专利名称：一种便携式温室环境参数采集装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种便携式温室环境参数采集装置，属于温室环境参数智能数据采集领域。
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。当前国外，温室数据采集器技术有很多研究成果应用于实际领域中，如美国CAMPELL公司的数据采集器、英国Delta公司ML2型数据采集器以及澳大利亚SENTEK公司的数据采集器。国内也有很多关于温室数据采集的研究成果的出现，但在这些数据采集器的研究成果中，都存在一些不足地方。例如，有的只能 采集到单路传感器信息，有的要求传感器的信号输出形式单一，有的只能固定在温室里面或成本太高。
实用新型内容本实用新型的目的是解决广大农民在发展自己的小规模温室时，对温室内农作物生态参数获取的技术难题。本实用新型为解决上述技术问题而提出一种便携式温室环境参数采集装置，该采集装置包括微处理器和与之相连接的测试放大电路、通讯接口、显示模块和电压变换模块，液晶显示、测试放大电路的输出端和微处理器的A/D 口相连，测试放大电路的输入端用于和各种所需模拟信号传感器相连，通讯接口一端和微处理器的I/O 口相连，另一端用于和各种传感器链接，显示模块的输入端和微处理器的输出端相连，电压变换模块与微处理器相连，为微处理器提供电源，电压变换模块还用于和各种所需传感器相连，为它们提供电源。所述通讯接口和微处理器之间还设置有并串口扩展芯片，串口芯片和微处理器的串口相连，用于将微处理器的串口扩展成多个串口，并口扩展芯片和微处理器的I/o相连，用于扩展处理器的I/o 口，所述的显示模块和通讯接口都和并串口扩展芯片的扩展口相连。所述的采集装置还包括时间模块，该时间模块和微处理器通信连接，用于为微处理器提供一个准确的时间参量。所述的采集装置还包括数据存储模块，该数据存储模块和微处理器通信连接，用于存储微处理器采集到的数据。所述的采集装置还包括按键模块，该按键模块与并串口扩展芯片的扩展口相连，键盘采用中断形式扫描键盘。所述的显示模块为160X128黄背光液晶屏，该液晶屏包括液晶显示控制器T6963C、周边电路、行列驱动组和液晶驱动偏压电路。[0010]所述的微处理器为为16位的SPCE061A单片机，该单片机内嵌有32K字节的闪存。本实用新型的有益效果是本实用新型微处理器、并串口扩展芯片、数据储存模块、键盘、液晶显示、时间模块、测试放大电路、通讯接口和电压变换模块，该装置能够与各种所需传感器快速离合，实现了各种电压、电流或数字型的传感器与该装置任意匹配，解决了多生物生态参数的获取技术。具有便携、多生态参数获取和降低成本的优点。
图I是本实用新型实施例的硬件结构框图；图2是本实用新型实施例的测量通道参数选择界面；图3是本实用新型实施例的测量通道参数修改界面。
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。本发明的一种便携式温室环境参数采集装置的硬件结构框图如图I所示。包括微处理器、并串口扩展芯片、数据储存模块、键盘、液晶显示、时间模块、测试放大电路、通讯接口和电压变换模块，通讯接口、键盘和液晶显示模块通过并串口扩展芯片与微处理器相连，微处理器的输入端通过测试放大电路与各种所需传感器相连，数据储存模块通过微处理器自带的SPI通信直接连接在微处理器上，时间模块有微处理器I/O 口直接驱动，微处理器通过并口扩展芯片(8255a)和串口扩展芯片GM8123分别增加I/O 口和串口数，其中，键盘和液晶显示接在8255a芯片上，GM8123扩展的3路串口中两路转换成232电平后，一路用于和PC通信，一个用于和232电平的传感器通信，剩下一路TTL电平的串口只与TTL串口传感器通信。微处理器spCe061A使用自身集成的八路10位高速A/D转换功能，运用其中6路将模拟传感信号(电压、电流)转换成数字信号进行处理；引出未使用该功能的两根I/o 口线用于连接以I2C或SPI数字通讯信号的传感器。其中，6路A/D转换I/O 口线接测试放大电路信号输出端。测试放大电路内，mV级电压信号通过滤波和二级放大电路放大成V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，使之输出也是V级电压信号。测试放大电路设有放大后的信号电压分压可调电阻，以便后期使用中调节单通道测量参数。以模拟量输出信号的传感器经通讯接口接入测试放大电路。