一种环境因子集中采集装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及农业信息采集【技术领域】，具体公开了一种环境因子集中采集装置，包括壳体、主控电路板、摄像头和电源，主控电路板设在壳体的内部，主控电路板设有数据处理芯片以及与数据处理芯片连接的温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器、二氧化碳传感器、一氧化碳传感器、扩展接口、天线和稳压器，数据处理芯片用于接收并向外发送相关信息，摄像头通过扩展接口与数据处理芯片连接，电源通过稳压器向各部分供电。本实用新型的环境因子集中采集装置既能通过相关的传感器采集温度、湿度、光照强度、二氧化碳和一氧化碳等数据信息，又能通过摄像头采集图像信息，实现了对农田环境信息的全面监测。
【专利说明】一种环境因子集中采集装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及农业信息采集【技术领域】，尤其涉及一种环境因子集中采集装置。
【背景技术】
[0002]在农业生产过程中，农田环境的变化对农作物生长有较大的影响，比如:气温的降低不利于小麦、玉米苗期的生长，湿度的升高会加重病虫害的危害。因此，有必要对农田环境信息进行采集，监测农作物生长长势。
[0003]目前基于CC2530芯片的环境因子采集设备，只包括了温度、湿度、一氧化碳、二氧化碳和光照强度的数据信息采集，没有涉及图像信息的采集，使得获取的环境信息不够全面。而市场中也还缺乏一种既能采集温度、湿度、一氧化碳、二氧化碳和光照强度等数据信息又能采集图像信息的低功耗环境因子集中采集装置。
实用新型内容
[0004](一 )要解决的技术问题
[0005]本实用新型的目的是提供一种环境因子集中采集装置，以提供一种既能采集温度、湿度、一氧化碳、二氧化碳和光照强度等数据信息又能采集图像信息的环境因子集中采集装置。
[0006]( 二 )技术方案
[0007]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种环境因子集中采集装置，包括壳体、主控电路板、摄像头和电源；所述主控电路板设在所述壳体的内部，所述主控电路板设有数据处理芯片以及与所述数据处理芯片连接的温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器、二氧化碳传感器、一氧化碳传感器、扩展接口、天线和稳压器，所述数据处理芯片用于接收并向外发送相关信息，所述摄像头通过所述扩展接口与所述数据处理芯片连接，所述电源通过所述稳压器向所述数据处理芯片、温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器、二氧化碳传感器、一氧化碳传感器、扩展接口和摄像头供电。
[0008]优选地，所述数据处理芯片为CC2530F256芯片，所述数据处理芯片包括RF收发器、8051微控制器内核、FLASH闪存、RAM存储器和两个I/O接口 ；所述温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器、二氧化碳传感器和一氧化碳传感器通过一个I/O接口与所述数据处理芯片连接，所述扩展接口通过另一个I/O接口与所述数据处理芯片连接，所述天线通过所述RF收发器与所述数据处理芯片连接。
[0009]优选地，所述RAM存储器为两个512M容量的DDR存储器组成的数据缓冲器。
[0010]优选地，所述温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器、二氧化碳传感器和一氧化碳传感器均内置有A/D转换器。
[0011 ] 优选地，所述扩展接口为摄像头标准接口。
[0012]优选地，所述天线为拉杆天线，所述天线的辐射方向为全向。
[0013]优选地，所述稳压器为TPS60211电源管理芯片稳压器，所述稳压器的输入电压范围为1.8V-3.6V，输出电压稳定为3.3V。
[0014]优选地，所述摄像头为CMOS摄像头，所述摄像头设有图像编码器和图像拆分器。
[0015]优选地，所述电源包括太阳能电池板以及与所述太阳能电池板连接的蓄电池。
[0016]优选地，所述主控电路板还设有与所述数据处理芯片连接的LED灯。
[0017](三)有益效果
