专利名称：农田墒情信息自动采集系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及农田气象监测技术领域，特别涉及一种农田墒情信息自动采集系统。
背景技术：
最近几年来，极端恶劣天气频繁出现，造成了许多农作物的大量减产，给我国的农业生产和粮食安全带来了很大挑战。目前，许多地区对农田墒情信息的采集主要采用人工的方式，这种方式的最大缺点是采集信息误差较大、上报和发布信息的周期太长，严重滞后于农业生产。例如，由于农技人员较多、技术水平参差不齐以及采集方式和分析方法存在很大的差异，就很难保证采集信息的准确性。另外，每个农技人员需要把采集的信息层层上报，到最终形成决策、发布信息需要的时间周期太长，会严重影响农作物的生长，造成农作物的减产。再者，对于许多采用自动灌溉的地区，人工采集农田墒情信息已经不能满足实际的需要。
实用新型内容(一)要解决的技术问题本实用新型要解决的技术问题是如何解决采集信息误差较大、获取农田墒情信息周期较长的问题。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种农田墒情信息自动采集系统，包括信息采集传感器，用于获取当前的农田墒情信息数据，并将所述农田墒情信息数据发送至采集控制板；所述采集控制板，包括主处理器，用于对所述当前农田墒情信息数据进行处理；存储模块，与所述主处理器连接，用于存储经处理后的当前农田墒情信息数据；传感器接口模块，与所述主处理器及所述信息采集传感器分别连接，用于接收当前农田墒情信息数据。其中，所述信息采集传感器包括风速风向传感器、太阳辐射传感器、雨量传感器、 空气温湿度传感器、土壤湿度传感器和土壤温度传感器中的一种或几种。其中，所述系统还设有便于所述系统放置的支架。其中，所述系统还包括用于对所述系统进行供电及电源管理的电源供电及管理模块，所述电源供电及管理模块包括太阳能板、太阳能蓄电池、蓄电池控制器，所述太阳能板，用于接收太阳光，生成电能；所述太阳能蓄电池，与所述太阳能板和所述主处理器分别连接，用于接收所述太阳能板生成的电能，并为所述系统提供电能；[0017]所述蓄电池控制器，与所述太阳能蓄电池连接，用于控制所述太阳能蓄电池的充电和放电。其中，所述采集控制板还包括键盘和液晶显示屏，分别与所述主处理器连接。其中，所述采集控制板还包括时钟模块，与所述主处理器连接，用于为所述系统提供时间基准。其中，所述采集控制板还包括数据传输模块，与所述主处理器连接，用于导出数据至移动设备。其中，所述采集控制板还包括无线通讯模块，与所述主处理器连接，用于对经处理后的农田墒情信息数据进行远程发布。其中，所述无线通讯模块为全球移动通讯系统GSM。(三)有益效果本实用新型通过信息采集传感器和采集控制板之间的配合，实时采集农田墒情信息并对其进行处理，解决了解决采集信息误差较大、获取农田墒情信息周期较长的问题。
图1是按照本实用新型一种实施方式的农田墒情信息自动采集系统的结构框图；图2是图1中所示农田墒情信息自动采集系统的具体结构示意图；图3是图1中所示农田墒情信息自动采集系统中传感器接口模块的具体结构框图。其中，1 信息采集传感器；2 采集控制板；3 采集控制箱；4 支架；6 地面；1_1 风速风向传感器；1-2 太阳辐射传感器；1-3 雨量传感器；1-4 空气温湿度传感器；1-5 土壤湿度传感器；1-6 土壤温度传感器；2-1 主处理器；2-2 存储模块；2-3 传感器接口模块；2-3-1 模拟量传感器采集接口 ；2-3-2 数字量传感器采集接口 ；2-4 键盘；2_5 液晶显示屏；2-6 :RS232接口 ；2-7 时钟模块；2-8 数据传输模块；2-9 =USB模块；2-10 无线通讯模块；5-1 太阳能板；5-2 太阳能蓄电池；5-3 蓄电池控制器。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。图1是按照本实用新型一种实施方式的农田墒情信息自动采集系统的结构框图， 包括 信息采集传感器1，用于获取当前的农田墒情信息数据，并将所述农田墒情信息数据发送至采集控制板2 ；所述采集控制板2包括主处理器2-1，用于对所述当前农田墒情信息数据进行处理，本实施方式中主处理器采用C801F040芯片；存储模块2-2，通过串行外围设备接口(Serial Peripheral interface，SPI)与主处理器2-1连接，用于存储经处理后的当前农田墒情信息数据，本实施方式中，所述存储模块2-2由4个AT4DB161D芯片组成，存储容量可以达到64MB。