一種基于ios的農(nóng)田數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)田環(huán)境數(shù)據(jù)采集技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于1s的農(nóng)田數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]農(nóng)業(yè)具有地域分散、對(duì)象多樣、環(huán)境因子不確定等特點(diǎn)。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要依靠人的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，無法對(duì)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)全程進(jìn)行實(shí)時(shí)精準(zhǔn)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化生產(chǎn)?？焖佟⒂行Р杉兔枋鲇绊懽魑锷L(zhǎng)環(huán)境的空間變量信息，是實(shí)現(xiàn)精細(xì)農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)信息監(jiān)測(cè)主要依靠農(nóng)業(yè)技術(shù)人員實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)、A/D轉(zhuǎn)換、通過PC保存分析數(shù)據(jù)，或通過數(shù)傳電臺(tái)的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。這些方式有很多問題:由于農(nóng)業(yè)環(huán)境相對(duì)惡劣，嚴(yán)寒、高溫、高濕等氣候因素導(dǎo)致PC機(jī)無法正常工作；PC機(jī)因其體積較大、費(fèi)用較高、功耗低造成其性價(jià)比低；無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，即使使用數(shù)傳電臺(tái)，也會(huì)受到地形限制，距離僅限幾十公里之內(nèi)；無法實(shí)現(xiàn)24小時(shí)監(jiān)測(cè)。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外的研究大多數(shù)采用單片機(jī)作為微控制器，由于其自身性能局限性，使得系統(tǒng)功能擴(kuò)展時(shí)出現(xiàn)一些不可預(yù)知的調(diào)試問題。在數(shù)據(jù)傳輸中常采用電臺(tái)方式、GSM、GPRS等方式。電臺(tái)方式傳輸距離有限，需入網(wǎng)許可；GSM價(jià)格低廉，但傳輸速度慢；GPRS成本則太高。國(guó)內(nèi)已經(jīng)開發(fā)出的一些農(nóng)田生產(chǎn)管理系統(tǒng)產(chǎn)品，由于沒有解決農(nóng)田信息采集的空間變異、農(nóng)田灌溉、施肥等的智能診斷決策、渠系運(yùn)行管理知識(shí)模型構(gòu)建等瓶頸問題，使農(nóng)田生產(chǎn)管理系統(tǒng)產(chǎn)品缺乏實(shí)時(shí)性、時(shí)效性和有效性，與灌溉、施肥等自動(dòng)控制設(shè)備成為兩張皮，不能真正達(dá)到精確控制灌溉、施肥的目的。
[0004]因此，農(nóng)業(yè)環(huán)境的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控問題亟待解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種基于1s的農(nóng)田數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。其設(shè)計(jì)合理，功能齊全，成本低廉，操作方便，智能化程度較高，便于推廣使用。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種基于1s的農(nóng)田數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:包括微處理器模塊和與所述微處理器模塊連接的GPS模塊、上位機(jī)、嵌入式GIS設(shè)備和電源模塊，所述微處理器模塊通過通訊接口與驅(qū)動(dòng)電磁閥相連接，所述微處理器模塊還通過傳感器接口與PH值傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器和光照傳感器連接。
[0007]上述的一種基于1s的農(nóng)田數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述微處理器模塊為ARM微處理器。
[0008]上述的一種基于1s的農(nóng)田數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述GPS模塊用于得到精確的地理坐標(biāo)信息。
[0009]上述的一種基于1s的農(nóng)田數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述GIS設(shè)備為掌上電腦、PDA、智能手機(jī)任意一種。
[0010]上述的一種基于1s的農(nóng)田數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述微處理器模塊通過藍(lán)牙或WIFI與GIS設(shè)備通訊。
[0011]上述的一種基于1s的農(nóng)田數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述通訊接口為RS232、RS485、I2C、SPI 任意一種。