考虑到本发明装置的成本及在广大用户使用中并不是每个用户都会使用到该装置支持的所有传感器，并且很多传感器价格相当昂贵(如二氧化碳数字传感器需980. O元左右)，故本发明装置的所有传感器均采用灵活外接式。在系统软件设计上设定各种该系统所支持的传感器驱动程序。使用时只需用户接在相应的接口上并选择相应的传感器驱动或量程(对于模拟信号传感器需调节合适的量程)即可驱动该种传感器。本数据采集器还提供一个可调压的电源接口((T24V)，方便各种各样的模拟传感器的使用。本装置尽可能集成更多数字传感器的使用，如温湿度传感器18b20和DHT21，均是I2C通讯协议，在你接入便携式温室数据采集器的相应端口时，再在相应选项中选中相应的驱动即可。本发明装置支持驱动程序的升级。[0019]作为一种智能化测量装置，除要求界面可视化强、运行稳定外，其操作简单可靠，使用灵活、方便是本发明装置一大优点。键盘某个按键的功能围绕着液晶屏提示展开，16个按键分布在液晶屏周围。如图2所示，为本发明一种手持便携式温室环境参数采集装置的测量通道选择界面。其中图2左边的图为接入模拟量传感器信号通道的选择界面，右边的图为接入数字量传感器信号通道的选择界面。当某一模拟传感器接入某一通道时，通过液晶显示屏旁边的提示按键选择该通道，并可进入如图3所示的测量通道参数值修改界面。屏幕周边显示出该界面下16个按键各自的功能。根据液晶屏上的提示操作修改量程，使其适合该传感器；同时还需修改该传感器的模拟量信号与所测参数的关系，即倍率。量程选用是否合适决定了该通道模拟量的采集精度，量程修改时的参考电压选自本发明装置自身的 5V电压。各通道可同时工作，量程等均可不同。同理，当数字通道接入数字传感器时(传感器电压和通讯电平必须选对)，只需选择该通道并设定该传感器对于的驱动程序即可。
权利要求1.一种便携式温室环境参数采集装置，其特征在于该采集装置包括微处理器和与之相连接的测试放大电路、通讯接口、显示模块和电压变换模块，液晶显示、测试放大电路的输出端和微处理器的A/D 口相连，测试放大电路的输入端用于和各种所需模拟信号传感器相连，通讯接口一端和微处理器的I/O 口相连，另一端用于和各种传感器链接，显示模块的输入端和微处理器的输出端相连，电压变换模块与微处理器相连，为微处理器提供电源，电压变换模块还用于和各种所需传感器相连，为它们提供电源。
2.根据权利要求I所述的便携式温室环境参数采集装置，其特征在于所述通讯接口和微处理器之间还设置有并串口扩展芯片，串口芯片和微处理器的串口相连，用于将微处理器的串口扩展成多个串口，并口扩展芯片和微处理器的I/O相连，用于扩展处理器的I/O口，所述的显示模块和通讯接口都和并串口扩展芯片的扩展口相连。
3.根据权利要求2所述的便携式温室环境参数采集装置，其特征在于所述的采集装置还包括时间模块，该时间模块和微处理器通信连接，用于为微处理器提供一个准确的时间参量。
4.根据权利要求2或3所述的便携式温室环境参数采集装置，其特征在于所述的采集装置还包括数据存储模块，该数据存储模块和微处理器通信连接，用于存储微处理器采集到的数据。
5.根据权利要求4所述的便携式温室环境参数采集装置，其特征在于所述的采集装置还包括按键模块，该按键模块与并串口扩展芯片的扩展口相连，键盘采用中断形式扫描键盘。
6.根据权利要求5所述的便携式温室环境参数采集装置，其特征在于所述的显示模块为160X 128黄背光液晶屏，该液晶屏包括液晶显示控制器T6963C、周边电路、行列驱动组和液晶驱动偏压电路。
7.根据权利要求2、3或5所述的便携式温室环境参数采集装置，其特征在于所述的微处理器为为16位的SPCE061A单片机，该单片机内嵌有32K字节的闪存。
专利摘要本实用新型涉及一种便携式温室环境参数采集装置，包括微处理器和与之相连接的测试放大电路、通讯接口、显示模块和电压变换模块，液晶显示、测试放大电路的输出端和微处理器的A/D口相连，测试放大电路的输入端用于和各种所需模拟信号传感器相连，通讯接口一端和微处理器的I/O口相连，另一端用于和各种传感器链接，显示模块的输入端和微处理器的输出端相连，电压变换模块与微处理器相连，为微处理器提供电源，电压变换模块还用于和各种所需传感器相连，为它们提供电源。该装置能够与各种所需传感器快速离合，实现了各种电压、电流或数字型的传感器与该装置任意匹配，解决了多生物生态参数的获取技术。具有便携、多生态参数获取和降低成本的优点。
文档编号G05B19/04GK202548564SQ20122000112
公开日2012年11月21日 申请日期2012年1月4日 优先权日2012年1月4日
发明者孟春亚, 宋飞, 毛鹏军, 闵俊杰 申请人:河南科技大学