遠程監(jiān)測溫室的環(huán)境和土壤信息的裝置及使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了遠程監(jiān)測溫室的環(huán)境和土壤信息的裝置及使用方法，它包括：監(jiān)測主電路板、監(jiān)測主機上殼、監(jiān)測主機的殼體、接發(fā)短信的手機一部。其中的監(jiān)測主電路板包括：單片機數(shù)據(jù)處理單元、無線傳輸單元、LCD液晶顯示單元、標準鍵盤單元、存儲芯片、外部時鐘芯片、復(fù)位電路、傳感器接口電路、電源管理電路。本發(fā)明設(shè)計了通過手機遠程監(jiān)測環(huán)境溫濕度傳感器、土壤溫度傳感器及含水量傳感器；通過手機遠程設(shè)置環(huán)境溫濕度、土壤溫度及含水量的閾值；通過手機遠程查詢溫室中的環(huán)境和土壤的信息；通過手機遠程新增或刪除用戶的手機號，通過手機遠程設(shè)置定時發(fā)送環(huán)境和土壤信息的短信的時間間隔。提高了工作人員的工作效率，能更好的監(jiān)測大棚的環(huán)境數(shù)據(jù)。
【專利說明】遠程監(jiān)測溫室的環(huán)境和±壤信息的裝置及使用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于設(shè)施農(nóng)業(yè)中，能夠遠程監(jiān)控溫室的環(huán)境溫濕度、±壤溫度 和含水量的采集設(shè)備，更具體地說是一種遠程監(jiān)測溫室環(huán)境溫濕度、±壤溫度和含水量的 裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 設(shè)施農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的顯著標志，屬于高投入高產(chǎn)出，資金、技術(shù)、勞動力密集型 的產(chǎn)業(yè)，是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)逐步擺脫自然環(huán)境與±地資源束縛，走向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工廠化、標準化生產(chǎn) 的必由之路，也是農(nóng)產(chǎn)品打破傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的季節(jié)性，實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的反季節(jié)均衡上市，進一步滿 足多元化、多層次消費需求，增加農(nóng)民收入的有效方法。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大棚自動化程度極低，W 溫濕度為例，需人工讀取溫濕度數(shù)據(jù)，根據(jù)現(xiàn)有溫濕度與額定溫濕度進行比較判斷，再通過 人工采取升溫、降溫手段W保證棚內(nèi)溫濕度恒定。而農(nóng)業(yè)傳感器技術(shù)作為設(shè)施農(nóng)業(yè)的主要 技術(shù)，被廣泛在溫室應(yīng)用中。通過將溫室中的環(huán)境、±壤的數(shù)據(jù)信息進行采集，并在參數(shù)超 標能及時的反饋給農(nóng)民，W便采取相應(yīng)的措施來控制溫室的溫室和±壤的信息。從而釋放 了大量的勞動力，提高了工作效率和精度，逐步提高了農(nóng)業(yè)自動化的水平。
[0003] 在溫室中，環(huán)境的溫濕度、±壤的溫度和含水量對植物的生長發(fā)育至關(guān)重要，也直 接影響的作物的產(chǎn)量及農(nóng)民的收益?；趥鞲衅骷夹g(shù)的環(huán)境±壤信息采集方法作為設(shè)施農(nóng) 業(yè)的重要技術(shù)目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用在大棚生產(chǎn)、溫室中。由于該方法不受空間和時間的限制， 即使遇到惡劣天氣，也能正常工作。相比于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)有著無法比擬的優(yōu)勢。