[0012]上述的一種基于1s的農(nóng)田數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)電磁閥用于驅(qū)動(dòng)田間的環(huán)境調(diào)控設(shè)備。
[0013]上述的一種基于1s的農(nóng)田數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述PH值傳感器為型號(hào)YBK10-WQ201 的 PH 傳感器。
[0014]上述的一種基于1s的農(nóng)田數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述光照傳感器為型號(hào)HA2003的光照傳感器。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0016]1、本發(fā)明應(yīng)用地理信息、空間數(shù)據(jù)處理、wif1、藍(lán)牙、1s等技術(shù)，建立土壤溫濕度、PH值得數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，進(jìn)行采集數(shù)據(jù)的分析處理和數(shù)據(jù)模型建立，研究水分監(jiān)測(cè)探頭布設(shè)的方式，為農(nóng)田生產(chǎn)管理系統(tǒng)的知識(shí)模型和決策模型建立可靠實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)支持。
[0017]2、本發(fā)明采用ARM、WIF1、藍(lán)牙的嵌入式農(nóng)田環(huán)境信息采集發(fā)送系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，降低功耗和成本，可靠性強(qiáng)，易于升級(jí)。
[0018]3、本發(fā)明可采用掌上電腦、PDA、智能手機(jī)等先進(jìn)設(shè)備遠(yuǎn)程自由對(duì)農(nóng)田環(huán)境信息進(jìn)行監(jiān)控，靈活性強(qiáng)，使用方便。
[0019]綜上所述，本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，功能齊全，成本低廉，使用方便，操作靈活，智能化程度較高，便于推廣使用。
[0020]下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]附圖標(biāo)記說明:
[0023]1-微處理器模塊；2_GPS模塊；3_上位機(jī)；4_嵌入式GIS設(shè)備；
[0024]5-電源模塊；6_通訊接口 ；7_驅(qū)動(dòng)電磁閥；8_傳感器接口 ；
[0025]9-PH值傳感器；10_溫度傳感器；11_濕度傳感器；12_光照傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0026]如圖1所示，本發(fā)明包括微處理器模塊1和與所述微處理器模塊1連接的GPS模塊2、上位機(jī)3、嵌入式GIS設(shè)備4和電源模塊5，所述微處理器模塊1通過通訊接口 6與驅(qū)動(dòng)電磁閥7相連接，所述微處理器模塊1還通過傳感器接口 8與PH值傳感器9、溫度傳感器10、濕度傳感器11和光照傳感器12連接。其中，PH值傳感器9插入地下監(jiān)測(cè)土壤酸堿度，濕度傳感器10埋在土壤中監(jiān)測(cè)土壤濕度，溫度傳感器10和光照傳感器12固定在地面上分別用于監(jiān)測(cè)地表溫度值和光照強(qiáng)度。
[0027]本實(shí)施例中，所述微處理器模塊1為ARM微處理器，自帶A/D和D/A轉(zhuǎn)換功能。
[0028]本實(shí)施例中，所述GPS模塊2用于得到精確的地理坐標(biāo)信息，它能實(shí)時(shí)提供經(jīng)度、緯度、高程等導(dǎo)航和定位信息，利用其功能，得出各個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，再通過數(shù)學(xué)方法計(jì)算出距離和面積。
[0029]本實(shí)施例中，所述GIS設(shè)備4為掌上電腦、PDA、智能手機(jī)任意一種，這些設(shè)備上安裝有1s操作系統(tǒng)，其架構(gòu)分四個(gè)層次:核心操作系統(tǒng)層、核心服務(wù)層、媒體層和可輕觸層。在這些設(shè)備上會(huì)安裝有相應(yīng)環(huán)境信息監(jiān)測(cè)軟件，用戶可以自由查詢實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。
[0030]本實(shí)施例中，所述微處理器模塊1通過藍(lán)牙或WIFI與GIS設(shè)備4通訊。微處理器模塊1和GIS設(shè)備4上均內(nèi)設(shè)有藍(lán)牙或WIFI通訊收發(fā)模塊。
[0031]本實(shí)施例中，所述通訊接口 6為RS232、RS485、I2C、SPI任意一種。
[0032]本實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)電磁閥7用于驅(qū)動(dòng)田間的環(huán)境調(diào)控設(shè)備，環(huán)境調(diào)控設(shè)備例如灌溉泵，自動(dòng)施肥管道，溫度調(diào)節(jié)器等。
[0033]本實(shí)施例中，所述PH值傳感器9為型號(hào)YBK10-WQ201的PH傳感器。
[0034]本實(shí)施例中，所述光照傳感器12為型號(hào)HA2003的光照傳感器。