[0035]传感器接口模块2-3，与所述主处理器2-1及所述信息采集传感器1分别连接，用于接收当前农田墒情信息数据。如图2所示，所述信息采集传感器1包括风速风向传感器1-1、太阳辐射传感器 1-2、雨量传感器1-3、空气温湿度传感器1-4、土壤湿度传感器1-5和土壤温度传感器1-6， 本实施方式中，所述土壤湿度传感器1-5和土壤温度传感器1-6均为四路，其他传感器均为一路，所述土壤湿度传感器1-5，所述土壤湿度传感器1-5和土壤温度传感器1-6均设于地面6下。所述系统还设有采集控制箱3，用于放置所述采集控制板2。所述系统还设有便于所述系统放置的支架4。为防止雷电、浪涌以及过压等极端条件对整个系统的损坏，优选地，所述传感器接口模块2-3与所述主处理器2-1之间连有保护电路。如图3所示，所述传感器接口模块2-3 主要包括模拟量传感器采集接口 2-3-1和数字量传感器采集接口 2-3-2。所述土壤湿度传感器1-5、土壤温度传感器1-6、空气温湿度传感器1-4、以及太阳辐射传感器1-2均为模拟量传感器，且分别与所述模拟量传感器采集接口 2-3-1连接，为方便插拔，所述模拟量传感器采集接口 2-3-1采用3. 5mm标准耳机接口。所述风速风向传感器1_1和雨量传感器1_3 均为数字量传感器，且分别与所述数字量传感器采集接口 2-3-2连接，为方便插拔，所述数字量传感器采集接口 2-3-2采用标准RJ-45网络接口。所述系统还包括电源供电及管理模块，与所述主处理器2-1连接，用于对所述系统进行供电及电源管理。如图2所示，所述电源供电及管理模块包括太阳能板5-1、太阳能蓄电池5-2、蓄电池控制器5-3和干电池(未示出)，所述太阳能板5-1，用于接收太阳光，生成电能。所述太阳能蓄电池5-2，与所述太阳能板5-1和所述主处理器2-1分别连接，用于接收所述太阳能板5-1生成的电能，并为所述系统提供电能。所述蓄电池控制器5-3，与所述太阳能蓄电池5-2连接，用于控制所述太阳能蓄电池5-2的充电和放电，防止所述太阳能蓄电池5-2的过量充电和过量放电，以保护所述太阳能蓄电池5-2。所述干电池，与所述主处理器2-1连接，用于为所述系统提供电能。若遇到连续的阴天，所述主处理器2-1监测到所述太阳能蓄电池5-2的电量不足， 则所述主处理器2-1通过电源供电及管理模块将所述太阳能蓄电池5-2的供电电路切断， 连通所述干电池的供电电路，这样就避免太阳能蓄电池5-2由于过度放电而影响其使用年限；当天气放晴，所述太阳能蓄电池5-2的电量达到使用要求，所述主处理器2-1通过所述电源供电及管理模块切断所述干电池的供电电路，连通所述太阳能蓄电池5-2的供电电路。如图1所示，为方便设置系统参数，优选地，所述采集控制板2还包括键盘2-4，所述键盘2-4与所述主处理器2-1连接，由显示键、选择键、设置键、增加键和减小键组成，所述系统参数包括所述系统的传感器采集时间间隔、保存时间间隔以及短消息发送时间间隔寸。为方便浏览经处理后的当前农田墒情信息数据，优选地，所述采集控制板2还包括液晶显示屏2-5，所述液晶显示屏2-5通过RS232接口 2_6与主处理器2_1相连，本实施方式中，所述经处理后农田墒情信息数据包括土壤温度、土壤湿度、空气温湿度、日照强度、风速、风向和降雨量等。为给所述采集控制板2提供准确的系统时间，优选地，所述采集控制板2还包括时钟模块2-7，与所述主处理器2-1连接，用于为所述系统提供时间基准。所述采集控制板2还包括数据传输模块2-8，与所述主处理器2-1连接，所述数据传输模块2-8采用RS485，用于导出数据至移动设备。所述采集控制板2还包括通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)模块2-9， 与所述主处理器2-1连接，所述通用串行总线USB模块2-9接口采用标准USB协议，遵循 USB2. 0协议规范，可以支持64GB的U盘读取，连接U盘后用于存储所述经处理后的农田墒情信息的历史数据。