農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)及其監(jiān)測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)及其監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的進(jìn)步，農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)廣泛地運(yùn)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中，極大地方便了農(nóng)場的管理，甚至可以通過自動控制的方式來實現(xiàn)農(nóng)場的環(huán)境控制。
[0003]現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)節(jié)點主要分為信號采集電路、信號傳輸電路和信號處理電路。其中信號采集電路可以分為有線、無線兩種，有線電路的好處在于，在單個傳感器故障可以通過更換單個傳感器來實現(xiàn)維護(hù)，缺點在于線路的布放難度大，不美觀。無線電路則將信號采集電路和信號處理電路、無線傳輸電路集成為一個整體的模塊，可以整齊地布放在農(nóng)業(yè)大棚中。實際上，在監(jiān)測過程中需要將相應(yīng)的傳感器與空氣相接觸，將信號采集電路集成到整體的模塊中，不能將模塊完全封裝，因此PCB容易發(fā)生故障，故障時，需要替換整個節(jié)點模塊。替換整個節(jié)點模塊，需要匹配新節(jié)點模塊的MAC地址和節(jié)點編號，設(shè)置方式相對繁瑣，在不擅長操作電子產(chǎn)品的農(nóng)戶中難以推廣使用。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種將信號采集電路獨立出來的農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測裝置，通過物理拔插的方式即可完成信號采集模塊2的更換。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的實施方式提供了一種用于農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測的監(jiān)測裝置，包括監(jiān)測模塊1、信號采集模塊2以及第一通信接口 3 ;該監(jiān)測模塊I包括相互連接的微處理器和第一無線通信模塊；該監(jiān)測模塊I通過第一通信接口 3與信號采集模塊2插接或與上位機(jī)插接；
[0006]該信號采集模塊2用于采集農(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)；當(dāng)監(jiān)測模塊I與上位機(jī)插接時，該監(jiān)測模塊I中的第一無線通信模塊的通信參數(shù)通過第一通信接口 3上傳至上位機(jī)；當(dāng)監(jiān)測模塊I與信號采集模塊2插接時，該微處理器用以:
[0007]通過第一通信接口 3接收農(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)；
[0008]以及對農(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行信號處理后通過第一無線通信模塊反饋至上位機(jī)。
[0009]本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，提供了一種將信號采集電路和節(jié)點電路分別獨立設(shè)計為一個模塊，二者之間通過通信接口實現(xiàn)物理連接。因為在實際應(yīng)用過程中，僅有信號采集電路部分需要同外界環(huán)境相接觸，發(fā)生故障時，只需要通過拔插信號采集模塊2即可實現(xiàn)更換，省去了將監(jiān)測模塊I的參數(shù)(包括MAC地址等)匹配至上位機(jī)的過程，使得維護(hù)更加方便，使不擅長使用電子產(chǎn)品的農(nóng)場工作人員更容易接受本發(fā)明。
[0010]作為優(yōu)選的，該監(jiān)測模塊I還包括用于操控外部設(shè)備改變環(huán)境變量的控制單元，控制單元和微處理器相連接；微處理器還用以依據(jù)農(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)控制控制單元，進(jìn)而操控外部設(shè)備改變環(huán)境變量。通過增設(shè)用于操控外部設(shè)備改變環(huán)境變量的控制單元，可以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)環(huán)境的自動控制，例如在土壤缺水時控制水閥實現(xiàn)自動澆水等功能。