[0004] 目前，在設(shè)施農(nóng)業(yè)中大部分的遠程監(jiān)控采集設(shè)備都是通過遠程的PC對溫室中的 設(shè)備進行控制，也就是說需要溫室的傳感器將采集到的信息通過GPRS或者3G網(wǎng)絡(luò)傳送給 遠程的服務(wù)端。服務(wù)端對數(shù)據(jù)進行分析，分析后的數(shù)據(jù)直接展示用農(nóng)戶。而上述的方法過 于鹿大和復(fù)雜，需要服務(wù)器一直啟動，并且總是需要工人一直在電腦附近進行監(jiān)督。而且一 旦服務(wù)器斷電，就無從得知終端溫室中的傳感器采集到的信息。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的問題是；克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種可W通過手機遠 程監(jiān)控溫室的環(huán)境和±壤信息的設(shè)備。該設(shè)備通過手機可W設(shè)置環(huán)境溫濕度、±壤溫度和 含水量的闊值；通過手機來設(shè)置定時獲取環(huán)境和±壤信息的時間間隔；通過手機來設(shè)置新 增用戶或刪除已有用戶的手機號碼；通過手機來查詢當前的環(huán)境和±壤信息；通過LCD實 現(xiàn)在溫室內(nèi)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)實時顯示；通過標準鍵盤來設(shè)置環(huán)境溫濕度和±壤溫度含水量的闊 值；通過標準鍵盤來設(shè)置管理員的手機號。本發(fā)明所公開的采集器具有操作簡單，安裝便 捷，采集準確，響應(yīng)速度快，體積小，重量輕等特點。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了如下的技術(shù)方案： 一種遠程監(jiān)控溫室的環(huán)境溫濕度、±壤溫度和含水量的設(shè)備，其特征在于該設(shè)備包括： 監(jiān)測主電路板、監(jiān)測主機外殼的上蓋、監(jiān)測主機的殼體、能夠收發(fā)短信的手機一部； 所述的監(jiān)測主電路板包括；單片機數(shù)據(jù)處理單元、無線傳輸單元、LCD液晶顯示單元、 標準鍵盤單元、存儲芯片、外部時鐘芯片、復(fù)位電路、傳感器接口電路、電源管理電路， 監(jiān)測主電路板的工作原理如下： 首先整套設(shè)備上電后，上電完成后對無線傳輸單元、LCD顯示屏、標準鍵盤、時鐘芯片、 存儲芯片進行初始化，然后將傳感器采集到的環(huán)境的溫濕度、±壤的溫度和含水量的信息 參數(shù)通過A/D信號轉(zhuǎn)換及調(diào)理電路輸出數(shù)字信號，通過總線的方式與監(jiān)測主電路板上的傳 感器接口電路相連并傳送至單片機的引腳，通過單片機來接收并進行數(shù)據(jù)的處理，單片機 內(nèi)部有程序把環(huán)境溫濕度、±壤溫度、±壤含水量數(shù)據(jù)與用戶設(shè)置的闊值進行比較，如果超 過闊值，就啟動無線傳輸單元發(fā)送短信給用戶提示，然后環(huán)境和±壤的信息數(shù)據(jù)通過引腳 傳送給LCD液晶顯示屏進行顯示。用戶可W通過標準鍵盤可W輸入環(huán)境溫濕度、±壤溫度、 含水量的闊值，及管理員的手機號碼，該些信息會通過鍵盤電路然后傳送給單片機，單片機 會將該些信息存儲到存儲芯片中，當采集上來環(huán)境和±壤信息的時候，進行對比判斷，然后 啟動是否要發(fā)送短信。電源管理電路負責為整個監(jiān)測主機供電，復(fù)位電路用于系統(tǒng)重啟和 復(fù)位。
[0007] 所述的監(jiān)測主機外殼的上蓋包括；上蓋2、上下蓋固定孔11、液晶屏固定孔12、標 準鍵盤固定孔13 ;上蓋2設(shè)有LCD液晶顯示屏窗口 3、標準鍵盤窗口 9, LCD液晶顯示屏通過 固定孔12固定在上蓋上，標準鍵盤通過標準鍵盤固定孔13固定在上蓋上。
[0008] 所述的監(jiān)測主機殼體包括；殼體1、電路板固定孔15、螺紋固定孔14、 殼體固定孔16 ;殼體1通過4個殼體固定孔16與上蓋2的上蓋固定孔11通過螺釘連 接固定，監(jiān)測主電路板通過4個電路板固定孔15固定于殼體1，監(jiān)測主電路板通過環(huán)境溫濕 度傳感器固定孔4與環(huán)境溫濕度傳感器相連接，監(jiān)測主電路板通過±壤溫度傳感器接口 5 與±壤溫度傳感器相連接，監(jiān)測主電路板通過±壤含水量傳感器接口 6與±壤含水量傳感 器相連接，監(jiān)測主電路板通過電源接口 7與電源相連接，監(jiān)測主電路板通過電源開關(guān)8可W 打開和關(guān)閉電源，監(jiān)控主電路板通過管腳引線分別與LCD液晶顯示屏、標準鍵盤、GSM模塊 接口 10相連接。該設(shè)備使用時可W通過螺紋固定孔14將其固定在金屬架上。
