的4引脚、电感LI的另一端、第二极性电容C2的阳极与VDD5.0相连。
[0007]所述的3.3V电路由芯片U3 SPX1117M3-3.3、第三极性电容C9、第七滤波电容C7、第八滤波电容C8组成。芯片U3 SPX1117M3-3.3的I引脚、第三极性电容C9的阳极、第七滤波电容C7的一端与VDD5.0相连；芯片U3 SPX1117M3-3.3的2引脚、第三极性电容C9的阴极、第七滤波电容C7的另一端与第八滤波电容C8的一端相连并接地；芯片U3SPX1117M3-3.3的3引脚、第八滤波电容C8的另一端与VDD3.3相连。
[0008]所述的存储器模块电路由存储芯片U4 AT4OTB161D、第二电阻R2、第三电阻R3和第i^一滤波电容Cll组成。存储芯片U4 AT45DB161D的I引脚与处理器U2 STC12C5A16S2的P4.1相连；存储芯片U4 AT45DB161D的2引脚与处理器U2 STC12C5A16S2的P4.3相连；存储芯片U4 AT45DB161D的4引脚与处理器U2 STC12C5A16S2的P4.0相连；存储芯片U4AT45DB161D的8引脚与处理器U2 STC12C5A16S2的P4.2相连；存储芯片U4 AT45DB161D的7引脚接地；存储芯片U4 AT45DB161D的5引脚、处理器U2 STC12C5A16S2的P4.4与第三电阻R3的一端相连；存储芯片U4 AT4OTB161D的3引脚与第二电阻R2的一端相连；存储芯片U4 AT45DB161D的6引脚、第二电阻R2的另一端、第三电阻R3的另一端、第i^一电容Cll的一端与VDD3.3相连；第^^一电容Cll的另一端接地。
[0009]所述的信号采集模块电路由温湿度传感器探头插口 JP2和空气温湿度传感器插口 JP3组成。温湿度传感器探头JP2的I引脚与VDD5.0相连；温湿度传感器探头插口 JP2的2引脚与处理器U2 STC12C5A16S2的P4.5相连；温湿度传感器探头插口 JP2的3引脚与处理器U2 STC12C5A16S2的P4.7相连；温湿度传感器探头插口 JP2的4引脚接地；空气温湿度传感器插口 JP3的I引脚与VDD5.0相连；空气温湿度传感器插口 JP3的2引脚与处理器U2 STC12C5A16S2的P4.6相连；空气温湿度传感器插口 JP3的3引脚接地。
[0010]所述的通讯模块电路为ZigBee插口 CONl电路。ZigBee插口 CONl的13引脚、15引脚、17引脚与VDD3.3相连；ZigBee插口 CONl的21引脚、23引脚、25引脚、27引脚相连并接地；ZigBee插口 CONl的18引脚与处理器U2 STC12C5A16S2的UOTX相连；ZigBee插口CONl的20引脚与处理器U2 STC12C5A16S2的UORX相连；ZigBee插口 CONl的其余引脚架空。
[0011]所述的显示模块由液晶插口 JP1、第四电阻R4、第五电阻R5组成。液晶插口 JPl的I引脚接地；液晶插口 JPl的2引脚、第四电阻R4的一端与VDD5.0相连；液晶插口 JPl的3引脚、第四电阻R4的另一端与第五电阻R5的一端相连；液晶插口 JPl的4引脚与处理器U2STC12C5A16S2的P0.0相连；液晶插口 JPl的5引脚与处理器U2 STC12C5A16S2的P0.1相连;液晶插口 JPl的6引脚与处理器U2 STC12C5A16S2的P0.2相连;液晶插口 JPl的7引脚与处理器U2 STC12C5A16S2的P0.3相连；液晶插口 JPl的8引脚与处理器U2 STC12C5A16S2的P0.4相连；液晶插口 JPl的9引脚与处理器U2 STC12C5A16S2的P0.5相连；液晶插口JPl的10引脚与处理器U2 STC12C5A16S2的P0.6相连；液晶插口 JPl的11引脚与处理器U2 STC12C5A16S2 的 P0.7 相连;液晶插口 JPl 的 12 引脚与处理器U2 STC12C5A16S2 的 Pl.0相连;液晶插口 JPl的13引脚与处理器U2 STC12C5A16S2的Pl.1相连;液晶插口 JPl的14引脚与处理器U2 STC12C5A16S2的Pl.4相连；液晶插口 JPl的15引脚与第五电阻R5的另一端相连并接地；液晶插口 JPl的16引脚与VDD5.0相连。
