无线设施农业物联网终端的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于农业物联网技术领域，尤其涉及一种无线设施农业物联网终端。
【背景技术】
[0002]目前市场上的设施农业物联网终端，通常为单体设备，通过线缆连接或高频载波的方式，实现对一到几个大棚范围内的环境数据采集和设备控制功能，也可通过增加线缆长度或中继站的方式，扩大有效使用面积，但不能够实现远端数据的长传，也不能远程控制相应设施农业大棚内的设备动作，因此存在一定的使用局限性。为了能够有效扩大设备使用面积，现在逐步开始采用短信、GPRS等方式进行控制，但控制方式相对都较为单一，仍存在诸多问题。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，达到配置更灵活、信号覆盖程度更高且流量损耗更少的效果。
[0004]为实现以上目的，本实用新型提出一种无线设施农业物联网终端，该无线设施农业物联网终端包括主控制板，所述主控制板包括微控制器，连接至微控制器的工作于433MHz ISM频段的无线收发器，连接至微控制器的第一通用串行通信控制器、第二通用串行通信控制器以及第三通用串行通信控制器，连接至微控制器的稳压电源；连接至第一通用串行通信控制器的显示屏；连接至第二通用串行通信控制器的GSM/GPRS通信板；连接至稳压电源的电源板；以及连接至微控制器的指示灯或蜂鸣器。
[0005]根据本实用新型的一个方面，所述无线设施农业物联网终端还包括连接至第三通用串行控制器的RS485电路，用于向外界提供Modbus RTU数据访问接口。
[0006]根据本实用新型的一个方面，所述无线设施农业物联网终端设置于控制室内；以及所述工作于433MHz ISM频段的无线收发器无线地连接至设置于大棚处的多个采集器和控制器；所述GSM/GPRS通信板无线地连接至设置于控制中心的控制终端。
[0007]根据本实用新型的一个方面，所述微控制器为意法半导体公司ARM Cortex_M3内核微控制器STM32F103C8T6 ;所述第一通用串行通信控制器、第二通用串行通信控制器以及第三通用串行通信控制器分别为UART1控制器、UART2控制器和UART3控制器。
[0008]根据本实用新型的一个方面，所述显示屏采用工业串口屏，与所述UART1控制器连接实现显示及触控输入。
[0009]根据本实用新型的一个方面，所述GSM/GPRS通信板采用华为公司的GPRS模块MG323，与所述UART2控制器实现通信。
[0010]根据本实用新型的一个方面，所述指示灯和蜂鸣器用于无线设施农业物联网终端在现场发出声光报警。
[0011]由此可见，本实用新型中提出的无线设置农业物联网终端通过集成GPRS和特定频段的ISM功能，不仅能够节省流量，而且可覆盖适当范围的采集器和控制器，其设置过程也非常灵活和方便。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型提出的无线农业物联网系统的示意图；
[0013]图2是本实用新型提出的无线设施农业物联网终端的示意图。
【具体实施方式】
[0014]以下所述为本实用新型的较佳实施实例，并不因此而限定本实用新型的保护范围。
[0015]图1为本实用新型提出的无线设施农业物联网系统的示意图。如图1所示，所述系统包括设置于不同位置的三个组成部分。具体地，包括控制中心101、控制室102以及设施农业大棚103三个不同位置。其中，在控制中心101中设置有控制终端104 ;在控制室102设置有本实用新型所提出的无线设施农业物联网终端105 ;在设施农业大棚处设置有采集器和控制器106等，所述采集器和控制器为各类环境采集器、相应的灌溉、卷帘控制器。图1中的箭头示出了三部分之间的信号交互关系。其中，控制终端104与无线设施农业物联网终端105之间通过无线的方式相连，所述无线设施农业物联网终端105与设施农业大棚处设置的环境采集器以及灌溉、卷帘控制器同样通过无线的方式相连。这种无线相连的方式可以减少有线连接中线路布置带来的复杂度，对于扩展和删减一些组件来说也更为灵活和尚效。
[0016]明显的，所述控制中心的控制终端104可控制多个无线设施农业物联网终端105，所述无线设施农业物联网终端105也可控制多个大棚的采集器和控制器106。控制中心往往设置于较远的位置，而控制室相对于大棚来说距离较近，为了实现适当范围的无线控制以及降低流量消耗，控制终端104与无线设施农业物联网终端105之间通过GPRS连接，而无线设施农业物联网终端105与采集器和控制器106之间通过433MHz ISM频段进行通信。这样，只有控制终端104和无线设施农业物联网终端105之间使用GPRS通信，能够节省流量，而且为了控制多个大棚的采集器和控制器，采用特定频段，即433MHz ISM频段实现无线设施农业物联网终端105与采集器和控制器106之间的通信，保证了适当的信号覆盖范围。通过大量实验发现，这一频段在大棚控制中极其有利。
[0017]为此，本实用新型提出了一种特定的无线设施农业物联网终端105结构，如图2所不ο
[0018]所述无线设施农业物联网终端105包括主控制板200，所述主控制板200包括微控制器201，连接至微控制器201的工作于433MHz ISM频段的无线收发器202，连接至微控制器201的第一通用串行通信控制器203、第二通用串行通信控制器204以及第三通用串行通信控制器206，连接至微控制器201的稳压电源205。其中，所述无线设施农业物联网终端还包括连接至第一通用串行通信控制器203的显示屏208，连接至第二通用串行通信控制器204的GSM/GPRS通信板209，连接至稳压电源205的电源板210，以及连接至微控制器201的指示灯或蜂鸣器212。此外，所述第三通用串行控制器206还连接至RS485电路207，以向外界提供一 Modbus RTU数据访问接口 211。
