一種具有網(wǎng)絡(luò)接口電路的農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有網(wǎng)絡(luò)接口電路的農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置，包括電連接的控制電路、傳感器接口電路、網(wǎng)絡(luò)接口電路和GPS和GPRS通訊接口電路；傳感器接口電路，與控制電路連接；網(wǎng)絡(luò)接口電路，實(shí)現(xiàn)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接口或有線連接Internet網(wǎng)絡(luò)；GPS和GPRS通訊接口電路，通過(guò)GPRS通訊模塊，無(wú)線連接Internet網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程服務(wù)器，以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和傳感器為核心，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)程設(shè)置獲取農(nóng)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境參數(shù)，并通過(guò)過(guò)GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或有線網(wǎng)絡(luò)連接Internet，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能監(jiān)控和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)分析，解決了農(nóng)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)等問(wèn)題，可以通過(guò)無(wú)線和有線連接Internet網(wǎng)絡(luò)，使用方便靈活。
【專利說(shuō)明】—種具有網(wǎng)絡(luò)接口電路的農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有網(wǎng)絡(luò)接口電路的農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置，屬于農(nóng)業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]農(nóng)業(yè)環(huán)境是指農(nóng)業(yè)生物生存和發(fā)展的各種天然的和經(jīng)過(guò)人工改造的自然因素的總體，農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)就是利用物理、化學(xué)等手段監(jiān)測(cè)農(nóng)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)。長(zhǎng)期以來(lái)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)采用粗放式管理，以生產(chǎn)者的經(jīng)驗(yàn)對(duì)作物環(huán)境做出判斷，然后采取相應(yīng)的措施。隨著精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，越來(lái)越重視環(huán)境信息的采集，開(kāi)始采用土壤溫度，土壤濕度，光照等傳感器，但仍為人工離散的采集方式為主，工作量大，不能實(shí)時(shí)的，長(zhǎng)期的對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境做出判斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的問(wèn)題是針對(duì)以上問(wèn)題，提供一種農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置。
[0004]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種具有網(wǎng)絡(luò)接口電路的農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置，其特征在于:所述農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置包括電連接的控制電路、傳感器接口電路、網(wǎng)絡(luò)接口電路和GPS和GPRS通訊接口電路；
所述傳感器接口電路，與控制電路連接；
所述網(wǎng)絡(luò)接口電路，實(shí)現(xiàn)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接口或有線連接Internet網(wǎng)絡(luò)；
所述GPS和GPRS通訊接口電路，通過(guò)GPRS通訊模塊，無(wú)線連接Internet網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程服務(wù)器。
[0005]一種優(yōu)化方案，所述所述控制電路包括微處理器U1、移位寄存器U16，微處理器Ul的型號(hào)為STM32F107，微處理器Ul的94腳經(jīng)電阻R4接插接件J0，微處理器Ul的8腳與9腳之間接晶振XI，微處理器Ul的12腳與13腳之間接晶振X2，微處理器Ul的14腳接電阻Rl的一端、電容C5的一端，電阻Rl的另一端接電源，電容C5的另一端接地；
所述微處理器Ul的23腳接喚醒電路，喚醒電路包括電阻R3、電容C6和開(kāi)關(guān)K1，微處理器Ul的23腳接電阻R3的一端、電容C6的一端和開(kāi)關(guān)Kl的一端，電阻R3的另一端接電源，開(kāi)關(guān)Kl的另一端接地，電容C6的另一端接地；
所述移位寄存器U16的I腳接微處理器Ul的63腳，移位寄存器U16的2腳接微處理器Ul的61腳，移位寄存器U16的9腳接微處理器Ul的62腳。
[0006]進(jìn)一步地，所述網(wǎng)絡(luò)接口電路包括以太網(wǎng)收發(fā)器U12、RJ45接頭、電阻R55至電阻R74、電容C17至電容C21，以太網(wǎng)收發(fā)器U12的型號(hào)為DM9161AEP，RJ45接頭的型號(hào)為HR911105A，太網(wǎng)收發(fā)器U12的10腳接微處理器Ul的65腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的12腳接微處理器Ul的24腳、電阻R61的一端，電阻R61的另一端接微處理器Ul的67腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的32腳接電阻R57的一端、電阻R59的一端，電阻R57的另一端接微處理器Ul的66腳，電阻R59的另一端電源，太網(wǎng)收發(fā)器U12的25腳接電阻R58的一端、微處理器Ul的25腳，電阻R58的另一端接電源，太網(wǎng)收發(fā)器U12的24腳接微處理器Ul的16腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的37腳接微處理器Ul的32腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的29腳接微處理器Ul的33腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的28腳接微處理器Ul的34腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的21腳接微處理器Ul的48腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的20腳接微處理器Ul的51腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的19腳接微處理器Ul的52腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的3腳、4腳、7腳、8腳、11腳、13腳與RJ45接頭的3腳、6腳、I腳、2腳、10腳、11腳對(duì)應(yīng)連接。
