生态环境自动监测数采仪装置的制作方法

1.本实用新型涉及数据采集技术领域，具体涉及一种生态环境自动监测数采仪装置。


背景技术：

2.生态监测是指利用各种科学技术手段，对生态环境中的各个要素、生物与环境之间的相互关系、生态系统结构和功能进行监控和测试。运用云计算、物联网、移动互联、大数据、人工智能等新一代信息技术，促使管理体系协同高效，成为实现林草业现代化的新途径。
3.然而，现有数采仪在自然环境恶劣、网络信号弱的区域难以完成数据采集工作，往往需要人工配合去现场取数据，无法达到无人值守的工作要求。


技术实现要素：

4.本实用新型为解决上述技术问题，提供了一种生态环境自动监测数采仪装置，能够实现在无人值守的环境下，对生态环境数据进行实时监测、本地运算、数据备份，并能够实现数据远程传输和设备远程升级功能，此外，装置操作简单，适应性较强，能够在自然环境恶劣、网络信号弱的区域正常工作。
5.本实用新型采用的技术方案如下：
6.一种生态环境自动监测数采仪装置，包括机箱、信号增强单元、显示单元、按键单元、数采仪控制单元和路由器，其中，所述信号增强单元设置在所述机箱外侧，并与所述路由器相连；所述显示单元和所述按键单元设置在所述机箱上，并与所述数采仪控制单元相连；所述数采仪控制单元和所述路由器设置在所述机箱内。
7.进一步地，所述生态环境自动监测数采仪装置，还包括工控机、太阳能控制单元和电源控制单元，并且，所述工控机、所述太阳能控制单元和所述电源控制单元均设置在所述机箱内，其中，所述工控机与所述路由器相连，并用于连接外部摄像设备；所述太阳能控制单元用于连接外部太阳能电池板和外部蓄电池，以向所述数采仪控制单元和所述电源控制单元供电；所述电源控制单元与所述工控机相连，以向所述工控机输出稳定电源。
8.根据本实用新型的一个实施例，所述机箱包括第一箱板、第二箱板、第三箱板、第四箱板、第五箱板和第六箱板，其中，所述第一箱板的一面设有显示框、按键孔和门锁，所述第一箱板的另一面设有多个第一安装孔、多个第二安装孔和多个第三安装孔，其中，多个所述第一安装孔对应所述显示框设置，用于安装所述显示单元，多个所述第二安装孔对应所述按键孔设置，用于安装所述按键单元，多个所述第三安装孔用于安装所述数采仪控制单元；所述第二箱板上设有所述信号增强单元，并且所述第二箱板上还有机箱固定板，用于固定所述机箱；所述第三箱板上设有多个防水接口，多个所述防水接口用于连通所述路由器和所述信号增强单元、所述工控机和所述外部摄像设备、以及所述太阳能控制单元和所述外部太阳能电池板与所述外部蓄电池。
9.根据本实用新型的一个实施例，所述数采仪控制单元包括隔离电源模组、隔离通信模组、第一传感器接口、第二传感器接口、第一串口通信模块、第二串口通信模块、dsub-9接口、usb typea接口、rj45网口、编程接口、以太网模块、路由器通信模块、按键单元接口、显示单元接口、时钟模块、锂电池、直流电源接口、开关电源模组、核心板模块、sim卡插槽和sd卡插槽。
10.根据本实用新型的一个实施例，所述核心板模块包括 sdram内存单元、微控制器单元mcu、nand flash存储单元、 nor flash存储单元和eeprom存储单元。
11.根据本实用新型的一个实施例，所述数采仪控制单元通过所述 dsub-9接口与所述工控机相连，并通过所述rj45网口与所述路由器相连；所述数采仪控制单元还通过所述第一传感器接口和所述第二传感器接口连接外部传感器，并通过所述usb typea接口连接外部数据存储器，以及通过所述sim卡插槽和所述sd卡插槽分别对应连接外部物联网卡和外部sd卡存储器。
12.根据本实用新型的一个实施例，所述机箱内还设有横板，所述横板固定在所述第四箱板、第五箱板和所述第六箱板上，并与所述第二箱板和所述第三箱板平行，用于设置所述太阳能控制单元、所述电源控制单元和所述工控机。
13.根据本实用新型的一个实施例，所述横板上还设有支撑座，用于设置所述工控机。
14.本实用新型的有益效果：
15.本实用新型能够实现在无人值守的环境下，对生态环境数据进行实时监测、本地运算、数据备份，并能够实现数据远程传输和设备远程升级功能，此外，装置操作简单，适应性较强，能够在自然环境恶劣、网络信号弱的区域正常工作。
