專(zhuān)利名稱(chēng)：溫室大棚環(huán)境監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及溫濕度監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種溫室大棚環(huán)境監(jiān)控裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著電子技術(shù)、信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展與廣泛應(yīng)用，農(nóng)業(yè)溫室技術(shù)也在向自動(dòng)化、信息化方向發(fā)展。溫度、濕度監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)在農(nóng)業(yè)大棚、畜牧業(yè)和食品加工業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。專(zhuān)利《一種用于溫室大棚的無(wú)線(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置》(專(zhuān)利號(hào)ZL201020636459. 8，公開(kāi)號(hào)CN202120426U，公告日2012.01. 18)公開(kāi)了一種用于溫室大棚的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)采集裝置，屬 于低功耗無(wú)線(xiàn)傳感器技術(shù)。該傳感器項(xiàng)目采用單片機(jī)作為核心控制模塊，設(shè)置了多路信號(hào)輸入通道以?huà)旖佣嗦穫鞲衅?。該裝置的弊端在于傳感器設(shè)置在裝置的內(nèi)部，當(dāng)需要更換傳感器時(shí)，需要拆卸裝置才能進(jìn)行更換，使用不方便，而且不好解決該裝置的防水、防銹問(wèn)題。另外，該裝置只使用了一個(gè)CPU，不便于數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)發(fā)送等工作在保證產(chǎn)品低功耗的要求下，能夠正常工作。當(dāng)單CPU時(shí)，為保障低功耗，必須使CPU處于休眠狀態(tài)，同時(shí)傳感器無(wú)法工作，使傳感器無(wú)法進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種可以及時(shí)采集和上傳環(huán)境監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、溫濕度傳感器更換方便的溫室大棚環(huán)境監(jiān)控裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是一種溫室大棚環(huán)境監(jiān)控裝置，包括MIPS CPU模塊、電源模塊、溫濕度傳感器、按鍵、指示燈和顯示屏，還包括與所述MIPS CPU模塊相連接的低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)，所述低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)分別與所述電源模塊、按鍵、指示燈和顯示屏相連接，所述低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)與所述溫濕度傳感器采用mini U 口外接方式連接；所述MIPS CPU模塊與CDMA2000模塊連接。所述低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)通過(guò)2. 4G無(wú)線(xiàn)傳輸與溫室大棚環(huán)境中的備選傳感器近程無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。所述低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)通過(guò)2. 4G無(wú)線(xiàn)傳輸與溫室大棚的控制器近程無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。所述CDMA2000模塊通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)利用Internet互聯(lián)網(wǎng)上傳至智能支撐平臺(tái)。所述電源模塊與外接電源或者電池相連接。 所述MIPS CPU模塊通過(guò)USB接口與所述CDMA2000模塊相連接。所述備選傳感器包括依次連接的傳感器、低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)、電源模塊和電池。所述控制器包括依次連接的接觸器、低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)、電源模塊和外接電源。所述備選傳感器是土壤溫濕度傳感器、CO2傳感器或光照強(qiáng)度傳感器。本實(shí)用新型提供的溫室大棚環(huán)境監(jiān)控裝置，采用的雙CPU設(shè)計(jì)，便于環(huán)境監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的采集與發(fā)送，溫濕度傳感器可以24小時(shí)不間斷的進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集；另外可以根據(jù)實(shí)際需要選擇安裝不同精度等級(jí)的溫濕度傳感器。該裝置可廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室、機(jī)房、工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)溫棚等地的溫度、濕度監(jiān)測(cè)和控制。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的外形結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型的低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)的工作流程圖。