智能农业管理一体机的制作方法

本实用新型涉及一种智能农业管理一体机。

背景技术：

现有的农业养殖或种植，如食用菌栽培、大棚、茶果种植、畜禽规模化养殖等，均会采用到用于调整养殖或种植环境的设备，如电机、水泵、加热器、风机等设备，而且大多采用人工根据种植或养殖经验，现场主动介入的方式开启或关闭上述设备。随着养殖或种植规模的扩大，需要消耗较大的人工，而且不能及时达到控制的目的，上述方式越来越不适合应用到养殖或种植中。此外，为了更好的保障养殖或种植环境，通常会设置用于环境监测的装置，以利于准确获知养殖或种植环境是否达到要求，并对应做出及时地调整。故对养殖或种植现场环境数据的监测以及数据的反馈对农业养殖以及种植是至关重要的。目前设置于养殖或种植现场的环境数据采集设备功能比较单一，不利于大规模养殖或种植的使用，也需要消耗较大的人工。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种智能农业管理一体机，以克服现有技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种智能农业管理一体机，包括：一外壳体以及设置在该外壳体内的电路板；所述电路板包括主控制电路板、与所述主控制电路板相连且用于为外部驱动设备提供驱动信号的执行器电路板以及与所述主控制电路板相连且用于接收外部数据采集设备采集信号的采集器电路板。

在本实用新型一实施例中，所述主控制板包括：嵌入式ARM处理器以及分别与该嵌入式ARM处理器相连的第一设置按键电路、第一工作状态指示灯电路、第一内置锂电池电路、蜂鸣器电路、第一电源电路、4G通信电路、串口RS232通信电路、第一RS485通信电路、第二RS485通信电路、LoRa通信电路、以太网通信电路；以太网通信电路还与一以太网接口电路相连；所述第一电源电路分别与所述第一设置按键电路、第一工作状态指示灯电路、第一内置锂电池电路、蜂鸣器电路、4G通信电路、串口RS232通信电路、第一RS485通信电路、第二RS485通信电路、LoRa通信电路、以太网通信电路以及以太网接口电路相连。

在本实用新型一实施例中，所述外壳体的后侧板上开设有用于嵌设所述LoRa通信电路天线接口的通孔、用于嵌设所述4G通信电路天线接口的通孔、用于嵌设所述第一电源电路电源接口的通孔、用于嵌设所述串口RS232通信电路接口的通孔以及用于嵌设所述以太网接口电路网络接口的通孔；所述外壳体的顶部开设有用于嵌设所述第一工作状态指示灯电路中LED灯的通孔。

在本实用新型一实施例中，所述执行器电路板包括：第一微处理器以及分别与该第一微处理器相连的第三RS485通信电路、驱动芯片电路、第二电源电路、电源指示灯电路、第一应用程序烧写电路、第二设置按键电路、驱动器输出指示灯电路；所述驱动芯片电路还与磁保持继电器电路相连；所述第二电源电路分别与所述第三RS485通信电路、磁保持继电器电路、电源指示灯电路、第一应用程序烧写电路、第二设置按键电路、驱动器输出指示灯电路相连；所述第三RS485通信电路与所述第一RS485通信电路匹配。

在本实用新型一实施例中，所述外壳体的顶板下部开设有用于嵌设所述驱动器输出指示灯电路以及所述电源指示灯电路中LED灯的通孔；所述外壳体的前侧板开设有用于嵌设所述磁保持继电器电路的输出接口的通孔。

在本实用新型一实施例中，所述采集器电路板包括：第二微处理器以及与该第二微处理器相连的传感器输入电路、RS485传感器总线输入电路、第四RS485通信电路、第三电源电路、第三工作状态指示灯电路、第三设备按键电路、第二程序烧写电路、第二内置锂电池电路；所述第三电源电路分别与传感器输入电路、RS485传感器总线输入电路、第四RS485通信电路、第三工作状态指示灯电路、第三设备按键电路、第二程序烧写电路、第二内置锂电池电路相连；所述第四RS485通信电路与所述第二RS485通信电路匹配。

在本实用新型一实施例中，所述外壳体的前侧板开设有用于嵌设的所述传感器输入电路以及RS485传感器总线输入电路输入接口的通孔；所述外壳体的顶板下部开设有用于嵌设所述第三工作状态指示灯电路中LED灯的通孔。

在本实用新型一实施例中，所述外壳体采用铝合金制外壳。

相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提出的智能农业管理一体机，结构简单，易于实现。可用于智慧农业物联网参数采集、输出控制，自带多路传感器信号输入以及多路大功率开关驱动输出，并且可以外挂采集器或驱动器。可广泛用用于生态果园、大棚种植、大棚养殖、池塘养殖、海水养殖、水库健侧与控制。