[0007]進(jìn)一步地，所述GPS和GPRS通訊接口電路包括單通道限流配電開(kāi)關(guān)U13、收發(fā)器U17、電阻R75至電阻R78、電容C22、電容C23、電容C34至電容C37、插接件J12和插接件J13，單通道限流配電開(kāi)關(guān)U13的型號(hào)為TPS2041BDBV，收發(fā)器U17的型號(hào)為MAX3232，插接件J12用來(lái)連接GPRS通訊模塊，GPRS通訊模塊采用LT2302嵌入式GPRS DTU模塊，插接件J12的I腳接GPRS通訊模塊的0N/0FF端，插接件J12的2腳接GPRS通訊模塊的電源正極DC+,插接件J12的3腳接GPRS通訊模塊的電源負(fù)極DC-，插接件J12的4腳接GPRS通訊模塊的TTL電平串口接收TR，插接件J12的4腳接GPRS通訊模塊的TTL電平串口發(fā)送TT，插接件J12的4腳接GPRS模塊的準(zhǔn)備好信號(hào)LINK，插接件J12的I腳接電阻R75的一端、微處理器Ul的76腳，插接件J12的4腳接微處理器Ul的78腳，插接件J12的5腳接微處理器Ul的79腳，插接件J12的6腳接微處理器Ul的77腳、電阻R76的一端，電阻R76的另一端接電源。
[0008]進(jìn)一步地，所述插接件J13用來(lái)連接GPS通訊模塊，采用環(huán)球BR-355 GPS模塊，插接件J13的I腳接GPS通訊模塊的電源負(fù)極，插接件J13的2腳接GPS通訊模塊的RS-232串口發(fā)送TX，插接件J13的3腳接GPS通訊模塊的RS-232串口接收RX，插接件J13的4腳接GPS通訊模塊的電源正極，插接件Jl3的5腳接GPS通訊模塊的電源負(fù)極，插接件Jl3的2腳接收發(fā)器U17的13腳，插接件J13的3腳接收發(fā)器U17的14腳，插接件J13的4腳接單通道限流配電開(kāi)關(guān)U13的I腳、電容C22的一端、電容C23的一端，電容C22的另一端、電容C23的另一端接地，單通道限流配電開(kāi)關(guān)U13的4腳接微處理器Ul的85腳、電阻R77的一端，電阻R77的另一端接電源，收發(fā)器U17的11腳接微處理器Ul的80腳，收發(fā)器U17的12腳接微處理器Ul的83腳。
[0009]本發(fā)明采取以上技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點(diǎn):針對(duì)以上缺點(diǎn)，該裝置以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和傳感器技術(shù)為核心，適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)環(huán)境的智能化監(jiān)控。該裝置對(duì)有線和無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分布式管理，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)程設(shè)置獲取農(nóng)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境參數(shù)，并通過(guò)過(guò)GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或有線網(wǎng)絡(luò)連接Internet，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能監(jiān)控和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)分析。
[0010]該裝置解決了農(nóng)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)等問(wèn)題，可以通過(guò)無(wú)線和有線連接Internet網(wǎng)絡(luò)，使用方便靈活。特別是具有無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)接口，不僅使信息采集范圍大大擴(kuò)大，而且通過(guò)無(wú)線接口隨意增加環(huán)境參數(shù)種類。該方案對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)采用分布式管理，各種傳感器可以隨意組合，增加系統(tǒng)靈活性。各傳感器節(jié)點(diǎn)電源獨(dú)立控制，可以有效降低系統(tǒng)功耗，滿足野外長(zhǎng)期工作要求。
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]附圖1為本發(fā)明實(shí)施例中控制電路的電路框圖；
附圖2為本發(fā)明實(shí)施例中傳感器接口電路的電路原理圖； 附圖3為本發(fā)明實(shí)施例中氣壓傳感器接口電路、土壤溫度傳感器接口電路、空氣溫濕度傳感器接口電路的電路原理圖；
附圖4為本發(fā)明實(shí)施例中風(fēng)速傳感器接口電路、光照傳感器接口電路、土壤濕度傳感器接口電路的電路原理圖；
附圖5為本發(fā)明實(shí)施例中二氧化碳傳感器接口電路的電路原理圖；
附圖6為本發(fā)明實(shí)施例中蒸發(fā)量傳感器接口電路的電路原理圖；
附圖7為本發(fā)明實(shí)施例中降雨量傳感器接口電路的電路原理圖；
附圖8為本發(fā)明實(shí)施例中無(wú)線接口電路的電路原理圖；
附圖9為本發(fā)明實(shí)施例中網(wǎng)絡(luò)接口電路的電路原理圖；
附圖10為本發(fā)明實(shí)施例中電源電路的電路原理圖；
附圖11為本發(fā)明實(shí)施例中GPS和GPRS通訊接口電路的電路原理圖；
附圖12為附圖2中微處理器Ul的放大圖；
圖中，
1-控制電路，2-傳感器接口電路，3-無(wú)線接口電路，4-網(wǎng)絡(luò)接口電路，5-電源電路，6-氣壓傳感器接口電路，7- 土壤溫度傳感器接口電路，8-空氣溫濕度傳感器接口電路，9-風(fēng)速傳感器接口電路，10-光照傳感器接口電路，11-土壤濕度傳感器接口電路，12-二氧化碳傳感器接口電路，13-蒸發(fā)量傳感器接口電路，14-降雨量傳感器接口電路，15-無(wú)線發(fā)送接口電路，16-無(wú)線接收接口電路，17-電源開(kāi)關(guān)電路，18-穩(wěn)壓電路，19-充電電路，20-電量指示電路，21-GPS和GPRS通訊接口電路。
【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例，如圖1所示，一種具有網(wǎng)絡(luò)接口電路的農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置，包括電連接的控制電路1、傳感器接口電路2、無(wú)線接口電路3、網(wǎng)絡(luò)接口電路4和電源電路5。
[0014]控制電路I的作用:包括微處理器U1，是整個(gè)系統(tǒng)的核心，微處理器Ul采用STM32F107芯片，STM32F107是意法半導(dǎo)體公司推出的一款STM32互連型系列、內(nèi)核為ARMCortex-M3的32位高性能微控制器。負(fù)責(zé)系統(tǒng)調(diào)度，數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)裙δ堋?br> [0015]傳感器接口電路2的作用:是各種傳感器接口，包括有線傳感器節(jié)點(diǎn)及無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)。每個(gè)傳感器具有獨(dú)立電源，或者幾個(gè)傳感器共有一個(gè)獨(dú)立電源，每個(gè)獨(dú)立電源均可以獨(dú)立開(kāi)關(guān)，只在采集某個(gè)傳感器時(shí)，才打開(kāi)相應(yīng)電源，從而有效降低功耗，延長(zhǎng)電池使用壽命。每個(gè)傳感器接口均設(shè)置在線檢測(cè)信號(hào)，提高系統(tǒng)靈活性。傳感器接口電路2包括電連接的氣壓傳感器接口電路6、土壤溫度傳感器接口電路7、空氣溫濕度傳感器接口電路8、風(fēng)速傳感器接口電路9、光照傳感器接口電路10、土壤濕度傳感器接口電路11、二氧化碳傳感器接口電路12、蒸發(fā)量傳感器接口電路13、降雨量傳感器接口電路14。