附图说明
16.图1为本实用新型实施例的生态环境自动监测数采仪装置的结构示意图；
17.图2为本实用新型一个实施例的生态环境自动监测数采仪装置的结构示意图；
18.图3为本实用新型一个实施例的机箱的结构示意图；
19.图4为本实用新型一个实施例的第一箱板一面的结构示意图；
20.图5为本实用新型一个实施例的第一箱板另一面的结构示意图；
21.图6为本实用新型一个实施例的横板的结构示意图；
22.图7(a)为本实用新型一个实施例的数采仪控制单元一面的结构示意图；
23.图7(b)为本实用新型一个实施例的数采仪控制单元另一面的结构示意图。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.图1为本实用新型实施例的生态环境自动监测数采仪装置的结构示意图。
26.如图1所示，本实用新型实施例的生态环境自动监测数采仪装置，包括机箱1、信号增强单元2、显示单元3、按键单元4、数采仪控制单元5和路由器6。其中，信号增强单元2可设
置在机箱 1外侧，并可与路由器6相连；显示单元3和按键单元4可设置在机箱1上，并可与数采仪控制单元5相连；数采仪控制单元5和路由器6可设置在机箱1内。其中，信号增强单元2可为信号增强天线，显示单元3可为lcd显示板，按键单元4可为按键板，数采仪控制单元5可为数采仪控制板，路由器6可为4g lte路由器。
27.进一步地，如图2所示，本实用新型实施例的生态环境自动监测数采仪装置，还包括工控机7、太阳能控制单元8和电源控制单元9。具体地，工控机7、太阳能控制单元8和电源控制单元9均可设置在机箱1内，其中，工控机7可与路由器6相连，并可用于连接外部摄像设备；太阳能控制单元8可用于连接外部太阳能电池板和外部蓄电池，以向数采仪控制单元5和电源控制单元9供电；电源控制单元9可与工控机7相连，以向工控机7输出稳定电源。其中，太阳能控制单元8可为太阳能控制器，电源控制单元9可为电源稳压控制器。
28.在本实用新型的一个实施例中，如图3所示，机箱1包括第一箱板101、第二板102、第三板103、第四板104、第五板105和第六板106。
29.具体地，如图4和图5所示，第一箱板101的一面设有显示框 1011、按键孔1012、门锁1013和用于标识装置的铭牌300，第一箱板101的另一面设有多个第一安装孔1014、多个第二安装孔1015、多个第三安装孔1016和对应门锁1013设置的门锁锁栓1017，其中，多个第一安装孔1014对应显示框1011设置，用于安装显示单元 3，多个第二安装孔1015对应按键孔1012设置，用于安装按键单元 4，多个第三安装孔1016用于安装数采仪控制单元5；第二板102上设有信号增强单元2，并且第二板102上还有机箱固定板 1021，用于固定机箱1；第三板103上设有多个防水接口1031，多个防水接口1031用于连通路由器6和信号增强单元2、工控机7和外部摄像设备、以及太阳能控制单元8和外部太阳能电池板与外部蓄电池。此外，需要说明的是，第一箱板101的边沿还可设置防水橡胶条，以保证机箱1在关闭状态下具有较好的防水性能，从而能够适应户外恶劣的工作环境。
30.进一步地，如图3所示，机箱1内还设有横板107，横板 107固定在第四板104、第五板105和第六板106上，并与第二板102和第三板103平行，用于设置太阳能控制单元8、电源控制单元 9和工控机7。其中，如图6所示，横板107上还可设有支撑座 1071，可用于设置工控机7，并且横板107上还可设有多个第四安装孔100和多个第五安装孔200，可用于对应安装太阳能控制单元 8和电源控制单元9。
31.在本实用新型的一个实施例中，如图7(a)和图7(b)所示，数采仪控制单元5包括隔离电源模组501、隔离通信模组502、第一传感器接口503、第二传感器接口504、第一串口通信模块505、第二串口通信模块506、dsub-9接口507、usb typea接口508、 rj45网口509、编程接口510、以太网模块511、路由器通信模块 512、按键单元接口513、显示单元接口514、时钟模块515、锂电池516、直流电源接口517、开关电源模组518、核心板模块519、 sim卡插槽520和sd卡插槽521。其中，隔离电源模组501可为 dc12v隔离电源模组，隔离通信模组502可为rs485隔离传输模组。