附图说明

图1是本实用新型中主控制电路板的电路原理图。

图2是本实用新型中执行器电路板的电路原理图。

图3是本实用新型中采集器电路板的电路原理图。

图4是本实用新型主控制电路板中嵌入式ARM处理器的电路图。

图5是本实用新型主控制电路板中第一设置按键电路的电路图。

图6是本实用新型主控制电路板中第一工作状态指示灯电路的电路图。

图7是本实用新型主控制电路板中第一内置锂电池电路的电路图。

图8是本实用新型主控制电路板中蜂鸣器电路的电路图。

图9是本实用新型主控制电路板中第一电源电路的电路图。

图10是本实用新型主控制电路板中4G通信电路的电路图。

图11是本实用新型主控制电路板中串口RS232通信电路的电路图。

图12是本实用新型主控制电路板中第一RS485通信电路与第二RS485通信电路的电路图。

图13是本实用新型主控制电路板中LoRa通信电路的电路图。

图14是本实用新型主控制电路板中以太网通信电路的电路图。

图15是本实用新型主控制电路板中以太网接口电路的电路图。

图16是本实用新型中外壳体的后视图。

图17是本实用新型中外壳体的俯视图。

图18是本实用新型中执行器电路板中第一微处理器的电路图。

图19是本实用新型中执行器电路板中第三RS485通信电路的电路图。

图20是本实用新型中执行器电路板中驱动芯片电路的电路图。

图21是本实用新型中执行器电路板中第二电源电路的电路图。

图22是本实用新型中执行器电路板中电源指示灯电路的电路图。

图23是本实用新型中执行器电路板中第一应用程序烧写电路的电路图。

图24是本实用新型中执行器电路板中第二设置按键电路的电路图。

图25是本实用新型中执行器电路板中驱动器输出指示灯电路的电路图。

图26是本实用新型中执行器电路板中磁保持继电器电路的电路图。

图27是本实用新型中执行器电路板中第二存储电路的电路图。

图28是本实用新型中外壳体的前视图。

图29是本实用新型中采集器电路板第二微处理器的电路图。

图30是本实用新型中采集器电路板传感器输入电路的电路图。

图31是本实用新型中采集器电路板RS485传感器总线输入电路的电路图。

图32是本实用新型中采集器电路板第四RS485通信电路的电路图。

图33是本实用新型中采集器电路板第三电源电路的电路图。

图34是本实用新型中采集器电路板第三工作状态指示灯电路的电路图。

图35是本实用新型中采集器电路板第三设备按键电路的电路图。

图36是本实用新型中采集器电路板第二程序烧写电路的电路图。

图37是本实用新型中采集器电路板第二内置锂电池电路的电路图。

图38是本实用新型中采集器电路板第二存储电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图以及现有软件，对本实用新型的技术方案进行具体说明。在该说明过程中所涉及的现有软件均不是本实用新型所保护的客体，本实用新型仅保护该装置的结构以及连接关系。

本实用新型提供一种智能农业管理一体机，包括：一外壳体以及设置在该外壳体内的电路板；电路板包括主控制电路板、与主控制电路板相连且用于为外部驱动设备提供驱动信号的执行器电路板以及与主控制电路板相连且用于接收外部数据采集设备采集信号的采集器电路板。

进一步的，在本实施例中，主控制板包括：嵌入式ARM处理器以及分别与该嵌入式ARM处理器相连的提供设置功能的第一设置按键电路、提供电源/网络连接状态/无线状态/驱动输出/采集信号指示的第一工作状态指示灯电路、用于为嵌入式ARM处理器提供电源的第一内置锂电池电路、提供声音指示的蜂鸣器电路、用于与外接12V电源连接并为电路供电的第一电源电路、提供与外部设备进行4G通信的4G通信电路、提供与主机板串口通信的串口RS232通信电路、第一RS485通信电路、第二RS485通信电路、提供与外部设备无线通信的LoRa通信电路、提供与外部设备网路连接的以太网通信电路、用于存储数据的第一存储电路；以太网通信电路还与一以太网接口电路相连；第一电源电路分别与第一设置按键电路、第一工作状态指示灯电路、第一内置锂电池电路、蜂鸣器电路、4G通信电路、串口RS232通信电路、第一RS485通信电路、第二RS485通信电路、LoRa通信电路、第一存储电路、以太网通信电路以及以太网接口电路相连。

在本实施例中，第一电源电路包括：滤波器电路、稳压电源电路。稳压电源电路与滤波器电路相连。稳压电源端电路中包括LM7805以及LM1117。稳压电路提供5V以及3.3 V供电电压。第一RS485通信电路、第二RS485通信电路分别用于与执行器电路板、采集器电路板通信，同时，还用于与外接的采集器或驱动器通信。

在本实施例中，外壳体的后侧板上开设有用于嵌设LoRa通信电路天线接口的通孔1、用于嵌设4G通信电路天线接口的通孔2、用于嵌设第一电源电路的电源接口的通孔3、用于嵌设分别与第一RS485通信电路与第二RS485通信电路相连的外接RS485接口4、用于嵌设串口RS232通信电路接口的通孔5以及用于嵌设以太网接口电路网络接口的通孔6；外壳体的顶部开设有用于嵌设第一工作状态指示灯电路中LED灯的通孔7。