[0016]無(wú)線接口電路3，包括無(wú)線發(fā)送接口電路15和無(wú)線接收接口電路16，無(wú)線發(fā)送接口電路15連接433MHz無(wú)線發(fā)射模塊，用于給無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送指令；無(wú)線接收接口電路16連接315MHz無(wú)線接收模塊，用于接收無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的采集數(shù)據(jù)。
[0017]網(wǎng)絡(luò)接口電路4的作用:實(shí)現(xiàn)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接口，可以有線連接Internet網(wǎng)絡(luò)，增加系統(tǒng)可靠性。
[0018]電源電路5的作用:是整個(gè)系統(tǒng)供電系統(tǒng)，具有蓄電池和市電供電功能，具有軟開(kāi)關(guān)機(jī)功能，保證關(guān)機(jī)狀態(tài)下零功耗。電源電路5包括電源開(kāi)關(guān)電路17、穩(wěn)壓電路18、充電電路19和電量指示電路20。
[0019]氣壓傳感器接口電路6，采用瑞士 INTERSEMA數(shù)字氣壓傳感器MS5540C，符合歐洲ROHS標(biāo)準(zhǔn)，具有低功耗，低電壓等特點(diǎn)。
[0020]土壤溫度傳感器接口電路7，連接美國(guó)DALLAS公司的DS18B20數(shù)字式溫度傳感器，接口帶有在線檢測(cè)功能，增加系統(tǒng)智能性。
[0021]空氣溫濕度傳感器接口電路8，連接SHTll濕度和溫度傳感器，SHTll是瑞士Sensirion公司生產(chǎn)的具有I2C總線接口的單片全校準(zhǔn)數(shù)字式相對(duì)濕度和溫度傳感器。該傳感器采用獨(dú)特的CMOSens TM技術(shù)，具有數(shù)字式輸出、免調(diào)試、免標(biāo)定、免外圍電路及全互換的特點(diǎn)。接口帶有在線檢測(cè)功能，增加系統(tǒng)智能性。
[0022]風(fēng)速傳感器接口電路9，用于連接EC-8SX —體化風(fēng)速風(fēng)向傳感器，增加系統(tǒng)可靠性，具有電平轉(zhuǎn)換電路。接口帶有在線檢測(cè)功能，增加系統(tǒng)智能性。
[0023]光照傳感器接口電路10，連接RY-G型光照強(qiáng)度傳感器，接收4_20mA電流環(huán)信號(hào)。接口帶有在線檢測(cè)功能，增加系統(tǒng)智能性。
[0024]土壤濕度傳感器接口電路11，連接TDR-3型土壤水分傳感器，接收電壓信號(hào)，具有信號(hào)調(diào)制功能。接口帶有在線檢測(cè)功能，增加系統(tǒng)智能性。
[0025]二氧化碳傳感器接口電路12，連接CMllOl NDIR紅外CO2傳感器，通過(guò)串口與系統(tǒng)相連，采用獨(dú)立電源，只在檢測(cè)時(shí)打開(kāi)電源，可有效降低功耗。接口帶有在線檢測(cè)功能，增加系統(tǒng)智能性。
[0026]蒸發(fā)量傳感器接口電路13，連接ZFLl型蒸發(fā)器，接收電壓信號(hào)，具有信號(hào)調(diào)制功能。采用獨(dú)立電源，只在檢測(cè)時(shí)打開(kāi)電源，可有效降低功耗。接口帶有在線檢測(cè)功能，增加系統(tǒng)智能性。
[0027]降雨量傳感器接口電路14，連接RY-YLH02降雨量傳感器，接收開(kāi)關(guān)量，接口帶有在線檢測(cè)功能，增加系統(tǒng)智能性。
[0028]電源開(kāi)關(guān)電路17，電源軟開(kāi)關(guān)機(jī)電路，可以有效保證關(guān)機(jī)狀態(tài)下零功耗，以及關(guān)機(jī)時(shí)系統(tǒng)重要數(shù)據(jù)不丟失。
[0029]穩(wěn)壓電路18，采用開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓芯片，提高轉(zhuǎn)換效率，降低發(fā)熱；充電電路19，電池充電及指示電路；電量指示電路20，通過(guò)檢測(cè)電池電壓，計(jì)算電池容量。具有檢測(cè)截止電路，可有效降低功耗。
[0030]GPS和GPRS通訊接口電路21，通過(guò)GPRS通訊模塊，無(wú)線連接Internet網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程服務(wù)器。
[0031]如圖2、圖12所示，控制電路I包括微處理器U1、移位寄存器U16，微處理器Ul的型號(hào)為STM32F107，微處理器Ul的94腳經(jīng)電阻R4接插接件J0，微處理器Ul的8腳與9腳之間接晶振XI，微處理器Ul的12腳與13腳之間接晶振X2，微處理器Ul的14腳接電阻Rl的一端、電容C5的一端，電阻Rl的另一端接電源，電容C5的另一端接地。
[0032]微處理器Ul的23腳接喚醒電路，喚醒電路包括電阻R3、電容C6和開(kāi)關(guān)K1，微處理器Ul的23腳接電阻R3的一端、電容C6的一端和開(kāi)關(guān)Kl的一端，電阻R3的另一端接電源，開(kāi)關(guān)Kl的另一端接地，電容C6的另一端接地。
[0033]微處理器Ul的14、72、76、77、89、90腳接插接件J1，插接件Jl用來(lái)連接調(diào)試設(shè)備以對(duì)微處理器Ul進(jìn)行調(diào)試。
[0034]移位寄存器U16構(gòu)成在線檢測(cè)電路，由八位并行輸入/串行輸出寄存器74LV165組成，移位寄存器U16的I腳接微處理器Ul的63腳，移位寄存器U16的2腳接微處理器Ul的61腳，移位寄存器U16的9腳接微處理器Ul的62腳，微處理器Ul通過(guò)移位寄存器U16輸入各傳感器的在線狀態(tài)。
[0035]如圖3所示，氣壓傳感器接口電路6包括氣壓模塊傳感器U3、電阻R14、電阻R15、電阻R16、電阻R17，氣壓模塊傳感器U3的型號(hào)為MS5540C，氣壓模塊傳感器U3的I腳接電阻R14的一端、微處理器Ul的15腳，電阻R14的另一端接電源，氣壓模塊傳感器U3的8腳接電阻R15的一端、微處理器Ul的18腳，電阻R15的另一端接電源,氣壓模塊傳感器U3的7腳接電阻R16的一端、微處理器Ul的17腳，電阻R16的另一端接電源，氣壓模塊傳感器U3的6腳接電阻R17的一端、微處理器Ul的26腳，電阻R17的另一端接電源,氣壓模塊傳感器U3的5腳接電源。
[0036]土壤溫度傳感器接口電路7包括電阻R18、電阻R19和插接件J2，插接件J2用來(lái)連接土壤溫度傳感器，土壤溫度傳感器的型號(hào)為DS18B20，插接件J2的I腳接傳感器的電源負(fù)極，插接件J2的2腳接傳感器信號(hào)，插接件J2的3腳接傳感器正極，插接件J2的4腳與移位寄存器U16的6腳連接，電阻R18的一端、電阻R19的一端接電源，電阻R18的另一端接插接件J2的4腳、移位寄存器U16的6腳，插接件J2的3腳接電源，電阻R19的另一端接插接件J2的2腳、微處理器Ul的2腳，插接件J2的I腳接地。
[0037]空氣溫濕度傳感器接口電路8包括電阻R20、電阻R21、電阻R22和插接件J3，插接件J3用來(lái)連接空氣溫濕度傳感器，空氣溫濕度傳感器的型號(hào)為SHT11，插接件J3的I腳接空氣溫濕度傳感器的電源負(fù)極，插接件J3的2腳接空氣溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)信號(hào)，插接件J3的3腳接空氣溫濕度傳感器的時(shí)鐘信號(hào)，插接件J3的4腳接空氣溫濕度傳感器的電源正極，插接件J3的5腳接空氣溫濕度傳感器的電源負(fù)極，電阻R20的一端、電阻R21的一端、電阻R22的一端接電源，電阻R20的另一端接插接件J3的5腳、移位寄存器U16的10腳，插接件J3的4腳接電源，電阻R21的另一端接插接件J3的3腳、微處理器Ul的4腳，電阻R22的另一端接插接件J3的2腳、微處理器Ul的5腳，插接件J3的I腳接地。