圖中，I-MIPS CPU模塊，2-電源模塊，3_溫濕度傳感器，4_按鍵，5_指示燈，6_低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)，7-備選傳感器，8-CDMA2000模塊，9-顯示屏，10-外接電源，11-電池，12-Internet互聯(lián)網(wǎng)，14-外接電源插口，16-智能支撐平臺(tái)，17-控制器，28-傳感器，29-接觸器?！?br> 具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例及其附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。如圖I所示，本實(shí)用新型提供了一種溫室大棚環(huán)境監(jiān)控裝置，包括MIPS CPU模塊I、電源模塊2、溫濕度傳感器3、按鍵4、指示燈5和顯示屏9，還包括與MIPS CPU模塊I相連接的低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)6，低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)6分別與電源模塊2、按鍵4、指示燈5和顯示屏9通過(guò)PCB上的覆銅線(xiàn)相連接。低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)6與溫濕度傳感器3采用mini U 口外接方式連接，低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)6還可以通過(guò)2. 4G無(wú)線(xiàn)傳輸與溫室大棚環(huán)境中的備選傳感器7或控制器17近程無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。備選傳感器7可以是土壤溫濕度傳感器、CO2傳感器或光照強(qiáng)度傳感器。備選傳感器7包括依次通過(guò)PCB上的覆銅線(xiàn)連接的傳感器28、低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)、電源模塊和電池?？刂破鱅 7包括依次通過(guò)PCB上的覆銅線(xiàn)連接的接觸器29、低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)、電源模塊和外接電源。電源模塊2與外接電源10或者電池11相連接，分別給低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)6和MIPS CPU模塊I提供電源。MIPS CPU模塊I通過(guò)USB接口與CDMA2000模塊8連接，CDMA2000模塊8通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)利用Internet互聯(lián)網(wǎng)12上傳至智能支撐平臺(tái)16。MIPS CPU模塊I的USB接口具有雙功能，一個(gè)功能是連接CDMA2000模塊8,采用嵌入式Linux系統(tǒng)撥號(hào)連接Internet互聯(lián)網(wǎng)12,向智能支撐平臺(tái)16提交經(jīng)過(guò)處理的環(huán)境監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，下載該環(huán)境監(jiān)控裝置的參數(shù)數(shù)據(jù)、低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)6和MIPS CPU模塊I的升級(jí)軟件，完成低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)6和MIPS CPU模塊I的固件升級(jí)；另一個(gè)功能是連接U盤(pán)，直接進(jìn)行低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)6和MIPS CPU模塊I的固件升級(jí)。本實(shí)用新型提供的溫室大棚環(huán)境監(jiān)控裝置可以實(shí)現(xiàn)的功能有實(shí)時(shí)溫濕度顯示，終端報(bào)警門(mén)限值設(shè)置、上傳、接收，溫濕度數(shù)據(jù)發(fā)送，報(bào)警溫濕度數(shù)據(jù)發(fā)送，通過(guò)2. 4G無(wú)線(xiàn)通訊與備選傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)6和MIPS CPU模塊I可通過(guò)U盤(pán)升級(jí)或智能支撐平臺(tái)16下發(fā)固件升級(jí)包進(jìn)行升級(jí)。如圖2所示，為該環(huán)境監(jiān)控裝置的外形結(jié)構(gòu)示意圖。該環(huán)境監(jiān)控裝置的自帶溫濕度傳感器3，主要用來(lái)測(cè)量溫室大棚的環(huán)境溫濕度，用戶(hù)在只使用一臺(tái)終端設(shè)備的情況下，就可以監(jiān)控環(huán)境溫濕度。溫濕度傳感器3采用mini U 口外接方式連接傳感器，方便拆卸，易于更換；外殼采用防水壁掛式設(shè)計(jì)，并配套防水硅膠外膜，便于安裝使用。自帶LCD段碼顯示屏9有6個(gè)設(shè)置按鈕，用戶(hù)可手動(dòng)設(shè)置三組不同時(shí)段的溫度、濕度報(bào)警門(mén)限。根據(jù)溫室大棚監(jiān)控的需要，還可以選擇安裝不同精度等級(jí)的溫濕度傳感器3。另外，需要連接多個(gè)備選傳感器7時(shí)，如土壤溫濕度傳感器、CO2傳感器或光照強(qiáng)度傳感器，可通過(guò)近程無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接，無(wú)需對(duì)本裝置的外形、接口進(jìn)行修改，就可實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)連接拓展。由于備選傳感器7采用無(wú)線(xiàn)方式連接，各個(gè)備選傳感器均為獨(dú)立設(shè)計(jì)，解決了由于外部接口眾多而導(dǎo)致的防水、防塵的問(wèn)題。外接電源10通過(guò)外接電源插口 14給本裝置供電，在不具備外接電源的情況下，可以采用電池供電。該環(huán)境監(jiān)控裝置與電機(jī)或電源控制器17通過(guò)2. 