在本实施例中，执行器电路板包括：第一微处理器以及分别与该第一微处理器相连的且用于与主控制板进行通信的第三RS485通信电路、提供驱动输出控制的驱动芯片电路、提供电源的第二电源电路、提供电源指示的电源指示灯电路、提供第一微处理器程序写入的第一应用程序烧写电路、提供设置功能的第二设置按键电路、提供驱动输出状态的驱动器输出指示灯电路、提供数据存储的第二存储电路；驱动芯片电路还与提供驱动信号的磁保持继电器电路相连；第二电源电路分别与第三RS485通信电路、磁保持继电器电路、电源指示灯电路、第一应用程序烧写电路、第二设置按键电路、驱动器输出指示灯电路以及第二存储电路相连；第三RS485通信电路与第一RS485通信电路匹配。在本实施例中，第一微处理器采用STM21F103C8T6。驱动芯片电路包括两块ULN2803A，分别提供4路驱动输出，共为外部被驱动设备提供8路驱动输出。第二电源电路中包括滤波电路以及稳压电路。稳压电路包括LM7805以及LM1117。第二设置按键电路包括：对码按键、请码按键以及复位开关按键。磁保持继电器电路包括8路磁保持继电器，分别与对应被驱动的设备匹配，每路磁保持继电器采用HFE46-2。

在本实施例中，外壳体的顶板下部开设有用于嵌设驱动器输出指示灯电路以及电源指示灯电路中LED灯的通孔8，；外壳体的前侧板开设有用于嵌设磁保持继电器电路的输出接口的通孔10。被驱动设备包括：各种电机、水泵、加热器、风机等设备。

在本实施例中，采集器电路板包括：第二微处理器以及与该第二微处理器相连的传感器输入电路、RS485传感器总线输入电路、第四RS485通信电路、第三电源电路、第三工作状态指示灯电路、第三设备按键电路、第二程序烧写电路、第二内置锂电池电路、第三存储电路；第三电源电路分别与传感器输入电路、RS485传感器总线输入电路、第四RS485通信电路、第三工作状态指示灯电路、第三设备按键电路、第二程序烧写电路、第二内置锂电池电路、第三存储电路相连；第四RS485通信电路与第二RS485通信电路匹配。在本实施例中，第二微处理器采用STM21F103C8T6。传感器输入电路提供8路数据采集，分别与外部传感器独立匹配，采用4-20MA。第四RS485通信电路用于与主控电路板通信。RS485传感器总线输入电路提供与外部传感器总线通信功能。第三电源电路包括滤波器电路、稳压电源电路，稳压电源端电路中包括LM7805以及LM1117。第三工作状态指示灯电路包括运行正常指示灯、故障指示灯以及与主机通信指示灯。第三按键电路包括队码按键、清码按键、复位开关按键。第二程序烧写电路提供对第二微处理器的程序写入功能。第二内置锂电池电路用于为第二微处理器供电。第三存储电路用于存储数据。

在本实用新型中，匹配的外部传感器包括：风速与风向一体传感器、空气温度与湿度传感器、光照度传感器、二氧化碳传感器、土壤水分与温度传感器、PH传感器、土壤墒情传感器、肥力传感器、溶解氧传感器、液位传感器、水中温度传感器、浊度传感器。

在本实施例中，外壳体的前侧板开设有用于嵌设的传感器输入电路以及RS485传感器总线输入电路的输入接口的通孔11；外壳体的顶板下部开设有用于嵌设第三工作状态指示灯电路中LED灯的通孔9。

在本实施例中，外壳体采用铝合金制外壳。

在本实施中，该一体机采用先进的ARM平台架构的管理主机，通过采集器电路板中的传感器输入电路、RS485传感器总线输入电路提供8路传感器信号输入和1路RS485总线传感器信号输入，通过执行器电路板中的驱动芯片电路以及磁保持继电器电路提供8路开关驱动输出，并提供强多种有线与无线通讯接口和网口。通过主控制电路板提供的两路RS485通信电路可以外挂30台采集器或驱动器，通过因特网或4G网络与云平台保持通讯。外壳面板上有各种直观的通讯、开关、电源、故障指示灯。

本实施中，该一体机还提供以下参数：

（1）传感器输入通道：8路传感器信号输入（4-20mA）。

（2）传感器总线接口：1路RS485信号输入。

（3）输出回路：8路开关驱动输出（220VAC/30A/每路）。

（4）通信总线接口：2个RS485通讯接口和1个RS232通讯接口。

（5）供电电源：DC12V/5A。

（6）无线通讯：LORA（工作频段默认433MH/ 空旷通讯距离2～5公里）。

（7）有线通讯网口：LAN。

（8）工作环境：温度0～50℃、湿度小于80％RH。

（9）待机功耗：≤3.5W。

以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。