[0038]如圖4所示，風(fēng)速傳感器接口電路9包括雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5、電阻R24、電阻R25、電容Cll和插接件J4，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的型號(hào)為74LVC4245，插接件J4用來(lái)連接風(fēng)速風(fēng)向傳感器，風(fēng)速風(fēng)向傳感器采用EC-8SX—體化風(fēng)速風(fēng)向傳感器，插接件J4的I腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的風(fēng)向信號(hào)D0,插接件J4的2腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的風(fēng)向信號(hào)Dl,插接件J4的3腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的風(fēng)向信號(hào)D2，插接件J4的4腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的風(fēng)向信號(hào)D3，插接件J4的5腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的風(fēng)向信號(hào)D4，插接件J4的6腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的風(fēng)向信號(hào)D5，插接件J4的7腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的風(fēng)向信號(hào)D6，插接件J4的8腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的電源正極，插接件J4的9腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的電源負(fù)極，插接件J4的10腳空，插接件J4的11腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的風(fēng)速信號(hào)CP，插接件J4的11腳接接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的電源負(fù)極，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的I腳、2腳接電源和插接件J4的8腳，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的3腳、4腳、5腳、6腳、7腳、8腳、9腳與插接件J4的I腳、2腳、3腳、4腳、5腳、6腳、7腳一一對(duì)應(yīng)，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的10腳、插接件J4的11腳接電容Cll的一端、電阻R25的一端，電容Cll的另一端接地，電阻R25的另一端接電源，插接件J4的9腳經(jīng)電阻R24接電源，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的14腳接微處理器Ul的40腳，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的14腳接微處理器Ul的40腳，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的15腳接微處理器Ul的46腳，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的16腳接微處理器Ul的45腳，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的17腳接微處理器Ul的44腳，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的18腳接微處理器Ul的43腳，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的19腳接微處理器Ul的41腳，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的20腳接微處理器Ul的39腳，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的21腳接微處理器Ul的38腳。
[0039]光照傳感器接口電路10包括運(yùn)算放大器U6、電阻R26、電阻R27、電阻R28、電阻R29、電阻R30和插接件J5，運(yùn)算放大器U6的型號(hào)為L(zhǎng)M358，插接件J5用來(lái)連接光照傳感器，光照傳感器采用RY-G型光照強(qiáng)度傳感器，插接件J5的4腳接光照傳感器的電源正極，插接件J5的3腳接光照傳感器的電源負(fù)極，插接件J5的2腳接光照傳感器的信號(hào)，插接件J5的I腳接光照傳感器的電源負(fù)極，運(yùn)算放大器U6的電源端接電源、插接件J5的4腳，運(yùn)算放大器U6的同相輸入端經(jīng)電阻R28接電阻R27的一端、插接件J5的2腳，電阻R27的另一端接地，電阻R30設(shè)置在運(yùn)算放大器U6的反相輸入端與輸出端之間，運(yùn)算放大器U6的反相輸入端經(jīng)電阻R29接地，插接件J5的I腳接電阻R26的一端、移位寄存器U16的12腳，電阻R26的另一端接電源，運(yùn)算放大器U6的輸出端接微處理器Ul的31腳。
[0040]土壤濕度傳感器接口電路11包括運(yùn)算放大器U7、電阻R31、電阻R32、電阻R33、電阻R34、電阻R35和插接件J6，運(yùn)算放大器U7的型號(hào)為L(zhǎng)M358，插接件J6用來(lái)連接土壤濕度傳感器，土壤濕度傳感器采用TDR-3型土壤水分傳感器，插接件J6的I腳接土壤濕度傳感器電源負(fù)極，插接件J6的2腳接土壤濕度傳感器信號(hào)，插接件J6的3腳接土壤濕度傳感器電源正極，插接件J6的4腳接土壤濕度傳感器電源負(fù)極，運(yùn)算放大器U7的同相輸入端經(jīng)電阻R33接電阻R32的一端、插接件J6的2腳，電阻R32的另一端接地，電阻R35設(shè)置在運(yùn)算放大器U7的反相輸入端與輸出端之間，運(yùn)算放大器U7的反相輸入端經(jīng)電阻R34接地，插接件J6的4腳接電阻R31的一端、移位寄存器U16的13腳，電阻R31的另一端接電源，運(yùn)算放大器U7的輸出端接微處理器Ul的30腳。
[0041]如圖5所示，二氧化碳傳感器接口電路12包括單通道限流配電開(kāi)關(guān)U8、電容C12、電容C13、電阻R36、電阻R37、電阻R38、電阻R39、三極管Ql和插接件J7，單通道限流配電開(kāi)關(guān)U8的型號(hào)為TPS2041BDBV，插接件J7用來(lái)連接二氧化碳傳感器，二氧化碳傳感器采用CMl 101 NDIR紅外CO2傳感器，插接件J7的I腳接CO2傳感器的電源正極，插接件J7的2腳接CO2傳感器的信號(hào)RX，插接件J7的3腳接CO2傳感器的信號(hào)TX，插接件J7的4腳接傳感器的電源正極，插接件J7的5腳接CO2傳感器的電源負(fù)極，單通道限流配電開(kāi)關(guān)U8的4腳接電阻R36的一端、微處理器Ul的96腳，電阻R36的另一端接電源，單通道限流配電開(kāi)關(guān)U8的I腳接電容C12的一端、電容C13的一端、插接件J7的I腳，電容C12的另一端、電容C13的另一端接地，插接件J7的2腳接微處理器Ul的92腳，插接件J7的3腳接微處理器Ul的93腳，插接件J7的4腳經(jīng)電阻R38接電阻R37的一端、三極管Ql的基極，三極管Ql的發(fā)射極、電阻R37的另一端接地，三極管Ql的集電極接移位寄存器U16的4腳、電阻R39的一端，電阻R39的另一端接地。
[0042]如圖6所示，蒸發(fā)量傳感器接口電路13包括運(yùn)算放大器U9、運(yùn)算放大器U10、電阻R40、電阻R41、電阻R42、電阻R43、電阻R44、三極管Q2和插接件J8，運(yùn)算放大器U9、運(yùn)算放大器UlO的型號(hào)為L(zhǎng)M358，插接件J8用來(lái)連接蒸發(fā)量傳感器，蒸發(fā)量傳感器采用ZFLl型蒸發(fā)器，插接件J8的I腳接蒸發(fā)量傳感器的信號(hào)端，插接件J8的2腳接蒸發(fā)量傳感器的電源正極，插接件J8的3腳接蒸發(fā)量傳感器的電源負(fù)極，插接件J8的4腳接蒸發(fā)量傳感器的電源負(fù)極，三極管Q2的基極經(jīng)電阻R40接微處理器Ul的37腳，三極管Q2的集電極接電源，三極管Q2的發(fā)射極接運(yùn)算放大器U9的電源端、插接件J8的2腳，插接件J8的4腳接電阻R41的一端、移位寄存器U16的3腳，電阻R41的另一端接電源，插接件J8的I腳接運(yùn)算放大器U9的同相輸入端，運(yùn)算放大器U9的反相輸入端接其輸出端，運(yùn)算放大器U9的輸出端經(jīng)電阻R42接運(yùn)算放大器UlO的同相輸入端，電阻R44連接在運(yùn)算放大器UlO的反相輸入端與輸出端之間，運(yùn)算放大器UlO的反相輸入端經(jīng)電阻R43接地，運(yùn)算放大器UlO的輸出端接微處理器Ul的36腳。
