基于可穿戴设备的灌溉环境监测装置的制造方法

文档序号:8696427阅读:443来源:国知局
基于可穿戴设备的灌溉环境监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及灌溉环境监测的研宄领域,特别涉及一种基于可穿戴设备的灌溉环境监测装置。
【背景技术】
[0002]我国传统农业的管理大多依靠人工完成,效率低下、工作量大、管理不科学。中小型农场设施现代化水平低,缺乏配套设施,存在可靠性和时效性问题。作物的灌溉大都采用漫灌或渠灌,且仅凭个人的经验选择水分补给时间。
[0003]目前,WSN (Wireless Sensor Network)及 GPRS (General Packet Rad1 Service)技术对能够农作物的整个生长周期内实现全天候,实时的灌溉环境监测数据将采集到的数据上传至远程服务器。服务器中的灌溉决策系统以无线监测系统采集的环境信息作为灌溉决策系统的数据基础实现灌溉。此技术的局限性在于灌溉环境监测数据存储和灌溉控制需要在远程服务器中完成,使用不方便,特别是在野外环境进行实地考察和作业时不适用。
[0004]可穿戴技术越来越多地应用于健康娱乐生活等领域,但是在农业上应用却很少。目前市场上的可穿戴应用产品仅仅提供底层数据采集及监测的服务,缺乏一种能够对一定区域的分布式传感控制设备进行管理的装置。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足,提供一种基于可穿戴设备的灌溉环境监测装置。
[0006]为了到达上述目的,本实用新型采用以下技术方案:
[0007]一种基于可穿戴设备的灌溉环境监测装置,包括微处理器以及与微处理器连接的无线充电单元、蓄电池、无线通讯单元;所述微处理器包括充电控制单元、供电稳压单元、用于对检测信号进行处理的主处理器单元以及用于提供显示环境信息和发出灌溉控制指令的触控接口单元;所述充电控制单元、供电稳压单元、触控接口单元均分别与主处理器单元连接;所述无线充电单元与充电控制单元相连。
[0008]优选的,所述充电控制单元包括充电管理电路和蓄电池电压监测电路,所述的无线充电单元、充电管理电路、蓄电池依次连接,所述的充电管理电路和蓄电池电压监测电路分别与主处理器单元连接,所述的蓄电池电压监测电路与蓄电池连接。
[0009]优选的,所述充电管理电路为基于锂电池的充电管理芯片,不仅用于向蓄电池提供正向充电电压和电流,还用于监测电路蓄电池的充电电压、电路和温度并自动控制充电的开启或关闭;蓄电池电压监测电路用于监测蓄电池的供电电压。
[0010]优选的,所述的供电稳压单元包括用于为主处理器和无线通讯单元供电的主稳压电路和用于为触控接口单元供电的扩展稳压电路,所述主稳压电路分别与蓄电池、主处理器单元、无线通讯单元连接;所述扩展稳压电路分别与蓄电池、触控接口单元、无线通讯单元连接。
[0011]优选的,所述主稳压电路和扩展稳压电路均采用相同的LDO稳压芯片.