[0035]實(shí)際使用過程中，PH值傳感器9、溫度傳感器10、濕度傳感器11和光照傳感器12實(shí)時(shí)采集田間環(huán)境數(shù)據(jù)，并通過傳感器接口 8將采集的信息發(fā)送給微處理器模塊1，同時(shí)GPS模塊2定位所采集數(shù)據(jù)的地理位置信息并發(fā)送給微處理器模塊1，經(jīng)過微處理器模塊1分析處理再發(fā)送到上位機(jī)3。上位機(jī)3安裝有田間環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件，將時(shí)間、地理坐標(biāo)、溫濕度、PH值信息對(duì)應(yīng)匯總，以供田間技術(shù)人員做專項(xiàng)研究，進(jìn)而做出田間管理決策。當(dāng)上位機(jī)3上的監(jiān)測(cè)軟件顯示的溫濕度、土壤PH值有任何異常時(shí)，農(nóng)業(yè)技術(shù)人員可以操作相應(yīng)控件，通過微處理器模塊1的合理調(diào)度，經(jīng)通訊接口 6傳送控制命令，控制驅(qū)動(dòng)電磁閥7驅(qū)動(dòng)田間的環(huán)境調(diào)控設(shè)備諸如灌溉泵或自動(dòng)施肥管道或溫度調(diào)節(jié)器工作，對(duì)田間實(shí)行灌溉、施肥、土壤調(diào)節(jié)等措施，使田間生態(tài)環(huán)境趨于合理，宜于作物生長(zhǎng)。
[0036]為應(yīng)對(duì)監(jiān)控環(huán)境惡劣導(dǎo)致的上位機(jī)3可能出現(xiàn)故障或者人員在遠(yuǎn)程監(jiān)控不便的情形，再附加GIS設(shè)備4諸如掌上電腦、PDA、智能手機(jī)對(duì)田間數(shù)據(jù)做監(jiān)測(cè)管理，GIS設(shè)備4上安裝的1s操作系統(tǒng)，界面簡(jiǎn)便且操作性強(qiáng)，可使用多點(diǎn)觸控直接操作，控制方法包括滑動(dòng)、輕觸開關(guān)和按鍵，與系統(tǒng)交互包括滑動(dòng)、輕按、擠壓和旋轉(zhuǎn)，通過藍(lán)牙或WIFI等通信方式無線控制田間環(huán)境調(diào)節(jié)設(shè)備工作，實(shí)現(xiàn)農(nóng)田環(huán)境無線監(jiān)測(cè)和控制。
[0037]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于1S的農(nóng)田數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是:包括微處理器模塊(1)和與所述微處理器模塊(1)連接的GPS模塊(2)、上位機(jī)(3)、嵌入式GIS設(shè)備(4)和電源模塊(5)，所述微處理器模塊(1)通過通訊接口(6)與驅(qū)動(dòng)電磁閥(7)相連接，所述微處理器模塊(1)還通過傳感器接口(8)與PH值傳感器(9)、溫度傳感器(10)、濕度傳感器(11)和光照傳感器(12)連接。2.按照權(quán)利要求1所述的一種基于1s的農(nóng)田數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是:所述微處理器模塊⑴為ARM微處理器。3.按照權(quán)利要求1所述的一種基于1s的農(nóng)田數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是:所述GPS模塊(2)用于得到精確的地理坐標(biāo)信息。4.按照權(quán)利要求1所述的一種基于1s的農(nóng)田數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是:所述GIS設(shè)備(4)為掌上電腦、PDA、智能手機(jī)任意一種。5.按照權(quán)利要求1所述的一種基于1s的農(nóng)田數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是:所述微處理器模塊(1)通過藍(lán)牙或WIFI與GIS設(shè)備(4)通訊。6.按照權(quán)利要求1所述的一種基于1s的農(nóng)田數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是:所述通訊接口 (6)為 RS232、RS485、I2C、SPI 任意一種。7.按照權(quán)利要求1所述的一種基于1s的農(nóng)田數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是:所述驅(qū)動(dòng)電磁閥(7)用于驅(qū)動(dòng)田間的環(huán)境調(diào)控設(shè)備。8.按照權(quán)利要求1所述的一種基于1s的農(nóng)田數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是:所述PH值傳感器(9)為型號(hào)YBK10-WQ201的PH傳感器。9.按照權(quán)利要求1所述的一種基于1s的農(nóng)田數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是:所述光照傳感器(12)為型號(hào)HA2003的光照傳感器。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于ios的農(nóng)田數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括微處理器模塊和與微處理器模塊連接的GPS模塊、上位機(jī)、嵌入式GIS設(shè)備和電源模塊，微處理器模塊通過通訊接口與驅(qū)動(dòng)電磁閥相連接，微處理器模塊還通過傳感器接口與PH值傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器和光照傳感器連接。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，功能齊全，成本低廉，使用方便，操作靈活，智能化程度較高，便于推廣使用。
【IPC分類】G01D21/02
【公開號(hào)】CN105277229
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410279701
【發(fā)明人】韓超
【申請(qǐng)人】韓超
【公開日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2014年6月20日