專利名稱：基于gprs的氧氣和水分?jǐn)?shù)據(jù)采集控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種數(shù)據(jù)采集和控制裝置，具體的說，是涉及一種用于監(jiān)控農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境的數(shù)據(jù)采集和控制裝置。
背景技術(shù)：
農(nóng)業(yè)作物的生長(zhǎng)需要多種環(huán)境因素的共同作用，例如溫度、濕度、水分和氧氣等。 為了使這些環(huán)境因素能夠被人為控制，技術(shù)人員設(shè)計(jì)了許多監(jiān)測(cè)控制裝置，以便提高管理效率，實(shí)現(xiàn)科學(xué)種植農(nóng)業(yè)作物。但是，經(jīng)過很長(zhǎng)一段時(shí)間的應(yīng)用后，發(fā)現(xiàn)，這些現(xiàn)有監(jiān)控裝置都是采用傳統(tǒng)的定點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)的模式，因此，一套裝置只能測(cè)量一種數(shù)據(jù)，無法實(shí)現(xiàn)大范圍檢測(cè)。此外，現(xiàn)有的監(jiān)控裝置在傳感器的選擇上沒有考慮到農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境具有較強(qiáng)的潮濕度和腐蝕性，因此使得監(jiān)控裝置經(jīng)常不能正常工作，適應(yīng)環(huán)境能力差。
發(fā)明內(nèi)容為了克服背景技術(shù)中給出的現(xiàn)有技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種基于GPRS的氧氣和水分?jǐn)?shù)據(jù)采集控制器，該種儀器能夠同時(shí)采集和存儲(chǔ)氧氣、水分和溫度等多種數(shù)據(jù)，并且能夠根據(jù)預(yù)先設(shè)定的各種參數(shù)界限，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的控制各種參數(shù)的繼電器動(dòng)作，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線遠(yuǎn)傳，能夠準(zhǔn)確的將數(shù)據(jù)傳送至上位機(jī)并在參數(shù)超限時(shí)給予聲光報(bào)警， 此外還具有抗腐蝕能力強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是該種基于GPRS的氧氣和水分?jǐn)?shù)據(jù)采集控制器，包括帶有時(shí)鐘電路、電源模塊、液晶模塊和鍵盤模塊的單片機(jī)，其中，所述數(shù)據(jù)采集控制器內(nèi)還包括一個(gè)由氧氣傳感器、水分傳感器、濕度傳感器和溫度傳感器構(gòu)成的傳感器單元，以及一個(gè)由AD620芯片和LM3M芯片構(gòu)成的數(shù)據(jù)處理模塊，以及一個(gè)由MAX186CCPP芯片構(gòu)成的A/D 轉(zhuǎn)換模塊，以及一個(gè)聲光報(bào)警電路；其中，所述氧氣傳感器和水分傳感器輸出的(T5mV信號(hào)經(jīng)過所述AD620芯片放大處理后輸出至所述A/D轉(zhuǎn)換模塊，所述濕度傳感器和溫度傳感器輸出的(T5V信號(hào)經(jīng)過所述LM324芯片穩(wěn)壓后輸出至所述A/D轉(zhuǎn)換模塊；所述A/D轉(zhuǎn)換模塊將處理后的氧氣、水分、溫度和濕度信號(hào)分別輸入到所述單片機(jī)的對(duì)應(yīng)輸入端；所述單片機(jī)的控制信號(hào)輸出端連接至控制繼電器的控制信號(hào)輸入端；所述單片機(jī)的報(bào)警信號(hào)輸出端連接至所述聲光報(bào)警電路的控制信號(hào)輸入端。此外，為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線遠(yuǎn)傳，可以使所述數(shù)據(jù)采集控制器還包括一個(gè)由宏電 HD7710芯片構(gòu)成的GPRS模塊，所述宏電HD7710芯片的數(shù)據(jù)輸入端連接至所述單片機(jī)的遠(yuǎn)
傳數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端。具體實(shí)施時(shí)，可按照如下方案選擇所述單片機(jī)為STC系列單片機(jī)，所述氧氣傳感器為max-250E型傳感器，所述水分傳感器為TR-5型傳感器，所述濕度傳感器為HM1500型傳感器，所述溫度傳感器為AD590型傳感器。本實(shí)用新型具有如下有益效果使用本種數(shù)據(jù)采集控制器后，通過maX-250E氧氣傳感器、TR-5水分傳感器、HM1500濕度傳感器、AD590溫度傳感將所需信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，由AD620芯片和LM3M芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理，利用MAX186CCPP12位A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，通過STC12C5A60S2單片機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，通過5寸液晶模塊實(shí)時(shí)顯示，同時(shí)通過單片機(jī)將數(shù)據(jù)利用宏電HD7710GPRS模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線遠(yuǎn)傳，準(zhǔn)確的將數(shù)據(jù)傳送至上位機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和查詢。