4G無(wú)線(xiàn)通訊模塊相連接，電機(jī)控制器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)卷簾機(jī)的順轉(zhuǎn)、逆轉(zhuǎn)的控制，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)卷簾的圈起、放下；電源控制器可以實(shí)現(xiàn)電源開(kāi)關(guān)的閉合、斷開(kāi)控制，以達(dá)到對(duì)滴管等設(shè)備的電源控制。該環(huán)境監(jiān)控裝置的CDMA2000模塊8可以接收手機(jī)短信，將接收到的短信進(jìn)行處理，通過(guò)對(duì)短信的特定編碼格式的解析，通過(guò)2. 4G無(wú)線(xiàn)通訊模塊向控制器17發(fā)送控制指 令，啟動(dòng)或關(guān)閉通風(fēng)、加溫、除濕或遮陽(yáng)等設(shè)備的控制器17，從而調(diào)節(jié)溫室大棚溫的溫濕度 環(huán)境。該環(huán)境監(jiān)控裝置采用雙CPU設(shè)計(jì)。MIPS CPU模塊I的型號(hào)是RT3052型，可以完成EVD0/CDMA1X的數(shù)據(jù)傳輸、軟件升級(jí)、短信處理等，MIPS CPU模塊I定時(shí)開(kāi)啟電源，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)，當(dāng)沒(méi)有數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)MIPS CPU模塊I是不工作的。低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)6的型號(hào)是nRF24LEl，可以完成2. 4G的數(shù)據(jù)傳輸、顯示控制、電源控制。低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)6在實(shí)時(shí)工作，獲取溫濕度傳感器3或備選傳感器7采集到的環(huán)境監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，并對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)和數(shù)據(jù)校驗(yàn)處理，當(dāng)發(fā)生數(shù)據(jù)超標(biāo)時(shí)，向MIPS CPU模塊I發(fā)送指令開(kāi)啟電源，發(fā)送數(shù)據(jù)。低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)6采用心跳方式定時(shí)打開(kāi)MIPS CPU模塊1，完成數(shù)據(jù)傳輸后再關(guān)閉，以達(dá)到省電的目的。低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)6采用GPIO連接LED段碼顯示屏9和設(shè)置按鍵4，完成溫濕度、日期、時(shí)間、電池電量、EVD0/CDMA1X信號(hào)強(qiáng)度的顯示以及報(bào)警門(mén)限的設(shè)置。該環(huán)境監(jiān)控裝置具有實(shí)時(shí)溫濕度顯示功能，可以進(jìn)行溫濕度報(bào)警門(mén)限值設(shè)置，根據(jù)用戶(hù)需要按照時(shí)間段分別可以設(shè)定三組溫度、濕度報(bào)警門(mén)限值；與其他備選傳感器7之間通過(guò)2. 4G無(wú)線(xiàn)通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并將采集、接收到的環(huán)境監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)上傳至網(wǎng)絡(luò)。低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)6與MIPS CPU模塊I之間通過(guò)SPI和GPIO進(jìn)行連接。低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)6通過(guò)2. 4G無(wú)線(xiàn)傳輸，接收溫濕度傳感器3或備選傳感器7傳送的環(huán)境監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)和數(shù)據(jù)校驗(yàn)處理，將處理后的數(shù)據(jù)傳送給MIPS CPU模塊1，MIPS CPU模塊I將處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)CDMA2000模塊8利用3G網(wǎng)絡(luò)上傳至Internet互聯(lián)網(wǎng)12，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，無(wú)人值守，可以進(jìn)行不間斷的環(huán)境監(jiān)控，保證實(shí)時(shí)監(jiān)控功能的實(shí)現(xiàn)。Internet互聯(lián)網(wǎng)12將接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理以后，發(fā)送給手機(jī)用戶(hù)終端13?；ヂ?lián)網(wǎng)12通過(guò)中國(guó)電信短信公共服務(wù)接口向手機(jī)用戶(hù)終端13發(fā)送短信。低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)6的工作流程如圖3所示。可根據(jù)用戶(hù)需要按照時(shí)間段分別可以設(shè)定三組溫度、濕度報(bào)警門(mén)限值。以上所述的僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不局限本實(shí)用新型。