[0018]本实用新型的环境因子集中采集装置既能通过相关的传感器采集温度、湿度、光照强度、二氧化碳和一氧化碳等数据信息，又能通过摄像头采集图像信息，实现了对农田环境信息的全面监测；通过主控电路板将各传感器与摄像头集成到一块电路板中，既降低了能量的消耗，又实现了成本的降低；利用稳压器对电源的控制，有效地降低了装置的功耗；这种环境因子集中采集装置可靠性强、效率高、成本低、易于操作，易于批量生产及推广使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型实施例的环境因子集中采集装置的连接框图。
[0020]图中，101:数据处理芯片；102:温度传感器；103:湿度传感器；104:光照强度传感器；105:二氧化碳传感器；106: —氧化碳传感器；107:扩展接口 ；108:天线；109:稳压器；110:LED U ；200:摄像头；300:电源。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实施例对本实用新型的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，但不能用来限制本实用新型的范围。
[0022]如图1所示，本实施例的环境因子集中采集装置包括:壳体、主电路板、摄像头200和电源300 ;所述主控电路板设在所述壳体的内部，所述主控电路板上设有数据处理芯片101以及与数据处理芯片101连接的温度传感器102、湿度传感器103、光照强度传感器104、二氧化碳传感器105、一氧化碳传感器106、LED等110、扩展接口 107、天线108和稳压器109 ;摄像头200通过扩展接口 107与数据处理芯片101连接，电源300通过稳压器109向数据处理芯片101、温度传感器102、湿度传感器103、光照强度传感器104、二氧化碳传感器105、一氧化碳传感器106、LED灯110、扩展接口 107和摄像头200供电。
[0023]数据处理芯片101可以为CC2530F256芯片，数据处理芯片101包括:RF收发器、8051微控制器内核、FLASH闪存、RAM存储器和两个I/O接口 ；温度传感器102、湿度传感器103、光照强度传感器104、二氧化碳传感器105和一氧化碳传感器106通过一个I/O接口与数据处理芯片101连接，扩展接口 107通过另一个I/O接口与数据处理芯片101连接，天线108通过所述RF收发器与数据处理芯片101连接；所述RAM存储器可以为两个512M容量的DDR存储器组成的数据缓冲器。数据处理芯片101主要用于采集温度传感器102、湿度传感器103、光照强度传感器104、二氧化碳传感器105、一氧化碳传感器106和摄像头200所采集的的温度、湿度、光照强度、二氧化碳、一氧化碳和图像信息，以及通过天线108发送所采集的信息。
[0024]温度传感器102、湿度传感器103、光照强度传感器104、二氧化碳传感器105和一氧化碳传感器106均内置有A/D转换器，所述A/D转换器用于将各传感器采集到的信号转换成数字信号。
[0025]扩展接口 107为摄像头标准接口 ；摄像头200为CMOS摄像头，摄像头200设有图像编码器和图像拆分器，所述图像编码器用于压缩摄像头200获取的图像信息，所述图像拆分器用于将图像拆分成容量大小为256K的图像包。
[0026]天线108为拉杆天线，天线108的辐射方向为全向，数据处理芯片101通过天线108向外发送相关的信息。
[0027]稳压器109可以为TPS60211电源管理芯片稳压器，稳压器109的输入电压范围为
1.8V-3.6V，输出电压稳定为3.3V，稳压器109能够在数据处理芯片101处于休眠模式时，有极低的功耗，只有2uA，可以直接通过控制电源，降低装置的功耗；电源300包括太阳能电池板以及与所述太阳能电池板连接的蓄电池，所述蓄电池与稳压器109连接，稳压器109的应用使得电源300便于控制，有效地降低装置的功耗。
[0028]本实施例的环境因子集中采集装置的具体工作过程如下:
[0029](I)启动各传感器及摄像头
[0030]选择供电电压后，将各传感器和摄像头通电，上电速率不能低于lV/ms，通电后各传感器需要Ilms进入休眠状态，摄像头需要Is进入休眠状态，在此之间不对各传感器和摄像头发送任何命令。
[0031](2)发送命令