同時(shí)，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的界限，如有超限，可驅(qū)動(dòng)相應(yīng)控制繼電器動(dòng)作，例如升高或降低室內(nèi)溫度、增加或減少氧氣濃度等，由此避免了人工控制的滯后性。本種數(shù)據(jù)采集監(jiān)控器的安裝，可針對(duì)農(nóng)業(yè)作物的生長(zhǎng)情況進(jìn)行控制和報(bào)警，大大的提高了管理人員的效率，克服了傳統(tǒng)的定點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)的模式，同時(shí)可將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通過5寸液晶顯示，便于管理人員進(jìn)行正確的操作，了解當(dāng)前植物生長(zhǎng)狀態(tài)，為管理人員實(shí)現(xiàn)正確操作提供了可靠保證。此外，本監(jiān)控器所選用的傳感器均為抗腐蝕能力強(qiáng)、工作范圍寬的軍工傳感器，適應(yīng)環(huán)境能力更強(qiáng)，所檢測(cè)的數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確。由于該監(jiān)控器內(nèi)部有HD7710無線GPRS 模塊，可使管理人員在本單位就可以對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，不用去現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)測(cè)，這樣既省時(shí)又省力，為管理人員帶來了極大的方便。由于可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程存儲(chǔ)， 這樣研究人員就能夠通過歷史數(shù)據(jù)掌握農(nóng)作物的生長(zhǎng)習(xí)性，為進(jìn)一步采取有效措施提供可靠的保證。該監(jiān)控器采用了 MAX186CCPP12位A/D轉(zhuǎn)換模塊，數(shù)據(jù)采集精度可達(dá)到2%。，使數(shù)據(jù)采集精度得到很大提高。


圖1是本實(shí)用新型的組成示意圖。圖2是本實(shí)用新型中數(shù)據(jù)處理單元采用AD620芯片的電氣原理圖。圖3是本實(shí)用新型中數(shù)據(jù)處理單元采用LM324芯片的電氣原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明由圖1所示，該種基于GPRS的氧氣和水分?jǐn)?shù)據(jù)采集控制器，包括帶有時(shí)鐘電路、電源模塊、液晶模塊和鍵盤模塊的單片機(jī)，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集控制器內(nèi)還包括一個(gè)由氧氣傳感器、水分傳感器、濕度傳感器和溫度傳感器構(gòu)成的傳感器單元，以及一個(gè)由AD620 芯片和LM324芯片構(gòu)成的數(shù)據(jù)處理模塊，以及一個(gè)由MAX186CCPP芯片構(gòu)成的A/D轉(zhuǎn)換模塊，以及一個(gè)聲光報(bào)警電路；其中，所述氧氣傳感器和水分傳感器輸出的(T5mV信號(hào)經(jīng)過所述AD620芯片放大處理后輸出至所述A/D轉(zhuǎn)換模塊，所述濕度傳感器和溫度傳感器輸出的 (T5V信號(hào)經(jīng)過所述LM3M芯片穩(wěn)壓后輸出至所述A/D轉(zhuǎn)換模塊；所述A/D轉(zhuǎn)換模塊將處理后的氧氣、水分、溫度和濕度信號(hào)分別輸入到所述單片機(jī)的對(duì)應(yīng)輸入端；所述單片機(jī)的控制信號(hào)輸出端連接至控制繼電器的控制信號(hào)輸入端；所述單片機(jī)的報(bào)警信號(hào)輸出端連接至所述聲光報(bào)警電路的控制信號(hào)輸入端。此外，為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和遠(yuǎn)傳，所述數(shù)據(jù)采集控制器還包括一個(gè)由宏電HD7710 芯片構(gòu)成的GPRS模塊，所述宏電HD7710芯片的數(shù)據(jù)輸入端連接至所述單片機(jī)的遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端。這樣，管理人員在本單位就可以對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，不用去現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)測(cè)，這樣既省時(shí)又省力，為管理人員帶來了極大的方便。將無線遠(yuǎn)傳的數(shù)據(jù)通過C 語(yǔ)言進(jìn)行編程解析，通過歷史數(shù)據(jù)掌握農(nóng)作物的生長(zhǎng)習(xí)性。