應(yīng)當(dāng)指出對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在本實(shí)用新型所提供的技術(shù)啟示下，還可以做出其它等同變型和改進(jìn)，均可以實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，都應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種溫室大棚環(huán)境監(jiān)控裝置，包括MIPS CPU模塊(I)、電源模塊(2)、溫濕度傳感器(3)、按鍵(4)、指示燈(5)和顯示屏(9)，其特征在于，還包括與所述MIPSCPU模塊(I)相連接的低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)(6)，所述低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)(6)分別與所述電源模塊(2)、按鍵(4)、指示燈(5)和顯示屏(9)相連接，所述低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)(6)與所述溫濕度傳感器(3)采用mini U 口外接方式連接；所述MIPS CPU模塊(I)與CDMA2000模塊(8 )連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述溫室大棚環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于，所述低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)(6)通過(guò)2. 4G無(wú)線(xiàn)傳輸與溫室大棚環(huán)境中的備選傳感器(7)近程無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述溫室大棚環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于，所述低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)(6)通過(guò)2. 4G無(wú)線(xiàn)傳輸與溫室大棚的控制器(I 7)近程無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述溫室大棚環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于，所述CDMA2000模塊(8)通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)利用Internet互聯(lián)網(wǎng)(12)上傳至智能支撐平臺(tái)(16)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述溫室大棚環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于，所述電源模塊(2)與外接電源(10)或者電池(11)相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述溫室大棚環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于，所述MIPSCPU模塊(I)通過(guò)USB接口與所述CDMA2000模塊(8 )相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述溫室大棚環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于，所述備選傳感器(7)包括依次連接的傳感器(28)、低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)、電源模塊和電池。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述溫室大棚環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于，所述控制器(17)包括依次連接的接觸器(29 )、低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)、電源模塊和外接電源。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的溫室大棚環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于，所述備選傳感器(7)是土壤溫濕度傳感器、CO2傳感器或光照強(qiáng)度傳感器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種溫室大棚環(huán)境監(jiān)控裝置，包括MIPSCPU模塊、電源模塊、溫濕度傳感器、按鍵、指示燈和顯示屏，還包括與所述MIPSCPU模塊相連接的低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)，所述低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)分別與所述電源模塊、按鍵、指示燈和顯示屏相連接，所述低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)與所述溫濕度傳感器采用miniU口外接方式連接；所述MIPSCPU模塊與CDMA2000模塊連接。該監(jiān)控裝置，采用的雙CPU設(shè)計(jì)，便于環(huán)境監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的采集與發(fā)送，溫濕度傳感器可以24小時(shí)不間斷的進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，從多方位對(duì)溫室大棚的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控；另外可以選擇安裝不同精度等級(jí)的溫濕度傳感器。該裝置可廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室、機(jī)房、工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)溫棚等地的溫度、濕度監(jiān)測(cè)和控制。
文檔編號(hào)G08C17/02GK202582607SQ20122026386
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月6日
發(fā)明者李忠, 慕富強(qiáng), 王軍濤, 徐茂文, 溫斌斌 申請(qǐng)人:甘肅萬(wàn)維信息技術(shù)有限責(zé)任公司