专利名称：一种温室环境信息无线数据采集装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种温室环境信息无线数据采集装置，属于温室数据采集领域。
背景技术：
我国设施农业的发展趋势是由粗放管理向综合控制发展，向生物环境控制和栽培管理智能化、网络化、资源优化利用和产品的无公害化发展。其中，温室生物环境信息获取技术将会在温室智能化管理中发挥重要的作用。目前，国内温室数据采集系统集成化程度比较高，采集装置与传感器组之间的连接固定，采集装置连接的传感器的种类和个数非常多，而且该采集系统大都成套销售，适合运用在需要采集各种环境参数的温室中。而对于国内大部分小型温室而言，只需检测环境参数中的一种量或某几种量的变化，或许只是某个季节使用而已，使用现有的采集系统将会造成资源的浪费，而温室数据采集系统中传感器的价格相当昂贵，一般经营者无法承受起每个温室大棚都设置这种温室数据采集系统的高昂成本。
实用新型内容本实用新型的目的是解决现有温室环境数据采集系统成本高，无法灵活适用于各种不同的温室环境，从而提出一种温室环境信息无线数据采集装置。本实用新型为解决上述技术问题而提出一种温室环境信息无线数据采集装置，该采集装置包括传感器接口电路、微处理器、编码电路、液晶显示模块、无线通信模块和电源模块，传感器接口电路与微处理器的输入端口相连，微处理器的输出端与液晶显示模块和无线通信模块相连，编码电路与微处理器的输入端口相连，用于对该采集装置的地址和与之相连传感器的地址进行编码，电源模块为传感器接口电路、处理器和液晶显示模块提供电源。所述的编码电路包括一组棚号拨码开关、一组采集装置号拨码开关和一组传感器序号拨码开关，每组拨码开关的一侧的拨码端子与微处理器输出端相对应数量的输出端口相连，每组拨码开关另一侧的拨码端子相互短接后连入处理器的一个输入端口上，与拨码开关端子相连的处理器的每个输出端口上都连有上拉电阻。所述的传感器接口电路用于连接多种传感器，模拟量传感器通过该传感器接口电路与微处理器的AD转换口相连，数字量传感器通过该传感器接口电路与处理器的I/O相连。所述的传感器接口电路与微处理器的AD转换口之间设置有信号放大电路，该信号放大电路包括滤波模块和放大模块，用来对由传感器接口电路传送过来的模拟量信号进行滤波和放大处理。所述的无线通信模块与微处理器的通讯连接，用于将微处理器采集处理过的信息通过无线方式发送给上位机。所述的无线通信模块为zigbee无线数据通信模块。[0010]所述的微处理器采用STC12C5A60S2单片机。所述的液晶显示模块为IXD1602液晶显示器。本实用新型通过微处理器和传感器接口电路与温室中所需的各种传感器相连，并利用编码电路对传感器的地址进行编码，最后通过无线通信模块将采集到的传感器的数据及其所在棚号、棚内采集序号发送给PC机进行处理。本实用新型能够根据温室环境需要，只与所需要传感器相连，可以灵活运用于各种小型温室。
图I是本实用新型的一种温室环境信息无线数据采集装置的硬件结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
做进一步说明。 如图I所示，本实用新型的一种温室环境信息无线数据采集装置包括微处理器、传感器接口电路、信号放大电路、编码电路、无线通讯模块、液晶显示模块和电源模块。所述微处理器为低价位STC12C5A60S2单片机，集成10位8路AD转换器，具备串行设备接口、看门狗和保密功能，满足温室一般环境参数测量，其中具有AD转换功能的6路I/O 口用于转换模拟传感信号，其中第二串口用于支持双标准串口通讯的传感器，其中一组普通I/O用于连接以I2C或SPI数字通讯信号的传感器，其中第一串口用于和无线通信模块通信，其他I/O用于连接液晶显示屏和辅助功能键；信号放大电路将毫伏级电压信号经过滤波和两级放大电路放大成伏级电压信号，运放选用双通道输入、可单电源供电、低功耗的运算放大器LM358，mA级电流信号在输出口与地之间接一精密电阻，使之输出变成伏级电压信号，测试放大电路设有放大倍数调节和放大后的信号电压分压可调电阻，配合液晶屏提示实现传感器量程的调节；编码电路，包括一组棚号拨码开关、一组采集装置号拨码开关和一组传感器序号拨码开关，每组拨码开关的一侧的拨码端子与微处理器输出端相对应数量的输出端口相连，每组拨码开关另一侧的拨码端子相互短接后连入处理器的一个输入端口上，与拨码开关端子相连的处理器的每个输出端口上都连有排阻，通过位选信号线I/O 口逐个置低，依次读取所设传感器棚号、序号和传感器种类编码，节约了微处理器I/O的开销；液晶显示屏为LCD1602液晶显示器，其体积小巧，价格低廉，易于操作。