[0043]如圖7所示，降雨量傳感器接口電路14包括電容C14、電阻R45、電阻R46、電阻R47和插接件J9，插接件J9用來(lái)連接降雨量傳感器，降雨量傳感器采用RY-YLH02降雨量傳感器，插接件J9的I腳接降雨量傳感器的電源負(fù)極，插接件J9的I腳接降雨量傳感器的電源正極，插接件J9的3腳接降雨量傳感器的電源負(fù)極，插接件J9的3腳接電阻R45的一端、移位寄存器U16的14腳，電阻R45的另一端接電源，插接件J9的2腳接電阻R46的一端、電阻R47的一端、電容C14的一端，電阻R46的另一端接電源，電容C14的另一端接地，電阻R47的另一端接微處理器Ul的42腳。
[0044]如圖8所示，無(wú)線接口電路3包括單通道限流配電開(kāi)關(guān)Ul1、電阻R48、電容C14、電容C15、無(wú)線發(fā)送接口電路15和無(wú)線接收接口電路16，單通道限流配電開(kāi)關(guān)Ull的型號(hào)為TPS2041BDBV，單通道限流配電開(kāi)關(guān)Ull的4腳接微處理器Ul的I腳，單通道限流配電開(kāi)關(guān)Ull的I腳即輸出端接電容C14的一端、電容C15的一端，電容C14的另一端、電容C15的另
一端接地。
[0045]無(wú)線發(fā)送接口電路15包括電阻R49、電阻R50、三極管Q3和插接件J10，插接件JlO用來(lái)連接無(wú)線發(fā)射模塊，采用433MHz無(wú)線發(fā)射模塊，插接件JlO的I腳接無(wú)線發(fā)射模塊電源正極，插接件JlO的2腳接無(wú)線發(fā)射模塊數(shù)據(jù)端，插接件JlO的3腳接無(wú)線發(fā)射模塊電源負(fù)極，三極管Q3的集電極接電阻R50的一端、插接件JlO的I腳，電阻R50的另一端接單通道限流配電開(kāi)關(guān)Ull的I腳、插接件JlO的2腳，三極管Q3的基極經(jīng)電阻R49接微處理器Ul的29腳，三極管Q3的發(fā)射極接地。
[0046]無(wú)線接收接口電路16包括電阻R51、電阻R52、電阻R53、電阻R54、三極管Q4和插接件Jll，插接件Jll用來(lái)連接無(wú)線接收模塊，采用315MHZ無(wú)線接收模塊，插接件Jll的I腳接無(wú)線接收模塊電源正極，插接件Jll的2腳接無(wú)線接收模塊數(shù)據(jù)端，插接件Jll的3腳空，插接件Jll的4腳接無(wú)線發(fā)射接收模塊電源負(fù)極，三極管Q4的集電極接電阻R51的一端、電阻R52的一端，電阻R51的另一端接微處理器Ul的98腳，電阻R52的另一端接電源，三極管Q4的發(fā)射極接地，三極管Q4的基極接電阻R53的一端、電阻R54的一端，電阻R53的另一端接地，電阻R54的另一端接插接件Jll的2腳，插接件Jll的I腳接單通道限流配電開(kāi)關(guān)Ull的I腳。
[0047]在距離采集控制裝置較近處采用土壤濕度傳感器接口電路11連接TDR-3型土壤水分傳感器來(lái)檢測(cè)土壤濕度；而在較遠(yuǎn)處則采用無(wú)線接口電路3連接無(wú)線發(fā)射模塊、無(wú)線接收模塊，無(wú)線發(fā)射接收模塊連接土壤濕度傳感器來(lái)檢測(cè)土壤濕度。
[0048]由于無(wú)線發(fā)射模塊與無(wú)線接收模塊的頻率不同，避免了發(fā)射、接收無(wú)線信號(hào)的相互干擾，土壤濕度傳感器連接無(wú)線發(fā)射接收模塊，無(wú)線發(fā)射接收模塊接收無(wú)線發(fā)射模塊發(fā)出的433MHZ信號(hào)，控制土壤濕度傳感器工作，將檢測(cè)到的濕度信息通過(guò)無(wú)線發(fā)射接收模塊的415MHZ信號(hào)發(fā)射，無(wú)線接收模塊接收該信號(hào)。
[0049]如圖9所示，網(wǎng)絡(luò)接口電路4包括以太網(wǎng)收發(fā)器U12、RJ45接頭、電阻R55至電阻R74、電容C17至電容C21，以太網(wǎng)收發(fā)器U12的型號(hào)為DM9161AEP，RJ45接頭的型號(hào)為HR911105A，太網(wǎng)收發(fā)器U12的10腳接微處理器Ul的65腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的12腳接微處理器Ul的24腳、電阻R61的一端，電阻R61的另一端接微處理器Ul的67腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的32腳接電阻R57的一端、電阻R59的一端，電阻R57的另一端接微處理器Ul的66腳，電阻R59的另一端電源，太網(wǎng)收發(fā)器U12的25腳接電阻R58的一端、微處理器Ul的25腳，電阻R58的另一端接電源，太網(wǎng)收發(fā)器U12的24腳接微處理器Ul的16腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的37腳接微處理器Ul的32腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的29腳接微處理器Ul的33腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的28腳接微處理器Ul的34腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的21腳接微處理器Ul的48腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的20腳接微處理器Ul的51腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的19腳接微處理器Ul的52腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的3腳、4腳、7腳、8腳、11腳、13腳與RJ45接頭的3腳、6腳、I腳、2腳、10腳、11腳對(duì)應(yīng)連接。
[0050]如圖10所示，電源電路5包括電源開(kāi)關(guān)電路17、穩(wěn)壓電路18、充電電路19和電量指示電路20。
[0051]電源開(kāi)關(guān)電路17包括電阻R87、電阻R88、電阻R89、二極管D1、二極管D2、電容C26、開(kāi)關(guān)K2和三極管Q7，電阻R87的一端接電源，電阻R87的另一端接二極管Dl的正極、微處理器Ul的58腳，二極管Dl的負(fù)極接二極管D2的負(fù)極并經(jīng)并聯(lián)的電容C26、開(kāi)關(guān)K2后接地，二極管D2的正極接電阻R88的一端、穩(wěn)壓電路18，電阻R88的另一端接三極管Q7的集電極，三極管Q7的基極經(jīng)電阻R89接微處理器Ul的57腳，三極管Q7的發(fā)射極接地。
[0052]穩(wěn)壓電路18包括電阻R90、電容C27、電容C28、電容C29、電容C30、電容C31、電容C32、電容C33、二極管D5、線圈L、穩(wěn)壓器U14和調(diào)壓器U15，穩(wěn)壓器U14的型號(hào)為L(zhǎng)M2576T-5.0，調(diào)壓器 U15 的型號(hào)為 LM1117。
[0053]充電電路19包括電阻R83、電阻R84、電阻R85、電阻R86、電容C24、電容C25、二極管D3、二極管D4、三極管Q5、鋰電池BT2和插接件J14，插接件J14用來(lái)接外接電源，電阻R86的一端接電源，電阻R86的另一端接微處理器Ul的59腳、三極管Q5的集電極，三極管Q5的發(fā)射極接地，三極管Q5的基極經(jīng)電阻R84接電阻R83的一端、電阻R85的一端，電阻R83的另一端接地，電阻R85的另一端接插接件J14的2腳、電容C24的一端、電容C25的一端、二極管D3的正極，二極管D3的負(fù)極接鋰電池BT2的正極、二極管D4的正極，電容C24的另一端、電容C25的另一端、鋰電池BT2的負(fù)極接地，二極管D4的負(fù)極接12V電源。