所述采集控制板2还包括无线通讯模块2-10，与所述主处理器2-1连接，用于对经处理后的农田墒情信息数据进行远程发布，本实施方式中，所述无线通讯模块2-10优选为全球移动通讯系统GSM通信模块，所述GSM通信模块主要由芯片MC35i、卡槽座以及电话卡组成，在主处理器的控制下，通过短消息的方式进行信息数据远程发布，还可根据AT指令， 以短消息的方式远程设置所述系统的传感器采集时间间隔、保存时间间隔以及短消息发送时间间隔等系统参数。另外，如果农户或墒情监测部门想了解当前的农田墒情信息，还可以通过拨打所述系统的电话(与所述电话卡对应)来获取实时的农田墒情信息。以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。
权利要求1.一种农田墒情信息自动采集系统，其特征在于，包括信息采集传感器(1)，用于获取当前的农田墒情信息数据，并将所述农田墒情信息数据发送至采集控制板O)；所述采集控制板0)，包括主处理器0-1)，用于对所述当前农田墒情信息数据进行处理；存储模块0-2)，与所述主处理器(2-1)连接，用于存储经处理后的当前农田墒情信息数据；传感器接口模块0-3)，与所述主处理器(2-1)及所述信息采集传感器(1)分别连接， 用于接收当前农田墒情信息数据。
2.如权利要求1所述的农田墒情信息自动采集系统，其特征在于，所述信息采集传感器(1)包括风速风向传感器(1-1)、太阳辐射传感器(1-2)、雨量传感器(1-3)、空气温湿度传感器(1-4)、土壤湿度传感器(1- 和土壤温度传感器(1-6)中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的农田墒情信息自动采集系统，其特征在于，所述系统还设有便于所述系统放置的支架(3)。
4.如权利要求1所述的农田墒情信息自动采集系统，其特征在于，所述系统还包括 用于对所述系统进行供电及电源管理的电源供电及管理模块，所述电源供电及管理模块包括太阳能板(5-1)、太阳能蓄电池(5-2)、蓄电池控制器(5-3)，所述太阳能板(5-1)，用于接收太阳光，生成电能；所述太阳能蓄电池(5-2)，与所述太阳能板(5-1)和所述主处理器(2-1)分别连接，用于接收所述太阳能板(5-1)生成的电能，并为所述系统提供电能；所述蓄电池控制器(5-3)，与所述太阳能蓄电池(5- 连接，用于控制所述太阳能蓄电池(5-2)的充电和放电。
5.如权利要求4所述的农田墒情信息自动采集系统，其特征在于，所述采集控制板(2) 还包括键盘(2-4)和液晶显示屏0-5)，分别与所述主处理器(2-1)连接。
6.如权利要求4所述的农田墒情信息自动采集系统，其特征在于，所述采集控制板(2) 还包括时钟模块0-7)，与所述主处理器(2-1)连接，用于为所述系统提供时间基准。
7.如权利要求4所述的农田墒情信息自动采集系统，其特征在于，所述采集控制板(2) 还包括数据传输模块0-8)，与所述主处理器(2-1)连接，用于导出数据至移动设备。
8.如权利要求4所述的农田墒情信息自动采集系统，其特征在于，所述采集控制板(2) 还包括无线通讯模块(2-10)，与所述主处理器(2-1)连接，用于对经处理后的农田墒情信息数据进行远程发布。
9.如权利要求8所述的农田墒情信息自动采集系统，其特征在于，所述无线通讯模块 (2-10)为全球移动通讯系统GSM。
专利摘要本实用新型公开了一种农田墒情信息自动采集系统，包括信息采集传感器(1)，用于获取当前的农田墒情信息数据，并将所述农田墒情信息数据发送至采集控制板(2)；所述采集控制板(2)，包括主处理器(2-1)，用于对所述当前农田墒情信息数据进行处理；存储模块(2-2)，与所述主处理器(2-1)连接，用于存储经处理后的当前农田墒情信息数据；传感器接口模块(2-3)，与所述主处理器(2-1)及所述信息采集传感器(1)分别连接，用于接收当前农田墒情信息数据。本实用新型通过信息采集传感器和采集控制板之间的配合，实时采集农田墒情信息并对其进行处理，解决了采集信息误差较大、获取农田墒情信息周期较长的问题。
文档编号G01W1/02GK202025424SQ201120067259
公开日2011年11月2日 申请日期2011年3月15日 优先权日2011年3月15日
发明者吴文彪, 周建军, 申长军, 董大明, 邢振, 郑文刚, 郭瑞, 鲍锋 申请人:北京农业智能装备技术研究中心