32.此外，如图7(a)所示，数采仪控制单元5上还设有多个第四安装孔522，并且多个第四安装孔522与多个第三安装孔1016对应设置，以用于固定安装数采仪控制单元5。
33.进一步地，如图7(a)所示，核心板模块519可包括 sdram内存单元5191、微控制器单元mcu5192、nandflash存储单元5193、nor flash存储单元5194和eeprom存储单元5195。
34.上面主要阐述了本实用新型的生态环境自动监测数采仪装置的组成结构，下面将
进一步阐述本实用新型的生态环境自动监测数采仪装置的组成结构之间的连接关系。
35.在本实用新型的一个实施例中，数采仪控制单元5可采用串口线通过dsub-9接口507与工控机7相连，并可采用网线通过 rj45网口509与路由器6相连；此外，数采仪控制单元5还可通过第一传感器接口505和第二传感器接口506连接外部传感器，并可通过usb typea接口508连接外部数据存储器，以及可通过 sim卡插槽520和sd卡插槽521分别对应连接外部物联网卡，例如4g物联网卡和外部sd卡存储器。通过连接外部物联网卡，例如 4g物联网卡和外部sd卡存储器，能够实现数据备份功能，并能够通过usb typea接口进行数据导出操作。
36.其中，数采仪控制单元5的第一传感器接口505和第二传感器接口506可通过防水接口1031连接外部传感器，此外，还可采用 modbus-rtu协议标准，采用rs485接口方式，连接气象、土壤、辐射、蒸发等多种传感器进行数据采集，兼容性强，同时可通过路由器通信模块512连接路由器6实现分钟数据、小时数据、日数据实时网络上传，并可通过网络接收指令进行远程程序升级等操作。
37.进一步地，数采仪控制单元5还可采用数据线通过显示单元接口514和按键单元接口513分别与显示单元3和按键单元4对应相连。
38.在本实用新型的一个实施例中，太阳能控制单元8的电池板接口可通过防水接口1031连接外部太阳能电池板，并且太阳能控制单元8的蓄电池接口同样可通过防水接口1031连接外部蓄电池。此外，太阳能控制单元8的负载接口可通过电源线连接数采仪控制单元 5的直流电源接口和电源控制单元9的电源输入接口，其中，电源控制单元9的电源输出接口可通过电源线连接工控机7的电源接口，由此，能够保证工控机7输入电源的稳定性。其中，需要说明的是，外部太阳能电池板功率和外部蓄电池容量可调，能够实现无市电区域长时间工作需求。
39.在本实用新型的一个实施例中，工控机7可通过网线与路由器 6相连，并且工控机7的usb接口可通过防水接口1031连接外部摄像设备，由此，能够实现图像智能识别、视频智能识别、大数据与人工智能等数据分析，同时可通过连接路由器6实现运算结果实时网络上传。
40.在本实用新型的一个实施例中，路由器6的信号接口可通过防水接口1031与信号增强单元2相连，由此，能够实现远程通信功能，使其能够在无有线网络的区域工作。
41.本实用新型的有益效果：
42.本实用新型能够实现在无人值守的环境下，对生态环境数据进行实时监测、本地运算、数据备份，并能够实现数据远程传输和设备远程升级功能，此外，装置操作简单，适应性较强，能够在自然环境恶劣、网络信号弱的区域正常工作。
43.在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
44.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个
元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
45.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
46.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。