[0019]由此可见，所述无线设施农业物联网终端105通过无线收发器202与设置于多个大棚处的采集器、控制器通信，并且通过GSM/GPRS通信板209与设置于控制中心的控制终端104通信。
[0020]根据本实用新型的一个实施例，所述主控制板中采用的是意法半导体公司ARMCortex-M3内核微控制器STM32F103C8T6，此控制器内部集成有3个通用串行通信控制器，分别为UART1、UART2、UART3。即所述第一通用串行通信控制器203为UART1控制器、第二通用串行通信控制器204为UART2控制器、第三通用串行控制器206为UART3控制器。所述显示屏208采用工业串口屏，与主控制板的UART1控制器连接实现显示及触控输入。所述GSM/GPRS通信板209采用华为公司的GPRS模块MG323，主控制板通过UART2控制器与MG323实现通信，例如实现短信发送、数据上传服务器等功能。电源板210将输入的交流220V电通过稳压电源205稳压成直流12V供给主控制板；主控制板的UART3206控制器通过一个RS485电路向外提供Modbus RTU数据访问接口，此接口可用于第三方监控系统获取大棚数据。主控制板通过一个433MHZ的无线通信模块202从各传感器模块中读取测量数据，也可向各执行模块发出控制命令；指示灯和蜂鸣器212用于无线设施农业物联网终端在现场发出声光报警时使用。
[0021]由此可见，本方案具有如下优点:
[0022]首先、相对有线方式，无线设施农业物联网终端布局更加灵活，对现场条件依赖程度较小。
[0023]其次，相对GPRS模式或短信模式，本发明对通信基站的需求依赖程度较小，有效的减少了在设备整体上的流量投资，当采用本地控制的方式下，可以通过操作遥控器，或终端设备，通过433MHz的超高频载波，完成大棚内环境的采集与相应设备的控制目的。
[0024]再其次，相对高频载波方式不能够上报数据的缺点，本发明可以通过GPRS网络进行与数据中心的后台通信，便于大规模使用。
[0025]ISM、GPRS相结合的无线设施农业物联网终端，通过对各类传输形式的综合应用，取长补短，达到了设备通过超高频载波实现数据下行，通过GPRS网络实现数据上报，使得设备应用范围更加广泛。
[0026]应注意，本实用新型所提出的【具体实施方式】及应用领域仅为说明的目的，并不作为对本实用新型保护范围的限制，本领域技术人员可对本实用新型的【具体实施方式】进行修改以满足实际需要。
【主权项】
1.一种无线设施农业物联网终端，其特征在于，所述无线设施农业物联网终端包括: 主控制板，所述主控制板包括微控制器，连接至微控制器的工作于433MHz ISM频段的无线收发器，连接至微控制器的第一通用串行通信控制器、第二通用串行通信控制器以及第三通用串行通信控制器，连接至微控制器的稳压电源； 连接至第一通用串行通信控制器的显示屏； 连接至第二通用串行通信控制器的GSM/GPRS通信板； 连接至稳压电源的电源板；以及 连接至微控制器的指示灯或蜂鸣器。2.根据权利要求1所述的无线设施农业物联网终端，其特征在于: 所述无线设施农业物联网终端还包括连接至第三通用串行控制器的RS485电路，用于向外界提供Modbus RTU数据访问接口。3.根据权利要求1或2所述的无线设施农业物联网终端，其特征在于: 所述无线设施农业物联网终端设置于控制室内；以及 所述工作于433MHz ISM频段的无线收发器无线地连接至设置于大棚处的多个采集器和控制器； 所述GSM/GPRS通信板无线地连接至设置于控制中心的控制终端。4.根据权利要求1或2所述的无线设施农业物联网终端，其特征在于: 所述微控制器为意法半导体公司ARM Cortex-M3内核微控制器STM32F103C8T6 ;所述第一通用串行通信控制器、第二通用串行通信控制器以及第三通用串行通信控制器分别为UART1控制器、UART2控制器和UART3控制器。5.根据权利要求4所述的无线设施农业物联网终端，其特征在于: 所述显示屏采用工业串口屏，与所述UART1控制器连接实现显示及触控输入。6.根据权利要求4所述的无线设施农业物联网终端，其特征在于: 所述GSM/GPRS通信板采用华为公司的GPRS模块MG323，与所述UART2控制器实现通?目Ο7.根据权利要求1所述的无线设施农业物联网终端，其特征在于: 所述指示灯和蜂鸣器用于无线设施农业物联网终端在现场发出声光报警。
【专利摘要】提出了一种无线设施农业物联网终端，属于农业物联网技术领域。无线设施农业物联网终端包括主控制板，所述主控制板包括微控制器，连接至微控制器的工作于433MHz？ISM频段的无线收发器，连接至微控制器的第一通用串行通信控制器、第二通用串行通信控制器以及第三通用串行通信控制器，连接至微控制器的稳压电源；连接至第一通用串行通信控制器的显示屏；连接至第二通用串行通信控制器的GSM/GPRS通信板；连接至稳压电源的电源板；以及连接至微控制器的指示灯或蜂鸣器。本方案解决了现有方式布线困难、流量消耗大等问题，具有配置灵活、节省流量、覆盖范围适当等诸多优点。
【IPC分类】G08C17/02, H04L29/08
【公开号】CN205005083
【申请号】CN201520492472
【发明人】张日新, 佟长福
【申请人】内蒙古晶新科技有限责任公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年7月9日