一种温室环境信息采集装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种温室环境信息采集装置，包括信息采集单元、信息处理单元、信息传输单元、定时启动单元、供电单元，其中信息采集单元包括土壤水分传感器、二氧化碳传感器、照度传感器、空气温湿度传感器；信息处理单元包括与信息采集单元连接的FPGA芯片、与FPGA芯片连接的LCD显示屏和Flash存储器；信息传输单元包括与上述FPGA芯片相连接的GPRS模块；定时启动单元包括与供电单元相连接的555定时器、与该555定时器相连接的轻触开关。该温室环境信息采集装置和现有技术相比，利用信息采集单元进行温室信息采集，提高了信息采集的效率，并及时的将采集到的信息通过LCD显示屏进行展示，能快速、准确的对温室环境进行实时监测，能很好的应用于农业大棚种植行业。
【专利说明】一种温室环境信息采集装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及农业信息化技术，具体的说是一种结构简单、实用性强、温室环境信息采集装置。
【背景技术】
[0002]传感器是农业信息化技术中最基础的数据采集单元，并将采集到的数据转换成电信号或其他所需形式输出，以实现自动化及远程控制，传感器具有集成度高、性能稳定抗干扰度强、设备安装维护简单方便等特点。
[0003]GPRS通用无线分组业务，是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。其特点在于:数据实现分组发送和接受，按流量计费；56-115Kbps的传输速度。
[0004]高精度智能感器网络技术以及GPRS技术都是物联网技术体系中的重要部分，为了实现两种不同网络、不同软硬件环境的系统之间通信，网关装置则发挥了极其重要的作用。
[0005]目前，我国还存在着集约化温室环境信息采集水平低的现状，单纯传感器网络技术虽然可以解决实时监测的问题，但存在着监测范围小、传输距离及能耗有限等缺点，结合GPRS技术实现远程监控成了发展趋势。而实现这一技术的关键装置在温室大棚种植中还极少。针对农业大棚种植行业这一实际需求，本实用新型提供了及一种适用于温室大棚环境监测的温室环境信息采集装置，在农业大棚种植行业有着广泛的应用前景。基于此，现提供一种温室环境信息采集装置，该系统可在安全、稳定的环境中传输数据，整体能耗较低，实用性强。
【发明内容】
[0006]本实用新型的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种实用性强、温室环境信息采集装置。
[0007]本实用新型的技术方案是按以下方式实现的，一种温室环境信息采集装置，包括信息采集单元、信息处理单元、信息传输单元、定时启动单元、供电单元，其中
[0008]信息采集单元，包括土壤水分传感器、二氧化碳传感器、照度传感器、空气温湿度传感器，该信息采集单元单向通信连接信息处理单元；
[0009]信息处理单元，包括与信息采集单元连接的FPGA芯片、与FPGA芯片连接的IXD显示屏和Flash存储器；
[0010]信息传输单元，包括与上述FPGA芯片相连接的GPRS模块；
[0011]定时启动单元，包括与供电单元相连接的555定时器、与该555定时器相连接的轻触开关，所述轻触开关与上述信息采集单元、信息处理单元、信息传输单元均连通；
[0012]供电单元，通过定时启动单元与信息采集单元、信息处理单元、信息传输单元供电连接。
[0013]在上述技术方案中，照度传感器将外部光照转化为模拟信号，传输到FPGA芯片；空气温湿度传感器用于测量空气温湿度和露点，并通过I2C接口传输到FPGA芯片；二氧化碳传感器模块用于测量二氧化碳浓度，通过UART接口将二氧化碳浓度传输到FPGA芯片；土壤水分传感器模块可将土壤水分和土壤温度转化为模拟信号传送到FPGA芯片；FPGA芯片处理各传感器的数据，并通过SPI接口将数据传输到所述FLASH存储器；FLASH存储器通过SPI接口接收采集到的温室环境信息；LCD液晶显示器用于实时显示采集到的所述温室环境信息；GPRS模块将接收到的温室环境信息传输到远程服务器；所述供电单元为以上所有单元提供电源支持。
[0014]由于设计有定时启动单元，使得整个装置在规定周期内使用，即每到周期时间时，555定时器启动轻触开关，轻触开关连通供电单元与其它单元之间的链路，从而形成供电链路，整个装置开始工作，等传输周期结束，轻触开关关闭，整个装置处于低功耗的非工作状
--τ O
[0015]作为优选，所述信息处理单元还包括信息初处理装置，该信息初处理装置包括与信息采集单元连接的模拟信号转换器、与模拟信号转换器连接的采样保持器、设置在采样保持器与FPGA芯片之间的AD转换器。该信息初处理装置能够保证数据信息的准确性和完整性，以便更好的将其转换成FPGA芯片可处理的电平信息，从而保证整个装置工作的流畅性。
[0016]进一步的，所述AD转换器与FPGA芯片之间还设置有输入缓冲器，相对应的，FPGA芯片与信息传输单元之间设置有输出缓冲器。输入缓冲器的作用是将外设送来的数据暂时存放，以便FPGA芯片将它取走；输出缓冲器的作用是用来暂时存放FPGA芯片送往外设的数据。有了该输入输出缓冲器，就可以使高速工作的FPGA芯片与慢速工作的外设起协调和缓冲作用，实现数据传送的同步。
[0017]作为优选，所述供电单元包括太阳能电池板、与太阳能电池板连接的蓄电池，该蓄电池连接定时启动单元。该结构的供电单元能够实现整个装置的可持续使用，使用寿命较长，实用性强。
[0018]本实用新型与现有技术相比所产生的有益效果是:
[0019]本实用新型的一种温室环境信息采集装置具有结构简单、使用方便、构思巧妙、设计合理等特点，利用信息采集单元进行温室信息采集，提高了信息采集的效率，并及时的将采集到的信息通过LCD显示屏进行展示，能快速、准确的对温室环境进行实时监测，能很好的应用于农业大棚种植行业；设计有定时启动单元，保证了数据能够定时传输，避免数据量庞大造成无效数据过多，传输过程安全可靠，设计信息初处理装置，数据完整程度高，实用性强，适用范围广泛，易于推广。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]附图1是本实用新型的结构示意图。
[0021]附图2是信息初处理装置结构示意图。
[0022]附图中的标记分别表示:
[0023]1、信息采集单元，1.1、土壤水分传感器，1.2、二氧化碳传感器，1.3、照度传感器，
1.4、空气温湿度传感器，2、信息处理单元，2.1、FPGA芯片，2.2、LCD显示屏，2.3,Flash存储器，2.4、信息初处理装置，2.41、模拟信号转换器，2.42、采样保持器，2.43、AD转换器，2.5、输入缓冲器，2.6、输出缓冲器，3、GPRS模块，4、定时启动单元，4.1,555定时器，4.2、轻触开关，5、供电单元，5.1、太阳能电池板，5.2、蓄电池。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本实用新型的一种温室环境信息采集装置作以下详细说明。
[0025]如附图1、图2所示，一种温室环境信息采集装置，包括信息采集单元1、信息处理单元2、信息传输单元、定时启动单元4、供电单元，其中
[0026]信息采集单元1，包括土壤水分传感器1.1、二氧化碳传感器1.2、照度传感器1.3、空气温湿度传感器1.4，该信息采集单元I单向通信连接信息处理单元2 ;
[0027]信息处理单元2，包括与信息采集单元I连接的FPGA芯片2.1、与FPGA芯片2.1连接的IXD显示屏2.2和Flash存储器2.3 ；
[0028]信息传输单元，包括与上述FPGA芯片2.1相连接的GPRS模块3 ；
[0029]定时启动单元4，包括与供电单元相连接的555定时器4.1、与该555定时器4.1相连接的轻触开关4.2，所述轻触开关4.2与上述信息采集单元1、信息处理单元2、信息传输单元均连通；
[0030]供电单元5，通过定时启动单元4与信息采集单元1、信息处理单元2、信息传输单元供电连接。
[0031]所述信息处理单元2还包括信息初处理装置2.4，该信息初处理装置2.4包括与信息采集单元I连接的模拟信号转换器2.41、与模拟信号转换器2.41连接的采样保持器
2.42、设置在采样保持器2.42与FPGA芯片2.1之间的AD转换器2.43。
[0032]所述AD转换器与FPGA芯片2.1之间还设置有输入缓冲器2.5，相对应的，FPGA芯片2.1与信息传输单兀之间设置有输出缓冲器2.6。
[0033]所述供电单元5包括太阳能电池板5.1、与太阳能电池板5.1连接的蓄电池5.2，该蓄电池5.2连接定时启动单元4。
[0034]在实际使用时，轻触开关4.2还与信息初处理装置2.4、输入缓冲器2.5、输出缓冲器2.6相连接，信息传输单元采用型号为SMCom的SM900系列GPRS模块，通过UART与所述核心FPGA芯片2.1进行通信；FLASH存储器2.3可采用型号为M25PE80芯片；IXD显示屏
2.2可采用型号为BAK-100液晶显示屏。
[0035]本实用新型通过利用采集装置进行温室环境信息采集，提高了信息采集的效率，并能够通过GPRS技术将采集到的信息传输到远端服务器，从而实现远程监测温室环境，具有实用性和易用性。
[0036]最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管该【具体实施方式】部分对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，这些都不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。
【权利要求】
1.一种温室环境信息采集装置，其特征在于，包括信息采集单元、信息处理单元、信息传输单元、定时启动单元、供电单元，其中 信息采集单元，包括土壤水分传感器、二氧化碳传感器、照度传感器、空气温湿度传感器，该信息采集单元单向通信连接信息处理单元； 信息处理单元，包括与信息采集单元连接的FPGA芯片、与FPGA芯片连接的IXD显示屏和Flash存储器； 信息传输单元，包括与上述FPGA芯片相连接的GPRS模块； 定时启动单元，包括与供电单元相连接的555定时器、与该555定时器相连接的轻触开关，所述轻触开关与上述信息采集单元、信息处理单元、信息传输单元均连通； 供电单元，通过定时启动单元与信息采集单元、信息处理单元、信息传输单元供电连接。
2.根据权利要求1所述的一种温室环境信息采集装置，其特征在于，所述信息处理单元还包括信息初处理装置，该信息初处理装置包括与信息采集单元连接的模拟信号转换器、与模拟信号转换器连接的采样保持器、设置在采样保持器与FPGA芯片之间的AD转换器。
3.根据权利要求2所述的一种温室环境信息采集装置，其特征在于，所述AD转换器与FPGA芯片之间还设置有输入缓冲器，相对应的，FPGA芯片与信息传输单元之间设置有输出缓冲器。
4.根据权利要求1所述的一种温室环境信息采集装置，其特征在于，所述供电单元包括太阳能电池板、与太阳能电池板连接的蓄电池，该蓄电池连接定时启动单元。
【文档编号】G08C17/02GK204255403SQ201420699375
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】祝伟, 刘盛理 申请人:山东中农宸熙信息科技有限公司