在上述方案中，AD620芯片的作用在于將(T5mV的氧氣傳感器和水分傳感器輸出的小信號(hào)轉(zhuǎn)換換為(T4V的12位MAX186CCPP所允許的信號(hào)，信號(hào)處理電路如圖2所示，其中，(T5mV輸入信號(hào)接在JD4-3、JD4-4兩端，經(jīng)AD620放大800倍。LM3M芯片的作用在于將(T5V的濕度傳感器信號(hào)和溫度傳感器信號(hào)變換成穩(wěn)定的(T4V MAX186CCPP所允許的信號(hào)，處理電路如圖3所示，其中LM324在電路起到電壓比較的作用，同時(shí)由于接入了 RC濾波電路，數(shù)據(jù)采集的更為平穩(wěn)。穩(wěn)定的輸出信號(hào)由U1-3連接到MAX186CCPP的信號(hào)輸入端，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步處理。 考慮到農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境的特殊性，所述單片機(jī)選用STC系列單片機(jī)，所述氧氣傳感器為max-250E型傳感器，所述水分傳感器為TR-5型傳感器，所述濕度傳感器為HM1500 型傳感器，所述溫度傳感器為AD590型傳感器。這些特定的軍工傳感器具有抗腐蝕能力強(qiáng)、 工作范圍寬等特點(diǎn)，適應(yīng)環(huán)境能力更強(qiáng)，所檢測(cè)的數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確，使用壽命較長(zhǎng)。
權(quán)利要求1.一種基于GPRS的氧氣和水分?jǐn)?shù)據(jù)采集控制器，包括帶有時(shí)鐘電路、電源模塊、液晶模塊和鍵盤模塊的單片機(jī)，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集控制器內(nèi)還包括一個(gè)由氧氣傳感器、 水分傳感器、濕度傳感器和溫度傳感器構(gòu)成的傳感器單元，以及一個(gè)由AD620芯片和LM324 芯片構(gòu)成的數(shù)據(jù)處理模塊，以及一個(gè)由MAX186CCPP芯片構(gòu)成的A/D轉(zhuǎn)換模塊，以及一個(gè)聲光報(bào)警電路；其中，所述氧氣傳感器和水分傳感器輸出的(T5mV信號(hào)經(jīng)過所述AD620芯片放大處理后輸出至所述A/D轉(zhuǎn)換模塊，所述濕度傳感器和溫度傳感器輸出的(T5V信號(hào)經(jīng)過所述LM3M芯片穩(wěn)壓后輸出至所述A/D轉(zhuǎn)換模塊；所述A/D轉(zhuǎn)換模塊將處理后的氧氣、水分、 溫度和濕度信號(hào)分別輸入到所述單片機(jī)的對(duì)應(yīng)輸入端；所述單片機(jī)的控制信號(hào)輸出端連接至控制繼電器的控制信號(hào)輸入端；所述單片機(jī)的報(bào)警信號(hào)輸出端連接至所述聲光報(bào)警電路的控制信號(hào)輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPRS的氧氣和水分?jǐn)?shù)據(jù)采集控制器，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集控制器還包括一個(gè)由宏電HD7710芯片構(gòu)成的GPRS模塊，所述宏電HD7710芯片的數(shù)據(jù)輸入端連接至所述單片機(jī)的遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于GPRS的氧氣和水分?jǐn)?shù)據(jù)采集控制器，其特征在于所述單片機(jī)為STC系列單片機(jī)，所述氧氣傳感器為max-250E型傳感器，所述水分傳感器為TR-5 型傳感器，所述濕度傳感器為HM1500型傳感器，所述溫度傳感器為AD590型傳感器。
專利摘要一種基于GPRS的氧氣和水分?jǐn)?shù)據(jù)采集控制器。解決現(xiàn)有技術(shù)中的監(jiān)控裝置只能單一定點(diǎn)測(cè)量、數(shù)據(jù)不能儲(chǔ)存且傳感器使用壽命短的問題。其特征在于所述數(shù)據(jù)采集控制器內(nèi)還包括一個(gè)由AD620芯片和LM324芯片構(gòu)成的數(shù)據(jù)處理模塊，一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換模塊；氧氣傳感器和水分傳感器輸出的0~5mV信號(hào)經(jīng)過處理后輸出至A/D轉(zhuǎn)換模塊，濕度傳感器和溫度傳感器輸出的0~5V信號(hào)經(jīng)過穩(wěn)壓后輸出至A/D轉(zhuǎn)換模塊；A/D轉(zhuǎn)換模塊將處理后的氧氣、水分、溫度和濕度信號(hào)分別輸入到單片機(jī)的對(duì)應(yīng)輸入端；單片機(jī)的控制信號(hào)輸出端連接至控制繼電器的控制信號(hào)輸入端。具有可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)量以及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程存儲(chǔ)的特點(diǎn)，并且所選用的傳感器抗腐蝕能力強(qiáng)，使用壽命較長(zhǎng)。
文檔編號(hào)G01D21/02GK202024788SQ20112009612
公開日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月3日
發(fā)明者付光潔, 馮梓明, 李鵬飛, 王占文, 秦秋寒, 胡楠, 趙海龍, 韓玉祥 申請(qǐng)人:東北石油大學(xué)