[0009] 所述射頻天線頻率為2. 4GHz，增益為3地i，采用SMA內(nèi)螺內(nèi)針針頭；主電路板16 由STC89C52單片機及其外圍電路構(gòu)成。所述的能夠收發(fā)短信的手機，能夠利用GSM的標準， 具有收發(fā)短信的功能。
[0010] 本發(fā)明重點解決了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大棚中需要人工在現(xiàn)場監(jiān)測環(huán)境和±壤的信息的不 足，克服了人工測量準確度不高，誤差大的特點。而目前設(shè)施農(nóng)業(yè)中遠程對大棚溫室度的環(huán) 境和±壤信息監(jiān)測中，常用的方式就是將溫濕度和±壤的信息通過GPRS或者通過wifi傳 送給中控機，中控機進行分析和統(tǒng)計，然后W圖表的形式展現(xiàn)給用戶。而該樣的監(jiān)測方式鹿 大和復(fù)雜，遠程監(jiān)測的中控機要一直啟動，并且總是需要工人一直在電腦附近進行監(jiān)督，并 且中控機斷電，就無從得知終端溫室中的傳感器采集到的信息。本發(fā)明設(shè)計了手機遠程監(jiān) 控的方式，用戶只需要一臺能夠接發(fā)短信的手機，就可W遠程來監(jiān)測環(huán)境和±壤的傳感器， 獲取環(huán)境和±壤的信息。
[0011] 本發(fā)明更加詳細的描述如下： 一種遠程監(jiān)控溫室的環(huán)境溫濕度、±壤溫度和±壤含水量的裝置，包括監(jiān)測主電路板、 監(jiān)測主機上殼、監(jiān)測主機殼體、能夠收發(fā)短信的手機一部； 所述監(jiān)測主機的殼體內(nèi)設(shè)置有單片機、復(fù)位電路、傳感器接口電路、無線傳輸單元、電 源管理單元W及連接所述單片機的LCD液晶顯示單元，連接所述單片機的標準鍵盤單元， 所述監(jiān)測主機的外殼上設(shè)置有LCD液晶顯示屏、標準鍵盤單元、環(huán)境溫濕度傳感器固定孔、 ±壤溫度傳感器固定孔、±壤含水量傳感器固定孔、上下蓋固定孔、電源線固定孔、電源開 關(guān)、射頻天線接口； 本發(fā)明所述的單片機采用STC89C52芯片；具有3. 3-5. 5V的工作電壓；工作頻率范圍： 0?40MHz。8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32位I/0口線，看口狗定時器，內(nèi)置4邸EEPR0M， MAX810復(fù)位電路，3個16位定時器/計數(shù)器，4個外部中斷，一個7向量4級中斷結(jié)構(gòu)(兼 容傳統(tǒng)51的5向量2級中斷結(jié)構(gòu))，全雙工串行口。工作溫度范圍；-40?+85C江業(yè)級） /0?75C (商業(yè)級)。已經(jīng)滿足了溫室環(huán)境下對溫室小氣候環(huán)境信息數(shù)據(jù)的采集、處理、存 儲、顯示和傳輸?shù)囊螅?本發(fā)明所述的環(huán)境溫濕度傳感器，采用DHT21數(shù)字溫濕度傳感器，其是一款含有已校 準數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技 術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。具有超快響應(yīng)、抗干擾能力強、性價 比極高等優(yōu)點。超小的體積、極低的功耗，信號傳輸距離可達20米W上，使其成為各類應(yīng) 用甚至最為苛刻的應(yīng)用場合的最佳選則。測濕范圍；〇-l〇〇%RH;測濕精度；±3%RH;測溫范 圍；-20-8(TC ;測溫精度；±0. 5°C。
[0012] 本發(fā)明所述的±壤溫度傳感器，采用美國化lias半導體公司的數(shù)字化溫度傳 感器DS18B20, DS18B20傳感器采用不鎊鋼外殼封裝，防水防潮，傳感器不鎊鋼外殼僅有 0. 15mm的壁厚，具有很小的蓄熱量，采用金屬熱膜工藝讓傳感器1C與不鎊鋼內(nèi)壁充分接 觸，同時采用導熱性高的密封膠灌封，保證了溫度傳感器的高靈敏度性，極小的溫度延遲。 支持單總線通信接口。測溫范圍；-44-125°C ;測量精度范圍；-10-85°C范圍內(nèi)，精度為 ±0. 5〇C。