[0012]优选的,所述触控接口单元包括显示电路、触摸监测电路以及触摸彩屏,所述显示电路与主处理器单元连接,触摸监测电路与无线通讯单元连接,显示电路和触摸监测电路均连接触摸彩屏。
[0013]优选的,所述的显示电路为触摸彩屏显示电路,所述的触摸监测电路为触摸彩屏触摸监测电路。
[0014]优选的,所述主处理器单元为STM32F103REG6单片机。
[0015]优选的,所述无线通讯单元为CC2530无线通讯单元。
[0016]优选的,所述无线充电单元为基于电磁感应的无线充电单元。
[0017]本实用新型与现有技术相比,具有如下优点和有益效果:
[0018]1.本实用新型通过蓄电池供电,无需外接市电,安装简单;采用无线充电技术,减少充电端口,实现无导电接点外露,避免充电线的重复插入引起不必要的故障。
[0019]2.本实用新型采用Zigbee无线自组网络实现全网中环境信息的数据融合,整个网络具有自动愈合功能,网络稳定性强。
[0020]3.本实用新型的采用低功耗的休眠/唤醒机制设计,降低装置的能量消耗,静态电流小于7mA,低功耗策略效果显著,待机时间长。
[0021]4.本实用新型体积小,适合穿戴在工作人员手腕上,携带方便,操作简单,实现防水外壳,适合野外环境使用。
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型装置的整体结构框图;
[0023]图2是图1所示装置的详细结构框图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述,但本实用新型的实施方式不限于此。
[0025]实施例
[0026]如图1、图2所示,基于可穿戴设备的灌溉环境监测装置,,包括微处理器以及与微处理器连接的无线充电单元、蓄电池、无线通讯单元;所述微处理器包括充电控制单元、供电稳压单元、用于对检测信号进行处理的主处理器单元以及用于提供显示环境信息和发出灌溉控制指令的触控接口单元;所述充电控制单元、供电稳压单元、触控接口单元均分别与主处理器单元连接;所述无线充电单元与充电控制单元相连。
[0027]其中无线充电单元用于对蓄电池充电;主处理器单元用于对充电控制的检测信号、蓄电池电量的检测信号、触控接口单元的信号、无线通讯单元的信号进行处理;触控接口单元用于提供显示环境信息和发出灌溉控制指令的功能;供电稳压单元用于对微控制器、无线通讯单元、触控接口单元供电。
[0028]如图2所示,所述充电控制单元包括充电管理电路和蓄电池电压监测电路,所述的无线充电单元、充电管理电路、蓄电池依次连接,所述的充电管理电路和蓄电池电压监测电路分别与主处理器单元连接,所述的蓄电池电压监测电路与蓄电池连接
[0029]充电管理电路基于锂电池充电管理芯片,可用于向蓄电池提供正向充电电压和电流,用于监测电路蓄电池的充电电压、电路和温度并自动控制充电的开启或关闭;蓄电池电压监测电路用于监测蓄电池的供电电压。
[0030]主处理器单元可以通过蓄电池电压监测电路实现蓄电池供电电压的监测,通过触控接口单元在触摸彩屏上显示蓄电池的当前电量。
[0031]所述的供电稳压单元包括主稳压电路和扩展稳压电路,主稳压电路分别与蓄电池、主处理器单元、无线通讯单元连接,扩展稳压电路分别与蓄电池、触控接口单元、无线通讯单元连接。
[0032]其中主稳压电路用于主控制单元和无线通讯单元的供电,扩展稳压电路用于触控接口单元的供电。所述的无线通讯单元通过自身芯片1 口发出信号控制扩展稳压电路的片选端实现对触摸彩屏供电的开启或关闭。
[0033]其中主稳压电路和扩展稳压电路均采用相同的LDO稳压芯片,其输入电压范围为1.7?10.5V,输出电压范围在1.5?8.0v之间,能以0.1v间隔设定,并有电流限定、短路保护、过热保护功能。
[0034]所述的无线充电单元为基于电磁感应的无线充电单元,其输出电压为5V,输出电流为IA。
[0035]所述的蓄电池磷酸铁锂电池,其工作电压为3.2-4.1V,具备工作寿命长,不易爆,工作安全,耐高温,可满足野外恶劣环境使用。
[0036]所述的触控接口单元包括显示电路、触摸监测电路、触摸彩屏,显示电路与主处理器单元连接,触摸检测电路与无线通讯单元连接,显示电路和触摸监测电路均连接触摸彩屏。触摸彩屏能够提供工作人员和可穿戴的灌溉环境监测装置的人机交互,可实时动态显示采集到的环境信息。工作人员能够根据采集到的信息,通过操控触摸彩屏控制灌溉设备的开启或关闭。
[0037]所述的显示电路为触摸彩屏显示电路,所述的触摸监测电路为触摸彩屏触摸监测电路。
[0038]所述的主控制器单元为单片机,优选为STM32F103REG6单片机。
[0039]所述的无线通讯单
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