[0032]数据处理芯片内核嵌入了 8051微控制器，通过I/O接口按顺序向各传感器和摄像头发送“采集命令”。
[0033](3)采集信息
[0034]各传感器通过传感芯片获取模拟信号，通过A/D转换器，获取数字信号，通过I/O接口将信号传输至数据处理芯片，摄像头通过CMOS模块，感知自然环境光线，并通过JPEG图像转换，压缩图像感知，通过扩展接口传输至数据处理芯片。
[0035](4)发送信息
[0036]数据处理芯片将采集的信息临时存储在FLASH闪存中，以无线射频的方式发送数据，当装置没有需要发送的数据时节点进入睡眠模式，当有数据需要传送时，通过天线发送数据包至传输节点或者数据存储中心。
[0037]本实用新型的环境因子集中采集装置既能通过相关的传感器采集温度、湿度、光照强度、二氧化碳和一氧化碳等数据信息，又能通过摄像头采集图像信息，实现了对农田环境信息的全面监测；通过主控电路板将各传感器与摄像头集成到一块电路板中，既降低了能量的消耗，又实现了成本的降低；利用稳压器对电源的控制，有效地降低了装置的功耗；这种环境因子集中采集装置可靠性强、效率高、成本低、易于操作，易于批量生产及推广使用。
[0038]本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
【权利要求】
1.一种环境因子集中采集装置，其特征在于，包括壳体、主控电路板、摄像头和电源；所述主控电路板设在所述壳体的内部，所述主控电路板设有数据处理芯片以及与所述数据处理芯片连接的温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器、二氧化碳传感器、一氧化碳传感器、扩展接口、天线和稳压器，所述数据处理芯片用于接收并向外发送相关信息，所述摄像头通过所述扩展接口与所述数据处理芯片连接，所述电源通过所述稳压器向所述数据处理芯片、温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器、二氧化碳传感器、一氧化碳传感器、扩展接口和摄像头供电。
2.根据权利要求1所述的环境因子集中采集装置，其特征在于，所述数据处理芯片为CC2530F256芯片，所述数据处理芯片包括RF收发器、8051微控制器内核、FLASH闪存、RAM存储器和两个I/O接口 ；所述温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器、二氧化碳传感器和一氧化碳传感器通过一个I/O接口与所述数据处理芯片连接，所述扩展接口通过另一个I/O接口与所述数据处理芯片连接，所述天线通过所述RF收发器与所述数据处理芯片连接。
3.根据权利要求2所述的环境因子集中采集装置，其特征在于，所述RAM存储器为两个512M容量的DDR存储器组成的数据缓冲器。
4.根据权利要求1所述的环境因子集中采集装置，其特征在于，所述温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器、二氧化碳传感器和一氧化碳传感器均内置有A/D转换器。
5.根据权利要求1所述的环境因子集中采集装置，其特征在于，所述扩展接口为摄像头标准接口。
6.根据权利要求1所述的环境因子集中采集装置，其特征在于，所述天线为拉杆天线，所述天线的辐射方向为全向。
7.根据权利要求1所述的环境因子集中采集装置，其特征在于，所述稳压器为TPS60211电源管理芯片稳压器，所述稳压器的输入电压范围为1.8V-3.6V，输出电压稳定为 3.3V。
8.根据权利要求1所述的环境因子集中采集装置，其特征在于，所述摄像头为CMOS摄像头，所述摄像头设有图像编码器和图像拆分器。
9.根据权利要求1所述的环境因子集中采集装置，其特征在于，所述电源包括太阳能电池板以及与所述太阳能电池板连接的蓄电池。
10.根据权利要求1-9中任何一项所述的环境因子集中采集装置，其特征在于，所述主控电路板还设有与所述数据处理芯片连接的LED灯。
【文档编号】G08C17/02GK203964958SQ201420391411
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月15日 优先权日:2014年7月15日
【发明者】张建华, 许世卫, 孔繁涛, 李哲敏, 吴建寨, 周向阳, 徐克
申请人:中国农业科学院农业信息研究所