[0013] 本發(fā)明所述的±壤含水量傳感器，采用SM2801 ±壤水分傳感器，采用世界先進的 最新抑R康，其性能可與TDR和抑型±壤水分傳感器相媳美，采用工業(yè)級精密核也器件，具 有優(yōu)越的準確性與長期穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)設(shè)計采用不鎊鋼探針，W環(huán)氧樹脂密封膠灌封，可長期 埋在±壤當中。測量范圍；〇-1〇〇%，測量精度；3%FSD，探針長度65mm，探針直徑3mm，輸出信 號 0-2V。
[0014] 本發(fā)明中LCD液晶顯示屏采用YA0XY12864B，具有中文漢字圖形點陣液晶顯示模 塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置8192個中文漢字（16X16點陣)、128個字符（8X16點陣）及 64X256 點陣顯示 RAM (GDRAM)。
[00巧]本發(fā)明中存儲芯片采用AT24C02是一個2K位串行CMOS E2PR0M，內(nèi)部含有256個 8位字節(jié)，CATALYST公司的先進CMOS技術(shù)實質(zhì)上減少了器件的功耗。AT24C02有一個8字 節(jié)頁寫緩沖器。該器件通過IIC總線接口進行操作，有一個專口的寫保護功能。
[0016] 本發(fā)明中時鐘芯片采用DS1302是DALLAS公司推出的渭流充電時鐘芯片內(nèi)含有 一個實時時鐘/日歷和31字節(jié)靜態(tài)RAM通過簡單的串行接口與單片機進行通信實時時鐘 /日歷電路提供砂分時日日期月年的信息每月的天數(shù)和聞年的天數(shù)可自動調(diào)整時鐘操作可 通過AM/PM指示決定采用24或12小時格式DS1302與單片機之間能簡單地采用同步串 行的方式進行通信僅需用到H個口線1 RES復(fù)位2 I/O數(shù)據(jù)線3 SCLK串行時鐘時鐘/RAM 的讀/寫數(shù)據(jù)W-個字節(jié)或多達31個字節(jié)的字符組方式通信DS1302工作時功耗很低保 持數(shù)據(jù)和時鐘信息時功率小于ImW。
[0017] 本發(fā)明中標準鍵盤采用的是皿7279A是一片具有串行接口的，可驅(qū)動8位共陰式 數(shù)碼管（或64只獨立LED)的智能顯示驅(qū)動芯片，該芯片同時還可W連接多達64鍵的鍵盤 矩陣，單片即可完成L邸顯示、鍵盤接口的全部功能。
[001引本發(fā)明無線射頻采用GSM通訊模塊SIM900A，SIM900A采用工業(yè)標準接口，工作頻 率為GSM/GPRS 850/900/1800/1900MHZ，可W低功耗實現(xiàn)語音、SMS、數(shù)據(jù)和傳真信息的傳 輸。
[0019] 本發(fā)明中采用的電源模塊是國標5V/2A電源模塊。
[0020] 本發(fā)明中采用PG7-M12尼龍塑料電纜防水固定頭固定傳感器線纜和電源線纜。 其具有夾緊電纜范圍大，帶自鎖功能，抗拉力特強等特點，可防水、防塵、耐酸堿、油脂及一 般溶劑。工作溫度為靜態(tài)-40至10(TC，瞬時耐熱至12(TC，動態(tài)-20至6(TC，瞬間耐熱至 100 〇C。
[002。 本發(fā)明中電源開關(guān)采用PX-16mm金屬按鈕開關(guān)，其額定電壓為12V，發(fā)熱電流為 3A，額定使用電流為1A，帶燈自鎖和復(fù)位功能。
[0022] 本發(fā)明進一步公開了遠程監(jiān)測溫室的環(huán)境和±壤信息裝置的使用方法，其特征在 于按如下的步驟進行： (1) 設(shè)備可W放置于大棚的任意位置，為了更準備的監(jiān)測大棚內(nèi)溫室的情況，將設(shè)備放 置在大棚的中間位置，打通孔將本設(shè)備固定在金屬架子上，然后通過電源模塊接入市電，打 開電源開關(guān)就可W工作； (2) 通過標準鍵盤輸入當前的時間信息，輸入溫濕度、含水量的闊值； (3) 通過鍵盤輸入管理員的手機號碼； (4) 管理員通過手機發(fā)送短息，設(shè)置發(fā)送環(huán)境和±壤溫濕度的信息的時間間隔； (5) 管理員也可W增加或者刪除其他用戶的手機號碼； (6) W上設(shè)置完畢后，設(shè)備就會正常的工作。