[0054]電量指示電路20包括電阻R79、電阻R80、電阻R81、電阻R82、二極管D4、三極管Q6，三極管Q6的集電極接12V電源，三極管Q6的基極經(jīng)電阻R79接微處理器Ul的60腳，三極管Q6的發(fā)射極經(jīng)電阻R81接電阻R80的一端、電阻R82的一端，電阻R82的另一端接地。
[0055]如圖11所示，GPS和GPRS通訊接口電路21包括單通道限流配電開(kāi)關(guān)U13、收發(fā)器U17、電阻R75至電阻R78、電容C22、電容C23、電容C34至電容C37、插接件J12和插接件J13，單通道限流配電開(kāi)關(guān)U13的型號(hào)為TPS2041BDBV，收發(fā)器U17的型號(hào)為MAX3232，插接件J12用來(lái)連接GPRS通訊模塊，GPRS通訊模塊采用LT2302嵌入式GPRS DTU模塊，插接件J12的I腳接GPRS通訊模塊的ON/OFF端，插接件J12的2腳接GPRS通訊模塊的電源正極DC+,插接件J12的3腳接GPRS通訊模塊的電源負(fù)極DC-，插接件J12的4腳接GPRS通訊模塊的TTL電平串口接收TR，插接件J12的4腳接GPRS通訊模塊的TTL電平串口發(fā)送TT，插接件J12的4腳接GPRS模塊的準(zhǔn)備好信號(hào)LINK，插接件J12的I腳接電阻R75的一端、微處理器Ul的76腳，插接件J12的4腳接微處理器Ul的78腳，插接件J12的5腳接微處理器Ul的79腳，插接件J12的6腳接微處理器Ul的77腳、電阻R76的一端，電阻R76的另一端接電源。
[0056]插接件J13用來(lái)連接GPS通訊模塊，采用環(huán)球BR-355 GPS模塊，插接件J13的I腳接GPS通訊模塊的電源負(fù)極，插接件J13的2腳接GPS通訊模塊的RS-232串口發(fā)送TX，插接件J13的3腳接GPS通訊模塊的RS-232串口接收RX，插接件J13的4腳接GPS通訊模塊的電源正極，插接件J13的5腳接GPS通訊模塊的電源負(fù)極，插接件J13的2腳接收發(fā)器U17的13腳，插接件J13的3腳接收發(fā)器U17的14腳，插接件J13的4腳接單通道限流配電開(kāi)關(guān)U13的I腳、電容C22的一端、電容C23的一端，電容C22的另一端、電容C23的另一端接地，單通道限流配電開(kāi)關(guān)U13的4腳接微處理器Ul的85腳、電阻R77的一端，電阻R77的另一端接電源，收發(fā)器U17的11腳接微處理器Ul的80腳，收發(fā)器U17的12腳接微處理器Ul的83腳。
[0057]開(kāi)機(jī)時(shí)，按下開(kāi)關(guān)K2，穩(wěn)壓器U14的5腳電平由二極管D2，開(kāi)關(guān)K2拉低，穩(wěn)壓器U14工作輸出5V電源，經(jīng)穩(wěn)壓器U15輸出3.3V電源，控制電路啟動(dòng)。控制電路啟動(dòng)后立即將0N0FF_P0WER位信號(hào)置高，三極管Q7導(dǎo)通，通過(guò)電阻R88維持穩(wěn)壓器U14的5腳為低電平，保持穩(wěn)壓電路18正常工作。當(dāng)關(guān)機(jī)時(shí)，按下開(kāi)關(guān)K2，0N0FF_Sff信號(hào)經(jīng)二極管Dl、開(kāi)關(guān)K2變低電平，控制電路檢測(cè)到后完成數(shù)據(jù)保存等工作，并且等開(kāi)關(guān)K2彈起后將0N0FF_P0WER位信號(hào)置低，三極管Q7截止，穩(wěn)壓器U14的5腳變高電平穩(wěn)壓電路18停止工作，系統(tǒng)斷電。充電電路19實(shí)現(xiàn)電池充電指示功能，當(dāng)插接件J14接入市電后，三極管Q5導(dǎo)通Power_SW信號(hào)變低，當(dāng)插接件J14斷電后三極管Q5截止，Power_SW信號(hào)變高，控制電路通過(guò)檢測(cè)Power_Sff信號(hào)電平，指示充電狀態(tài)，二極管D3、二極管D4均采用低壓降二極管，降低電源損耗。電量指示電路20通過(guò)采集電池電壓計(jì)算電池剩余容量，需采集電池時(shí)，控制電路置高Batter_Power信號(hào)電平，三極管Q6導(dǎo)通，控制電路通過(guò)A/D 口采集Batter_AD點(diǎn)電壓。平時(shí)控制電路置低Batter_PoWer信號(hào)電平，三極管Q6截止，電阻R81、電阻R82不分流，降低電池?fù)p耗。
[0058]控制電路包括STM32F107及其配套器件，晶振Xl為低頻晶振，與鋰電池BTl —起供微處理器Ul內(nèi)部RTC電路工作，為系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘，晶振X2為高頻時(shí)鐘是Ul的工作時(shí)鐘，電阻R1、電容C5組成系統(tǒng)的上電復(fù)位電路，電阻R3、電容C6、開(kāi)關(guān)Kl組成喚醒電路，當(dāng)系統(tǒng)處于省電睡眠狀態(tài)時(shí)，用于喚醒系統(tǒng)，插接件J0、插接件Jl及其附件為控制電路的
編程，調(diào)試接口。
[0059]氣壓傳感器接口電路6為大氣壓傳感器接口，土壤溫度傳感器接口電路7為土壤溫度傳感器接口，空氣溫濕度傳感器接口電路8為空氣溫濕度傳感器接口，單通道限流配電開(kāi)關(guān)U2、電阻R13、電容C7、電容C8組成以上三種傳感器的供電電路，當(dāng)開(kāi)始采集其中之一傳感器時(shí)，控制電路I置CG3V3_Power信號(hào)為低電平，單通道限流配電開(kāi)關(guān)U2打開(kāi)，傳感器供電，開(kāi)始工作，采集完成后控制電路I置CG3V3_POWer信號(hào)為高電平，單通道限流配電開(kāi)關(guān)U2斷開(kāi)，傳感器停止工作，從而有效減低功耗。氣壓傳感器接口電路6為大氣壓傳感器接口，MS5540C通過(guò)I2C總線與微處理器Ul通訊，將大氣壓數(shù)字信號(hào)傳送給微處理器Ul。土壤溫度傳感器接口電路7為土壤溫度傳感器接口，采用DS18B20，通過(guò)TuWen_DATA —線與微處理器Ul通訊，Tuffen_Online為傳感器在線檢測(cè)信號(hào)，在傳感器端接電源負(fù)極，當(dāng)接入傳感器后，TUWen_Online變?yōu)榈碗娖剑駝t為高電平。微處理器Ul通過(guò)在線檢測(cè)電路檢測(cè)傳感器是否在線。土壤溫度傳感器接口電路7為土壤溫度傳感器接口，采用SHTl I，通過(guò)KongQi_clk, kongQi_DATA 二線制信號(hào)與微處理器Ul通訊,KongQi_Online為傳感器在線檢測(cè)信號(hào)，在傳感器端接電源負(fù)極，當(dāng)接入傳感器后，KongQi_Online變?yōu)榈碗娖?，否則為高電平。微處理器Ul經(jīng)在線檢測(cè)電路檢測(cè)傳感器是否在線。
[0060]風(fēng)速傳感器接口電路9為風(fēng)速風(fēng)向傳感器接口，光照傳感器接口電路10為光照強(qiáng)度傳感器接口，土壤濕度傳感器接口電路11為土壤濕度傳感器接口，單通道限流配電開(kāi)關(guān)U4、電阻R23、電容C9、電容ClO組成以上三種傳感器的供電電路，當(dāng)開(kāi)始采集其中之一傳感器時(shí)，控制電路I置CG5V_PoWer信號(hào)為低電平，單通道限流配電開(kāi)關(guān)U4打開(kāi)，傳感器供電，開(kāi)始工作，采集完成后控制電路I置CG5V_PoWer信號(hào)為高電平，單通道限流配電開(kāi)關(guān)U4斷開(kāi)，傳感器停止工作，從而有效減低功耗。風(fēng)速傳感器接口電路9為風(fēng)速風(fēng)向傳感器接口，米用EC-8SX —體化風(fēng)速風(fēng)向傳感器,傳感器信號(hào)通過(guò)雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5與微處理器Ul隔離，風(fēng)向信號(hào)采用格雷編碼，輸入微處理器Ul后通過(guò)譯碼得到風(fēng)向角度，風(fēng)速信號(hào)CP為脈沖信號(hào)，微處理器Ul通過(guò)測(cè)量脈沖頻率計(jì)算出風(fēng)速。Feng_0nline為傳感器在線檢測(cè)信號(hào)，在傳感器端接電源負(fù)極，當(dāng)接入傳感器后，F(xiàn)eng_0nline變?yōu)榈碗娖?，否則為高電平。微處理器Ul經(jīng)在線檢測(cè)電路檢測(cè)傳感器是否在線。