[0011]由于土壤的溫濕度環(huán)境與室內(nèi)環(huán)境的溫濕度環(huán)境不同，用于監(jiān)測室內(nèi)環(huán)境的信號采集模塊2若用于監(jiān)測土壤的溫濕度，信號采集模塊2容易被土壤中的水分腐蝕出現(xiàn)故障。因此，作為優(yōu)選的，可以設(shè)計一種專門用于監(jiān)測土壤溫濕度的信號采集模塊2，該信號采集模塊2包括用于監(jiān)測土壤溫濕度的溫度傳感器和濕度傳感器。
[0012]作為優(yōu)選的，在監(jiān)測模塊I與信號采集模塊2的連接處設(shè)有配對的卡合裝置4，該卡合裝置4可以是卡扣和卡扣凹槽，卡扣可以設(shè)置在監(jiān)測模塊I上，也可以設(shè)置在信號采集模塊2上。通過卡扣，可以使監(jiān)測模塊I和信號采集模塊2能夠更好地連接，防止使用過程中信號采集模塊2脫落。
[0013]更進(jìn)一步的，在監(jiān)測模塊I與信號采集模塊2的連接處設(shè)有用于鎖定卡扣的卡扣鎖件。通過卡扣鎖件，可以將卡扣鎖定，防止因卡扣松動而造成信號采集模塊2脫落。
[0014]更進(jìn)一步的，在監(jiān)測模塊I與信號采集模塊2的連接處設(shè)有用于隔離空氣的擋板5，該擋板5可拆卸；且該擋板5在監(jiān)測模塊I與信號采集模塊2插接時全面覆蓋監(jiān)測模塊I與信號采集模塊2之間的縫隙。通過在兩個模塊的連接處設(shè)置可拆卸擋板5，可以有效防止模塊之間的空氣流通，進(jìn)而防止第一通信接口 3銹蝕。
[0015]更進(jìn)一步的，本實用新型還提供了一種監(jiān)測農(nóng)業(yè)環(huán)境的監(jiān)測系統(tǒng)，包括匯聚節(jié)點6和N個上述任意一種的監(jiān)測裝置，N大于或者等于I ;匯聚節(jié)點6用于接收、匯總第一無線通信模塊所發(fā)送的通信信號。
[0016]該匯聚節(jié)點6包括用于接收第一無線通信模塊發(fā)送的無線信號的第二無線通信模塊，用于匯總、處理通信數(shù)據(jù)的單片機(jī)，以及用于與監(jiān)測裝置、操作維護(hù)終端通信的第二通信接口 7 ;單片機(jī)分別與第二無線通信模塊、第二通信接口 7相連接。
[0017]本實用新型的匯聚節(jié)點6中僅使用少量的功能模塊來實現(xiàn)整個環(huán)境監(jiān)測過程，極大地降低了功耗。在需要進(jìn)行數(shù)據(jù)配置維護(hù)時，可以通過通信接口或者無線網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)與PC機(jī)的連接，利用PC進(jìn)行參數(shù)配置。
[0018]作為優(yōu)選的，在監(jiān)測裝置和匯聚節(jié)點6上分別設(shè)有無線匹配開關(guān)8，監(jiān)測模塊I的無線匹配開關(guān)8分別與第一無線通信模塊和微處理器相連接；匯聚節(jié)點6的無線匹配開關(guān)8分別與第二無線通信模塊和單片機(jī)相連接。在需要進(jìn)行MAC匹配時，可以通過同時按下監(jiān)測模塊I和匯聚節(jié)點6上的無線匹配開關(guān)8進(jìn)行快速匹配。
[0019]作為優(yōu)選的，該匯聚節(jié)點6設(shè)有用于存儲監(jiān)測數(shù)據(jù)的移動數(shù)據(jù)存儲單元，該數(shù)據(jù)存儲單元與單片機(jī)相連接，系統(tǒng)可以將監(jiān)測到的實時數(shù)據(jù)傳輸至移動數(shù)據(jù)存儲單元中。
[0020]作為優(yōu)選的，該匯聚節(jié)點6設(shè)有用于發(fā)出環(huán)境異常警報的報警單元，該報警單元與單片機(jī)相連接，在環(huán)境發(fā)生異常時報警單元可以發(fā)出報警信號，提醒工作人員處理。
[0021]作為優(yōu)選的，該匯聚節(jié)點6上設(shè)有顯示屏插槽，該顯示屏插槽上能夠安裝可拆卸的顯示屏10.通過在匯聚節(jié)點6上安裝顯示屏10，可以直接從匯聚節(jié)點6上查看到所采集的信息，在不需要查看數(shù)據(jù)時可以直接卸下顯示屏10，降低匯聚節(jié)點6的功耗。