[0023] 本發(fā)明公開的遠程監(jiān)測溫室的環(huán)境和±壤信息的裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的積極 效果在于： (1) 本發(fā)明設(shè)計了通過手機可W遠程監(jiān)控環(huán)境溫濕度傳感器、±壤溫度傳感器、±壤 水分傳感器；通過手機可W遠程設(shè)置環(huán)境溫濕度、±壤溫度、±壤含水量的闊值；通過手機 可W遠程查詢溫室中的環(huán)境和±壤的相關(guān)信息；通過手機可W遠程新增或刪除用戶的手機 號，通過手機可W遠程設(shè)置定時發(fā)送環(huán)境和±壤信息參數(shù)的短信的時間間隔； (2) 本發(fā)明可W通過液晶顯示屏顯示當前的環(huán)境溫濕度信息、±壤溫度信息、±壤的含 水量的信息； (3) 本發(fā)明可W通過鍵盤在本地設(shè)置環(huán)境溫濕度的闊值、±壤溫度的闊值、±壤含水量 的闊值；也可W通過鍵盤來設(shè)置管理員的手機號碼；可W通過鍵盤來校對時間； (4) 該設(shè)計整個裝置具有體積小，重量輕，操作簡單，安裝簡便，采集速度快等特點。
[0024] (5)本發(fā)明由于選用了功能、價格比較高的芯片，還具備價格低廉的優(yōu)點。
[00 巧]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 圖1是遠程監(jiān)測溫室的環(huán)境溫濕度、±壤溫度和含水量的設(shè)備的監(jiān)測主機的外殼 上蓋結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是遠程監(jiān)測溫室的環(huán)境溫濕度、±壤溫度和含水量的設(shè)備的監(jiān)測主機的外殼下蓋 結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是遠程監(jiān)測溫室的環(huán)境溫濕度、±壤溫度和含水量的設(shè)備的監(jiān)測主機的外殼右視 圖； 圖4是遠程監(jiān)測溫室的環(huán)境溫濕度、±壤溫度和含水量的設(shè)備的監(jiān)測主機的外殼左視 圖； 圖5是遠程監(jiān)測溫室的環(huán)境溫濕度、±壤溫度和含水量的設(shè)備的系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)示意 圖； 圖6為遠程監(jiān)測溫室的環(huán)境溫濕度、±壤溫度和含水量的設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖； 其中： 1 ;殼體 2 ;上蓋 3 ;LCD液晶顯示屏窗口 4 ;環(huán)境溫濕度傳感器接口 5 ;±壤溫度傳感器接口 6 ;±壤水分傳感器接口 7 ;電源接口 8 ;電源開關(guān) 9 ;標準鍵盤窗口 10 ;GSM模塊接口 11 ;上蓋固定孔 12 ;LCD液晶固定孔 13 ;標準鍵盤固定孔 14 ;螺紋固定孔 15 ;監(jiān)測主電路板的螺紋孔 16殼體固定孔。
[0027]

【具體實施方式】
[0028] W下結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例做進一步詳述。需要強調(diào)的是，本發(fā)明的實施例是 說明性的，而不是限定性的，不能W本實施例作為本發(fā)明的限定。
[0029] 實施例1 參考圖1-5,遠程監(jiān)測溫室的環(huán)境溫濕度、±壤溫度和含水量的設(shè)備，它包括監(jiān)測主機、 監(jiān)測主機殼體、上蓋和能夠收發(fā)短信的手機一部； 所述的監(jiān)測主電路板包括；單片機數(shù)據(jù)處理單元、無線傳輸單元、LCD液晶顯示單元、 標準鍵盤單元、存儲芯片、外部時鐘芯片、復(fù)位電路、傳感器接口電路、電源管理電路，其工 作情況如下；首先整套設(shè)備上電后，會對無線傳輸單元、LCD顯示屏、標準鍵盤、時鐘芯片、 存儲芯片進行初始化。然后將傳感器采集到的環(huán)境的溫濕度、±壤的溫度和含水量的信息 參數(shù)通過A/D信號轉(zhuǎn)換及調(diào)理電路輸出數(shù)字信號，通過總線的方式與監(jiān)測主板上的傳感器 接口電路相連并傳送至單片機的引腳，通過單片機來接收并進行數(shù)據(jù)的處理，單片機控制 程序把環(huán)境溫濕度、±壤溫度、±壤含水量數(shù)據(jù)與用戶設(shè)置的闊值進行比較，如果超過闊 值，就啟動無線傳輸單元發(fā)送短信給用戶提示，然后將環(huán)境和±壤的信息數(shù)據(jù)通過引腳傳 送給LCD液晶顯示屏進行顯示。用戶可W通過標準鍵盤可W輸入環(huán)境溫濕度、±壤溫度、含 水量的闊值，及管理員的手機號碼，該些信息會通過鍵盤電路傳送給單片機，單片機會將該 些信息存儲到存儲芯片中，當采集到環(huán)境和±壤信息的時候，進行對比判斷，然后啟動是否 要發(fā)送短信。電源管理電路負責為整個監(jiān)測主機供電，復(fù)位電路用于系統(tǒng)重啟和復(fù)位。