光照傳感器接口電路10為光照強(qiáng)度傳感器接口，采用RY-G型光照強(qiáng)度傳感器，發(fā)送4-20mA電流環(huán)信號(hào)，電阻R27、電阻R28、電阻R29、電阻R30和運(yùn)算放大器U6組成信號(hào)調(diào)理電路，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為0-3V的電壓信號(hào)，通過(guò)微處理器Ul的A/D轉(zhuǎn)換接口測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度，計(jì)算出光照強(qiáng)度。GuagZhao_Online為傳感器在線檢測(cè)信號(hào)，在傳感器端接電源負(fù)極，當(dāng)接入傳感器后，GuagZha0_Online變?yōu)榈碗娖?，否則為高電平。微處理器Ul經(jīng)在線檢測(cè)電路檢測(cè)傳感器是否在線。土壤濕度傳感器接口電路11為土壤濕度傳感器接口，采用TDR-3 土壤水分傳感器，輸出0-2.5V電壓信號(hào)，電阻R32、電阻R33、電阻R34、電阻R35和運(yùn)算放大器U7組成信號(hào)調(diào)理電路，輸出0-3V電壓信號(hào)，通過(guò)微處理器Ul的A/D轉(zhuǎn)換接口測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度，計(jì)算出土壤含水量。TuShi_0nline為傳感器在線檢測(cè)信號(hào)，在傳感器端接電源負(fù)極，當(dāng)接入傳感器后，TuShi_0nline變?yōu)榈碗娖剑駝t為高電平。微處理器Ul經(jīng)在線檢測(cè)電路檢測(cè)傳感器是否在線。
[0061]二氧化碳傳感器接口電路12通過(guò)串口與微處理器Ul通訊，微處理器Ul通過(guò)串口取得CO2濃度。單通道限流配電開(kāi)關(guān)U8、電阻R36、電容C12、電容C13組成傳感器的供電電路，當(dāng)開(kāi)始采集傳感器時(shí)，控制電路I置C02_PoWer信號(hào)為低電平，單通道限流配電開(kāi)關(guān)U4打開(kāi)，傳感器供電，開(kāi)始工作，采集完成后控制電路I置C02_PoWer信號(hào)為高電平，單通道限流配電開(kāi)關(guān)U8斷開(kāi)，傳感器停止工作，從而有效減低功耗。C02_0nline為傳感器在線檢測(cè)信號(hào)，在傳感器端J7的4腳接電源正極，當(dāng)接入傳感器后，三極管Ql導(dǎo)通，C02_0nline變?yōu)榈碗娖剑駝t三極管Ql截止，C02_0nline為高電平。微處理器Ul經(jīng)在線檢測(cè)電路檢測(cè)傳感器是否在線。[0062]蒸發(fā)量傳感器接口電路13，ZFL1型蒸發(fā)器輸出0_20mV電壓信號(hào)。運(yùn)算放大器U9、運(yùn)算放大器U10、電阻R42、電阻R43、電阻R44組成信號(hào)調(diào)理電路，輸出0-3V電壓信號(hào)，通過(guò)微處理器Ul的A/D轉(zhuǎn)換接口測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度，計(jì)算出蒸發(fā)量。電阻R40、三極管Q2組成供電電路，當(dāng)開(kāi)始采集傳感器時(shí)，控制電路I置ZhengFa_P0Wer信號(hào)為高電平，三極管Q2導(dǎo)通，傳感器供電，開(kāi)始工作。采集完成后控制電路I置ZhengFa_Power信號(hào)為低電平,三極管Q2截止，傳感器停止工作，從而有效減低功耗。ZhengFa_Online為傳感器在線檢測(cè)信號(hào)，在傳感器端接電源負(fù)極，當(dāng)接入傳感器后，ZhengFa_Online變?yōu)榈碗娖?，否則為高電平。微處理器Ul經(jīng)在線檢測(cè)電路檢測(cè)傳感器是否在線。
[0063]降雨量傳感器接口電路14，降雨量傳感器采用RY-YLH02降雨量傳感器，輸出脈沖信號(hào)，經(jīng)電容C14、電阻R47濾波后輸入微處理器U1，微處理器Ul通過(guò)測(cè)量脈沖頻率計(jì)算出降雨量。
[0064]無(wú)線接口電路3連接無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)，無(wú)線接口采用發(fā)送接收雙頻率結(jié)構(gòu)，信息發(fā)送占用433MHz頻道，數(shù)據(jù)接收占用315MHz頻道。采用輪詢方式查詢各傳感器數(shù)據(jù)。無(wú)線發(fā)送接口電路15所示由電阻R49、電阻R50、三極管Q3與433MHz無(wú)線發(fā)射模塊組成無(wú)線發(fā)送接口，微處理器Ul通過(guò)WuXian_433發(fā)送調(diào)制信息，經(jīng)三極管Q3作電平轉(zhuǎn)化后，由433MHz無(wú)線發(fā)送模塊發(fā)送。無(wú)線接收接口電路16所示由電阻R51、電阻R52、電阻R53、電阻R54、三極管Q4和315MHz無(wú)線接收模塊組成無(wú)線接收接口，接收信號(hào)經(jīng)三極管Q4作電平轉(zhuǎn)換后，傳遞給微處理器U1，微處理器Ul對(duì)接收信號(hào)解調(diào)得到測(cè)量信息。單通道限流配電開(kāi)關(guān)Ul1、電阻R48、電容C14、電容C15組成該接口的供電電路，當(dāng)開(kāi)始通訊時(shí)，控制電路I置WuXian_P0Wer信號(hào)為低電平，單通道限流配電開(kāi)關(guān)Ull打開(kāi)，接口供電，開(kāi)始工作，通訊完成后控制電路I置WuXian_PoWer信號(hào)為高電平，單通道限流配電開(kāi)關(guān)Ull斷開(kāi)，接口停止工作，從而有效減低功耗。
[0065]有線網(wǎng)絡(luò)接口電路4實(shí)現(xiàn)裝置與Internet網(wǎng)絡(luò)的有線連接。DM916IAEP是一款完全集成的和符合成本效益單芯片快速以太網(wǎng)PHY，是一款常用的物理層收發(fā)器。HR911105A是帶網(wǎng)路變壓器的網(wǎng)絡(luò)插座，利用這套方案可以組成可靠，成本低廉的網(wǎng)絡(luò)接口。
[0066]GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接口由電阻R75、電阻R76和GPRS通訊模塊組成，GPRS通訊模塊通過(guò)TTL電平串口信號(hào)GPRS_RX，GPRS_TX與微處理器Ul相連，經(jīng)GPRS模塊與Internet連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能控制及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳送。微處理器Ul通過(guò)設(shè)置GPRS_0FF0N高低電平控制GPRS模塊上電或斷電。通過(guò)GPRS_LINK信號(hào)查詢模塊的工作狀態(tài)。
[0067]GPS接口電路由電阻R77、電阻R78、電容C22、電容C33、單通道限流配電開(kāi)關(guān)U13、收發(fā)器U17及GPS通訊模塊組成，用于接收裝置所在地的地理信息以及標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。微處理器Ul通過(guò)RS-232接口接收GPS通訊模塊信息。收發(fā)器U17為RS-232電平轉(zhuǎn)換電路。單通道限流配電開(kāi)關(guān)U13、電阻R77、電容C22、電容C23組成該接口的供電電路，當(dāng)開(kāi)始通訊時(shí)，控制電路I置GPS_PoWer信號(hào)為低電平，單通道限流配電開(kāi)關(guān)U13打開(kāi)，GPS通訊模塊開(kāi)始工作，通訊完成后控制電路I置GPS_PoWer信號(hào)為高電平，單通道限流配電開(kāi)關(guān)U13斷開(kāi)，GPS通訊模塊停止工作，從而有效減低功耗。GPS_0nline為GPS通訊模塊在線檢測(cè)信號(hào)，在傳感器端接電源負(fù)極，當(dāng)接入GPS通訊模塊后，GPS_0nline變?yōu)榈碗娖剑駝t為高電平。