[0012]本发明的有益效果:该节点设备成本低、精度高、使用时间长，设备布置便捷，对粮仓环境影响小，能实时反馈数据。
[0013]【附图说明】。
[0014]图1为本发明的硬件结构示意图。
[0015]图2为本发明的控制器模块电路原理图。
[0016]图3为本发明的5V电路原理图。
[0017]图4为本发明的3.3V电路原理图。
[0018]图5为本发明的存储器模块电路原理图。
[0019]图6为本发明的信号采集模块电路原理图。
[0020]图7为本发明的通讯模块电路原理图。
[0021]图8为本发明的显示模块电路原理图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本发明中各个模块做具体的说明。
[0023]如图1所示，本发明一种智能粮仓监测节点由控制器模块1，电源管理模块2，存储器模块3，信号采集模块4，通讯模块5和显示模块6组成。电源管理模块2包括3.3V电路2-1和5V电路2-2，其中5V电路2-2为控制器模块1，信号采集模块4和显示模块6供电；3.3V电路2-1为5V电路2-2，存储器模块I以及通讯模块5供电。信号采集模块4自动采集粮仓中空气的温湿度以及粮食堆中的温湿度，并将信息以数字信号的形式发送到控制器模块1，控制器模块I将空气和粮食堆中的的温湿度值通过液晶显示，同时根据需要将这些信息保存在存储器模块3，或者通过ZigBee模块发送到上位机，供监测人员观察。
[0024]如图2所示，所述的控制器模块电路由处理器U2 STC12C5A16S2、第三滤波电容C3、第四滤波电容C4、第五滤波电容C5、第六滤波电容C6、第十滤波电容C10、第一电阻Rl和晶振Yl组成。处理器U2 STC12C5A16S2的4引脚、第一电阻Rl的一端和第十滤波电容ClO的一端相连，第一电阻Rl的另一端接地，第十滤波电容ClO的另一端与VDD5.0相连；处理器U2 STC12C5A16S2的14引脚、晶振Yl的一端、第六滤波电容C6的一端相连；处理器U2 STC12C5A16S2的15引脚、晶振Yl的另一端、第三滤波电容C3的一端相连；处理器U2STC12C5A16S2的16引脚、第三滤波电容C3的另一端和第六滤波电容C6的另一端相连并接地；处理器U2 STC12C5A16S2的38引脚、第五滤波电容C5的一端、第四滤波电容C4的一端与VDD5.0相连；第五滤波电容C5的另一端、第四滤波电容C4的另一端相连并接地。
[0025]如图3所示，所述的5V电路由芯片Ul LM2596S-5.0、第一极性电容Cl、电感L1、稳压二极管Dl和第二极性电容C2组成。芯片Ul LM2596S-5.0的I引脚、第一极性电容Cl的阳极与VDD12相连；芯片Ul LM2596S-5.0的3引脚、5引脚、第一极性电容Cl的阴极、稳压二极管Dl的阳极和第二极性电容C2的阴极相连并接地；芯片Ul LM2596S-5.0的2引脚、稳压二极管Dl的阴极与电感LI的一端相连;芯片Ul LM2596S-5.0的4引脚、电感LI的另一端、第二极性电容C2的阳极与VDD5.0相连。
[0026]如图4所示，所述的3.3V电路由芯片U3 SPX1117M3-3.3、第三极性电容C9、第七滤波电容C7、第八滤波电容C8组成。芯片U3 SPX1117M3-3.3的I引脚、第三极性电容C9的阳极、第七滤波电容C7的一端与VDD5.0相连；芯片U3 SPX1117M3-3.3的2引脚、第三极性电容C9的阴极、第七滤波电容C7的另一端与第八滤波电容C8的一端相连并接地；芯片U3 SPX1117M3-3.3的3引脚、第八滤波电容C8的另一端与VDD3.3相连。
[0027]如图5所示，所述的存储器模块电路由存储芯片U4 AT4OTB161D、第二电阻R2、第三电阻R3和第i^一滤波电容Cll组成。存储芯片U4 AT45DB161D的I引脚与处理器U2STC12C5A16S2 的