[0030] 所述的監(jiān)測主機外殼的上蓋包括；上蓋2、上下蓋固定孔11、液晶屏固定孔12、標 準鍵盤固定孔13 ;上蓋2設(shè)有LCD液晶顯示屏窗口 3、標準鍵盤窗口 9, LCD液晶顯示屏通過 固定孔，12固定在上蓋上，標準鍵盤通過標準鍵盤固定孔13固定在上蓋上。
[0031] 所述的監(jiān)測主機殼體包括；殼體1、螺絲固定孔14、電路板固定孔15、殼體固定孔 16 ;殼體1通過4個殼體固定孔16與上蓋2連接固定，監(jiān)測主電路板通過4個電路板固定 孔15固定于殼體1，監(jiān)測主電路板通過環(huán)境溫濕度傳感器固定孔4與環(huán)境溫濕度傳感器相 連接，監(jiān)測主電路板通過±壤溫度傳感器接口 5與±壤溫度傳感器相連接，監(jiān)測主電路板 通過±壤含水量傳感器接口 6與±壤含水量傳感器相連接，監(jiān)測主電路板通過電源接口 7 與電源相連接，監(jiān)測主電路板通過電源開關(guān)8可W打開和關(guān)閉電源，監(jiān)測主電路板通過GSM 模塊接口 10與無線傳輸單元（GSM)相連接，監(jiān)控主電路板通過管腳引線分別與LCD液晶顯 示屏、標準鍵盤、GSM模塊接口 10相連接。該設(shè)備使用時可W通過殼體固定孔14將其固定 在金屬架上。
[0032] 所述的能夠收發(fā)短信的手機，是指能夠通過GSM標準與監(jiān)測主電路板上的GSM模 塊進行短信交互。
[0033] 圖1示出了本發(fā)明監(jiān)測主機上蓋設(shè)計情況。由圖可見，所述的上蓋2設(shè)有LCD液 晶顯示屏3窗口、標準鍵盤窗口 9、LCD液晶顯示屏的固定孔12、標準鍵盤的固定孔13、上蓋 的固定孔11。
[0034] 圖2示出了本發(fā)明監(jiān)測主機殼體設(shè)計情況。由圖可見，所述的殼體1通過4個殼 體固定孔16與上蓋2的4個固定孔11通過螺釘固定；監(jiān)測主電路板通過4個電路板固定 孔15固定于殼體；監(jiān)測主電路板通過環(huán)境溫濕度傳感器固定孔4與環(huán)境溫濕度傳感器相連 接，監(jiān)測主電路板通過±壤溫度傳感器接口 5與±壤溫度傳感器相連接，監(jiān)測主電路板通 過±壤含水量傳感器接口 6與±壤含水量傳感器相連接，監(jiān)測主電路板通過電源接口 7與 電源相連接，監(jiān)測主電路板通過電源開關(guān)8可W打開和關(guān)閉電源，射頻天線通過GSM模塊接 口 10與無線傳輸單元（GSM)相連接。監(jiān)控主電路板通過管腳引線分別與LCD液晶顯示屏、 標準鍵盤、GSM模塊接口相連接。
[00巧]圖3示出了本發(fā)明監(jiān)測主機上蓋右側(cè)設(shè)計情況。由圖可見，射頻天線通過GSM模 塊接口 10與GSM模塊相連接。
[0036] 圖4示出了本發(fā)明監(jiān)測主機上蓋左側(cè)設(shè)計情況。系統(tǒng)使用市電進行供電，將市電 通過電源線固定孔7引入監(jiān)測主機當中，并與主電路板連接。
[0037] 所述的無線數(shù)傳模塊采用的是基于GSM模塊，該模塊通過SMS短信息方式與手機 用戶進行數(shù)據(jù)交換，并通過RS232串口方式與主電路板連接，進行數(shù)據(jù)交互。
[0038] 監(jiān)測電路板由單片機數(shù)據(jù)處理單元、無線傳輸單元、LCD液晶顯示單元、標準鍵盤 單元、存儲芯片、外部時鐘芯片、復(fù)位電路、傳感器接口電路、電源管理電路組成，作為整個 系統(tǒng)的控制核也，它控制各部分電路完成指令接收，傳感器數(shù)據(jù)的讀取、轉(zhuǎn)換、顯示和無線 數(shù)據(jù)發(fā)送、接收等總體任務(wù)。