其工作过程如下当本实用新型的装置被放置在温室大棚中的某一位置时，可根据需要获得该处的环境参数信息的要求，选取对应的数种传感器，如水位、二氧化碳和光照度等，通过接口电路安装在该温室环境参数无线数据采集装置上，对于模拟量传感器，先区分其输出为何种信号，根据其特性选取接口电路输入口，该装置提供2路伏级、2路毫伏级和2路毫安级的传感器信号输入，选定接口后，将该接口对于的传感器编码位置底，同时启用辅助功能键，并根据液晶屏上的操作提示，完成模拟量传感器的信号量程及该信号与所测参数之间的倍率设定，其次再将接入对于的接口电路中，最后匹配好相应的电压供电，对于数字量传感器，首先必须明确为何种类型的数字通信协议，然后根据装置上I/O标示提示，通过接口电路完成各功能I/O线的链接，同时给传感器编码，此时，液晶屏上会给出传感器驱动名称，选取对于的驱动程序即可，最后选择正确的电压供电，同一温室大棚内的传感器棚号编码相同，序号编码必须不同，经设定过的温室环境信息数据采集装置及其传感器编码不会改变，通过辅助键盘设定的传感器参数值储存于微处理器的IKB的EEPROM中，即使系统掉电或因干扰导致看门狗重启系统，该装置初始化参数不会丢失，不影响系统的工作。模拟传感器信号经信号放大电路处理滤波后送入微处理器的AD转换口，数字量直接靠处理器里面的驱动读取，微处理器根据每一种传感器的编码值和通过辅助功能键设定的值，进行对每一种传感器的操作。未链接的传感器I/O接口，处理器不给于扫描，以提高系 统执行的效率和稳定性，读取的值经处理后储存成一个包含传感器类型、个数及其对应的值，同时计入该装置布于的棚号和序号编码的数据表，通过无线通信模块发送到主节点，供PC读取、处理和显示。PC机上位机软件根据多个装置发过来数据表，提取传感器信息和传感器归属的棚号，并可快速的得到每一个温室大棚的环境生态参数。
权利要求1.一种温室环境信息无线数据采集装置，其特征在于该采集装置包括传感器接口电路、微处理器、编码电路、液晶显示模块、无线通信模块和电源模块，传感器接口电路与微处理器的输入端口相连，微处理器的输出端与液晶显示模块和无线通信模块相连，编码电路与微处理器的输入端口相连，用于对该采集装置的地址和与之相连传感器的地址进行编码，电源模块为传感器接口电路、处理器和液晶显示模块提供电源。
2.根据权利要求I所述的温室环境信息无线数据采集装置，其特征在于所述的编码电路包括一组棚号拨码开关、一组采集装置号拨码开关和一组传感器序号拨码开关，每组拨码开关的一侧的拨码端子与微处理器输出端相对应数量的输出端口相连，每组拨码开关另一侧的拨码端子相互短接后连入处理器的一个输入端口上，与拨码开关端子相连的处理器的每个输出端口上都连有上拉电阻。
3.根据权利要求2所述的温室环境信息无线数据采集装置，其特征在于所述的传感器接口电路用于连接多种传感器，模拟量传感器通过该传感器接口电路与微处理器的AD转换口相连，数字量传感器通过该传感器接口电路与处理器的I/O相连。
4.根据权利要3求所述的温室环境信息无线数据采集装置，其特征在于，所述的传感器接口电路与微处理器的AD转换口之间设置有信号放大电路，该信号放大电路包括滤波模块和放大模块，用来对由传感器接口电路传送过来的模拟量信号进行滤波和放大处理。
5.根据权利要求1、2或3所述的温室环境信息无线数据采集装置，其特征在于所述的无线通信模块与微处理器通讯连接，用于将微处理器采集处理过的信息通过无线方式发送给上位机。
6.根据权利要求5所述的温室环境信息无线数据采集装置，其特征在于所述的无线通信模块为zigbee无线数据通信模块。
7.根据权利要求2或3所述的温室环境信息无线数据采集装置，其特征在于所述的微处理器采用STC12C5A60S2单片机。
8.根据权利要求1、2或3所述的温室环境信息无线数据采集装置，其特征在于所述的液晶显示模块为IXD1602液晶显示器。
专利摘要本实用新型涉及一种温室环境信息无线数据采集装置,属于温室数据采集领域。该温室环境信息无线数据采集装置包括微处理器、传感器接口电路、信号放大电路、编码电路、无线通讯模块、液晶显示模块和电源模块，传感器接口电路与微处理器的输入端口相连，微处理器的输出端与液晶显示模块相连，编码电路与微处理器的输入端口相连，用于对该采集装置的地址和与之相连的传感器进行编码，电源模块为传感器接口电路、处理器和液晶显示模块提供电源。本实用新型结构简单，依靠其灵活的组合性和较强的通用性能够在各种温室环境中使用，大大降低温室数据采集装置的成本，易于更好地服务现阶段我国大部分小型温室。
文档编号G08C17/02GK202523197SQ201220001219
公开日2012年11月7日 申请日期2012年1月4日 优先权日2012年1月4日
发明者张伏, 毛鹏军, 王俊, 邓桂阳, 邱兆美, 闵俊杰 申请人:河南科技大学