[0022]更進(jìn)一步的，顯示屏10的邊緣設(shè)有用于設(shè)置參數(shù)的操控面板。通過操控面板，可以實現(xiàn)直接利用匯聚節(jié)點6進(jìn)行參數(shù)設(shè)置的功能。
[0023]更進(jìn)一步的，顯示屏10為觸摸顯示屏。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型第一種實施方式的物理結(jié)構(gòu)示意框圖；
[0025]圖2為本實用新型用于檢測土壤溫濕度的信號采集模塊示意圖；
[0026]圖3為本實用新型中設(shè)有擋板的信號采集模塊；
[0027]圖4為本實用新型第二種實施方式的物理結(jié)構(gòu)示意框圖；
[0028]圖5為本實用新型第三種實施方式中匯聚節(jié)點6的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]附圖編號:1:監(jiān)測模塊；2:信號采集模塊；3:第一通信接口 ；4:卡合裝置；5:擋板；6:匯聚節(jié)點；7:第一通彳目接口 ；8:無線匹配開關(guān)；10:顯不屏。
【具體實施方式】
[0030]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型的各實施方式進(jìn)行詳細(xì)的闡述。
[0031]本實用新型的第一實施方式涉及一種用于農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測的監(jiān)測裝置，如圖1所示，包括監(jiān)測模塊1、信號采集模塊2以及第一通信接口 3，該第一通信接口 3為USB接口 ；該監(jiān)測模塊I包括相互連接的微處理器和第一無線通信模塊，該第一無線通信模塊為ZigBee模塊但不限于ZigBee模塊；該監(jiān)測模塊I通過第一通信接口 3與信號采集模塊2插接或與上位機(jī)插接，該上位機(jī)可以是裝有監(jiān)控程序的PC機(jī)，也可以是專用的匯聚節(jié)點6 ;該信號采集模塊2用于采集農(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)，包括了用于監(jiān)測農(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)所必需的傳感器；當(dāng)監(jiān)測模塊I與上位機(jī)插接時，該監(jiān)測模塊I中的第一無線通信模塊的通信參數(shù)(包括MAC地址、模塊編號等)通過第一通信接口 3上傳至上位機(jī)進(jìn)行匹配，完成匹配后即可實現(xiàn)無線通信。
[0032]當(dāng)監(jiān)測模塊I與信號采集模塊2插接時，該微處理器用以:
[0033]通過第一通信接口 3接收農(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)；
[0034]以及對農(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行信號處理后通過第一無線通信模塊反饋至上位機(jī)。
[0035]在本實施例中，該監(jiān)測模塊在完成與匯聚節(jié)點6的編號和匹配后即可根據(jù)需求分別配置在農(nóng)場或農(nóng)業(yè)大棚的不同區(qū)域，上位機(jī)會收集每一個監(jiān)測檢點發(fā)送過來的實時環(huán)境參數(shù)，用戶可以通過PC或手機(jī)終端登錄上位機(jī)的查看界面查看監(jiān)測數(shù)據(jù)。
[0036]在本實施例中，當(dāng)信號采集模塊2故障時，只需將故障模塊從監(jiān)測模塊I上拔下，插上新的信號采集模塊2即可完成替換，省去了重新匹配信號采集模塊2的MAC地址和編號的麻煩，對于不擅長使用電子產(chǎn)品的工作人員來說更容易被接受。
[0037]在本實施例中，該監(jiān)測模塊I還可以包括用于操控外部設(shè)備改變環(huán)境變量的控制單元，控制單元和微處理器相連接；微處理器還用以依據(jù)農(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)控制控制單元，進(jìn)而操控外部設(shè)備改變環(huán)境變量。通過增設(shè)用于操控外部設(shè)備改變環(huán)境變量的控制單元，可以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)環(huán)境的自動