[00測 實施例2 本發(fā)明設(shè)計了 LCD液晶顯示單元可W用來顯示環(huán)境和±壤的相關(guān)信息；設(shè)計了標準 鍵盤單元用來設(shè)置溫濕度信息的闊值及設(shè)置管理員的手機號碼；設(shè)計了連接環(huán)境和±壤 傳感器的接口，w使儀器可w同時采集、計算和顯示環(huán)境的溫度、濕度和±壤的溫度和含水 量；設(shè)計了通過手機來設(shè)置環(huán)境溫濕度闊值、±壤溫度和含水量的闊值，通過手機來查詢當 前環(huán)境和±壤的信息，通過手機來新增或刪除其他用戶的手機號碼，通過手機來設(shè)置定時 發(fā)送短信的時間間隔。采用所述的遠程監(jiān)測溫室的環(huán)境溫濕度、±壤溫度和含水量的設(shè)備 觀測黃瓜的生長情況，將監(jiān)測主機與放置在溫室大棚的任意位置，打開電源開關(guān)，等待系統(tǒng) 工作穩(wěn)定后通過LCD屏幕觀測采集數(shù)據(jù)，也可W通過手機來監(jiān)測查看環(huán)境和±壤的數(shù)據(jù)信 息。
[0040] 實施例3 遠程監(jiān)測溫室的環(huán)境和±壤信息的裝置觀測草霉的生長情況。
[0041] 方法： 1、首先將被設(shè)備放置于大鵬的任意位置，例如放置在大棚的中間位置。為了更準備的 監(jiān)測大鵬內(nèi)溫室的情況，可W放置在大棚的中間位置。本發(fā)明設(shè)計了螺紋固定孔，可W打通 孔將本設(shè)備固定在金屬架子上。然后接入通過電源模塊接入市電，打開電源開關(guān)就可W工 作。
[0042] 2、通過標準鍵盤輸入當前的時間信息，輸入溫濕度、含水量的闊值 3、 通過鍵盤輸入管理員的手機號碼 4、 管理員通過手機發(fā)送短息，設(shè)置發(fā)送環(huán)境和±壤溫濕度的信息的時間間隔。
[0043] 5、管理員也可W增加或者刪除其他用戶的手機號碼 W上設(shè)置完畢后，設(shè)備就會正常的工作。
[0044] 結(jié)果： 1、 當大棚內(nèi)的環(huán)境和溫濕度超過設(shè)定的闊值時，會發(fā)送短信給管理員和其他用戶用于 提示； 2、 當發(fā)送短信的時間間隔到達時，管理員和其他用戶可W收到含有環(huán)境溫濕度和±壤 溫度、±壤含水量的短信。
[0045] 3、管理員可W不到大棚的現(xiàn)場，在任何時間和地點通過短信來設(shè)置環(huán)境溫濕度、 ±壤溫度和±壤含水量的闊值。
[0046] 4、管理員可W不到大棚的現(xiàn)場，在任何時間和地點通過短信來查詢當前的環(huán)境和 ±壤的信息。
[0047] 5、管理員可W在任意時間和地點設(shè)置發(fā)送含有環(huán)境和±壤信息的短信的發(fā)送時 間間隔。
[0048] 6、管理員可W在任意時間和地點查看目前有多少用戶在監(jiān)聽環(huán)境和±壤的溫濕 度信息。
[0049] 7、管理員可W在任意時間和地點來新增和刪除監(jiān)聽環(huán)境和±壤的溫濕度信息的 用戶手機號碼。
[0050] 通過W上的實施步驟，擺脫了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大棚中必須有工人在現(xiàn)場不斷的監(jiān)測大棚 的溫濕度等信息；而目前設(shè)施農(nóng)業(yè)中大部分的遠程監(jiān)控采集設(shè)備都是通過遠程的PC對溫 室中的設(shè)備進行控制，也就是說需要溫室的傳感器將采集到的信息通過GPRS或者3G網(wǎng)絡(luò) 傳送給遠程的服務(wù)端。服務(wù)端對數(shù)據(jù)進行分析，分析后的數(shù)據(jù)直接展示用農(nóng)戶。而上述的 方法過于鹿大和復(fù)雜，需要服務(wù)器一直啟動，并且總是需要工人一直在電腦附近進行監(jiān)督。 而且一旦服務(wù)器斷電，就無從得知終端溫室中的傳感器采集到的信息。本設(shè)計中只要用戶 通過GSM標準來收發(fā)短信，就可W起到遠程監(jiān)測的效果，使用簡單，快捷。
[0051] 實施例4 比較試驗

【權(quán)利要求】