[0068]以上僅是本發(fā)明的一種最優(yōu)化技術(shù)方案，本發(fā)明以上電路不是唯一的，其中的各個(gè)電路也可以采用其他形式，只要能夠?qū)崿F(xiàn)其功能即可。[0069]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，上述的【具體實(shí)施方式】只是示例性的，是為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更好的理解本
【發(fā)明內(nèi)容】
，不應(yīng)理解為是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。在本發(fā)明技術(shù)方案的啟示下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以不經(jīng)創(chuàng)造性勞動(dòng)，采用其它方式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，比如傳感器接口電路中數(shù)量的變化，以及無(wú)線接口電路的改變等，只要是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案所作的改進(jìn)，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種具有網(wǎng)絡(luò)接口電路的農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置，其特征在于:所述農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置包括電連接的控制電路(I)、傳感器接口電路(2)、網(wǎng)絡(luò)接口電路(4)和GPS和GPRS通訊接口電路(21); 所述傳感器接口電路(2)，與控制電路(I)連接； 所述網(wǎng)絡(luò)接口電路(4)，實(shí)現(xiàn)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接口或有線連接Internet網(wǎng)絡(luò)； 所述GPS和GPRS通訊接口電路(21 )，通過(guò)GPRS通訊模塊，無(wú)線連接Internet網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程服務(wù)器。
2.如權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置，其特征在于:所述所述控制電路(I)包括微處理器Ul、移位寄存器U16，微處理器Ul的型號(hào)為STM32F107，微處理器Ul的94腳經(jīng)電阻R4接插接件J0，微處理器Ul的8腳與9腳之間接晶振XI，微處理器Ul的12腳與13腳之間接晶振X2，微處理器Ul的14腳接電阻Rl的一端、電容C5的一端，電阻Rl的另一端接電源，電容C5的另一端接地； 所述微處理器Ul的23腳接喚醒電路，喚醒電路包括電阻R3、電容C6和開(kāi)關(guān)K1，微處理器Ul的23腳接電阻R3的一端、電容C6的一端和開(kāi)關(guān)Kl的一端，電阻R3的另一端接電源，開(kāi)關(guān)Kl的另一端接地，電容C6的另一端接地； 所述移位寄存器U16的I腳接微處理器Ul的63腳，移位寄存器U16的2腳接微處理器Ul的61腳，移位寄存器U16的9腳接微處理器Ul的62腳。
3.如權(quán)利要求2所述的農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置，其特征在于:所述網(wǎng)絡(luò)接口電路(4)包括以太網(wǎng)收發(fā)器U12、RJ45接頭、電阻R55至電阻R74、電容C17至電容C21，以太網(wǎng)收發(fā)器U12的型號(hào)為DM9161AEP，RJ45接頭的型號(hào)為HR911105A，太網(wǎng)收發(fā)器U12的10腳接微處理器Ul的65腳，太網(wǎng) 收發(fā)器U12的12腳接微處理器Ul的24腳、電阻R61的一端，電阻R61的另一端接微處理器Ul的67腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的32腳接電阻R57的一端、電阻R59的一端，電阻R57的另一端接微處理器Ul的66腳，電阻R59的另一端電源,太網(wǎng)收發(fā)器U12的25腳接電阻R58的一端、微處理器Ul的25腳，電阻R58的另一端接電源，太網(wǎng)收發(fā)器U12的24腳接微處理器Ul的16腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的37腳接微處理器Ul的32腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的29腳接微處理器Ul的33腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的28腳接微處理器Ul的34腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的21腳接微處理器Ul的48腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的20腳接微處理器Ul的51腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的19腳接微處理器Ul的52腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的3腳、4腳、7腳、8腳、11腳、13腳與RJ45接頭的3腳、6腳、I腳、2腳、10腳、11腳對(duì)應(yīng)連接。
4.如權(quán)利要求3所述的農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置，其特征在于:所述GPS和GPRS通訊接口電路(21)包括單通道限流配電開(kāi)關(guān)Ul3、收發(fā)器U17、電阻R75至電阻R78、電容C22、電容C23、電容C34至電容C37、插接件J12和插接件J13，單通道限流配電開(kāi)關(guān)U13的型號(hào)為TPS2041BDBV，收發(fā)器U17的型號(hào)為MAX3232，插接件J12用來(lái)連接GPRS通訊模塊，GPRS通訊模塊采用LT2302嵌入式GPRS DTU模塊，插接件J12的I腳接GPRS通訊模塊的ON/OFF端，插接件J12的2腳接GPRS通訊模塊的電源正極DC+，插接件J12的3腳接GPRS通訊模塊的電源負(fù)極DC-，插接件J12的4腳接GPRS通訊模塊的TTL電平串口接收TR，插接件J12的4腳接GPRS通訊模塊的TTL電平串口發(fā)送TT，插接件J12的4腳接GPRS模塊的準(zhǔn)備好信號(hào)LINK，插接件J12的I腳接電阻R75的一端、微處理器Ul的76腳，插接件J12的4腳接微處理器Ul的78腳，插接件J12的5腳接微處理器Ul的79腳，插接件J12的6腳接微處理器Ul的77腳、電阻R76的一端，電阻R76的另一端接電源。
5.如權(quán)利要求4所述的農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置，其特征在于:所述插接件J13用來(lái)連接GPS通訊模塊，采用環(huán)球BR-355 GPS模塊，插接件J13的I腳接GPS通訊模塊的電源負(fù)極，插接件J13的2腳接GPS通訊模塊的RS-232串口發(fā)送TX，插接件J13的3腳接GPS通訊模塊的RS-232串口接收RX，插接件J13的4腳接GPS通訊模塊的電源正極，插接件J13的5腳接GPS通訊模塊的電源負(fù)極，插接件J13的2腳接收發(fā)器U17的13腳，插接件J13的3腳接收發(fā)器U17的14腳，插接件J13的4腳接單通道限流配電開(kāi)關(guān)U13的I腳、電容C22的一端、電容C23的一端，電容C22的另一端、電容C23的另一端接地，單通道限流配電開(kāi)關(guān)U13的4腳接微處理器Ul的85腳、電阻R77的一端，電阻R77的另一端接電源，收發(fā)器U17的11腳接微處理器Ul的80`腳，收發(fā)器U17的12腳接微處理器Ul的83腳。
【文檔編號(hào)】H04L29/08GK103873563SQ201410068098
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】武蔚霞, 劉淑香, 杜連彩, 杜福田, 吳祥春, 鄭榮華, 馮衛(wèi)國(guó), 楊國(guó)華 申請(qǐng)人:山東安博儀器股份有限公司