1. 一種遠程監(jiān)測溫室環(huán)境溫濕度、土壤溫度和含水量的裝置，其特征在于該裝置包括： 監(jiān)測主電路板、監(jiān)測主機外殼的上蓋、監(jiān)測主機的殼體、能夠收發(fā)短信的手機一部； 所述的監(jiān)測主電路板包括：單片機數(shù)據(jù)處理單元、無線傳輸單元、IXD液晶顯示單元、 標準鍵盤單元、存儲芯片、外部時鐘芯片、復(fù)位電路、傳感器接口電路、電源管理電路； 整套設(shè)備上電后，對無線傳輸單元、LCD顯示屏、標準鍵盤、時鐘芯片、存儲芯片進行初 始化，將傳感器采集到的環(huán)境的溫濕度、土壤的溫度和含水量的信息參數(shù)通過A/D信號轉(zhuǎn) 換及調(diào)理電路輸出數(shù)字信號，通過總線的方式與監(jiān)測主電路板上的傳感器接口電路相連并 傳送至單片機的引腳，通過單片機來接收并進行數(shù)據(jù)的處理，單片機內(nèi)部有程序把環(huán)境溫 濕度、土壤溫度、土壤含水量數(shù)據(jù)與用戶設(shè)置的閾值進行比較，如果超過閾值，就啟動無線 傳輸單元發(fā)送短信給用戶提示，當采集上來環(huán)境和土壤信息的時候，進行對比判斷，然后啟 動是否要發(fā)送短信，電源管理電路負責為整個監(jiān)測主機供電，復(fù)位電路用于系統(tǒng)重啟和復(fù) 位； 所述的監(jiān)測主機外殼的上蓋包括：上蓋（2)、上下蓋固定孔（11)、液晶屏固定孔（12)、 標準鍵盤固定孔（13);上蓋（2)設(shè)有IXD液晶顯示屏窗口（3)、標準鍵盤窗口（9)，IXD液晶 顯示屏通過固定孔（12)固定在上蓋上，標準鍵盤通過標準鍵盤固定孔（13)固定在上蓋上； 所述的監(jiān)測主機殼體包括：殼體（1)、電路板固定孔（15)、螺紋固定孔（14)、殼體固定 孔（16);殼體（1)通過4個殼體固定孔（16)與上蓋（2)的上蓋固定孔（11)通過螺釘連接 固定，監(jiān)測主電路板通過4個電路板固定孔（15)固定于殼體（1)，監(jiān)測主電路板通過環(huán)境溫 濕度傳感器固定孔（4)與環(huán)境溫濕度傳感器相連接，監(jiān)測主電路板通過土壤溫度傳感器接 口（5)與土壤溫度傳感器相連接，監(jiān)測主電路板通過土壤含水量傳感器接口（6)與土壤含 水量傳感器相連接，監(jiān)測主電路板通過電源接口（ 7 )與電源相連接，監(jiān)測主電路板通過電源 開關(guān)（8)可以打開和關(guān)閉電源，監(jiān)控主電路板通過管腳引線分別與IXD液晶顯示屏、標準鍵 盤、GSM模塊接口（ 10)相連接； 所述的能夠收發(fā)短信的手機：主要是通過GSM標準與監(jiān)測主電路板上的無線傳輸單元 GSM模塊進行短信交互。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠程監(jiān)測溫室環(huán)境溫濕度、土壤溫度和含水量的裝置，其特 征在于所述裝置通過螺紋固定孔（14)將其固定在金屬架上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠程監(jiān)測溫室環(huán)境溫濕度、土壤溫度和含水量的裝置，其特 征在于所述監(jiān)測主電路板由STC89C52單片機及其外圍電路構(gòu)成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠程監(jiān)測溫室環(huán)境溫濕度、土壤溫度和含水量的裝置，其特 征在于所述射頻天線頻率為2. 4GHz，增益為3dBi，采用SMA內(nèi)螺內(nèi)針針頭。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠程監(jiān)測溫室環(huán)境溫濕度、土壤溫度和含水量的裝置，其特 征在于普通手機，能夠進行收發(fā)短信就可以。
6. 權(quán)利要求1所述遠程監(jiān)測溫室的環(huán)境和土壤信息裝置的使用方法，其特征在于按如 下的步驟進行： (1) 設(shè)備可以放置于大棚的任意位置或?qū)⒃O(shè)備放置在大棚的中間位置，打通孔將本設(shè) 備固定在金屬架子上，然后通過電源模塊接入市電，打開電源開關(guān)就可以工作； (2) 通過標準鍵盤輸入當前的時間信息，輸入溫濕度、含水量的閾值； (3) 通過鍵盤輸入管理員的手機號碼； (4) 管理員通過手機發(fā)送短息，設(shè)置發(fā)送環(huán)境和土壤溫濕度的信息的時間間隔； (5) 管理員也可以增加或者刪除其他用戶的手機號碼； (6) 以上設(shè)置完畢后，設(shè)備就會正常的工作。
【文檔編號】G05B19/042GK104503310SQ201410734133
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月8日
【發(fā)明者】王建春, 張雪飛, 仇繼東, 劉紹偉, 李鳳菊 申請人:天津市農(nóng)業(yè)科學院信息研究所