基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的溫室大棚測(cè)控裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的溫室大棚測(cè)控裝置，包括ZigBee模塊和溫室環(huán)境參數(shù)采集模塊，該裝置還包括一個(gè)盒體，所述的ZigBee模塊設(shè)置在盒體中，該ZigBee模塊包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器、采集處理器和連接在采集處理器上的用于和溫室控制中心無線通信的ZigBee?RF收發(fā)器，采集處理器通過接口轉(zhuǎn)換單元與一個(gè)控制處理器連接，控制處理器通過驅(qū)動(dòng)電路連接有顯示器，顯示器設(shè)置在盒體的外表面上；所述的溫室環(huán)境參數(shù)采集模塊設(shè)置在溫室大棚中并通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器分別與采集處理器和控制處理器連接，在采集處理器和控制處理器上還連接有電源模塊。本裝置避免了有線傳輸方式的大規(guī)模布線，為溫室大棚測(cè)控裝置擴(kuò)展了監(jiān)控范圍和監(jiān)控功能。
【專利說明】基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的溫室大棚測(cè)控裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于無線傳感【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種溫室大棚環(huán)境參數(shù)多路監(jiān)測(cè)及特定 環(huán)境參數(shù)檢測(cè)的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的溫室大棚測(cè)控終端。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代溫室農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，溫室大棚測(cè)控的智能化需求也越來越大，無線傳 感技術(shù)在現(xiàn)代溫室農(nóng)業(yè)的應(yīng)用也應(yīng)運(yùn)而生。無線傳感技術(shù)的應(yīng)用實(shí)體是無線傳感網(wǎng)絡(luò)，無 線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)，通過無線通信方式形成 的一個(gè)多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。這種網(wǎng)絡(luò)以其低功耗、低成本、分布式和自組織抗毀性強(qiáng)等獨(dú)特優(yōu) 點(diǎn)；而且利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)組成的分布式監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)可以大大減少器件引線量，使得無線傳 感節(jié)點(diǎn)在由于環(huán)境復(fù)雜而不利于引線的部位方便地安裝與監(jiān)測(cè)；由于無線傳感節(jié)點(diǎn)具有局 域信號(hào)處理功能，大量節(jié)點(diǎn)構(gòu)成了一種并行分布式信息處理系統(tǒng)，大大提高監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn) 行速度及決策的可靠性和靈活性。
[0003]現(xiàn)有的溫室環(huán)境測(cè)控裝置中，采集節(jié)點(diǎn)大多數(shù)采用有線傳輸?shù)姆绞絺鬏?，采集?jié) 點(diǎn)的部署位置在一定程度上決定了信號(hào)傳輸線的長度，采集節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加勢(shì)必會(huì)增加信 號(hào)線的引線數(shù)量，同時(shí)，由于傳統(tǒng)的溫室大棚監(jiān)控裝置不能液晶顯示，使得溫室大棚監(jiān)測(cè)的 數(shù)據(jù)校正難及工作量非常大，因此，研究一種部署方便、環(huán)境參數(shù)實(shí)時(shí)顯示、且能夠保證傳 感器數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸?shù)臏厥覝y(cè)控裝置有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的溫室大棚測(cè)控裝置，該溫室大 棚測(cè)控裝置不但保證了溫室環(huán)境參數(shù)的多路的采集、處理、實(shí)時(shí)顯示及無線傳輸功能，而且 操作簡單，部署方便。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0006]基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的溫室大棚測(cè)控裝置，包括ZigBee模塊和溫室環(huán)境參數(shù)采集 模塊，該裝置還包括一個(gè)盒體，所述的ZigBee模塊設(shè)置在盒體中，該ZigBee模塊包括數(shù)模 轉(zhuǎn)換器、采集處理器和連接在采集處理器上的用于和溫室控制中心無線通信的ZigBee RF 收發(fā)器，采集處理器通過接口轉(zhuǎn)換單元與一個(gè)控制處理器連接，控制處理器通過驅(qū)動(dòng)電路 連接有顯示器，顯示器設(shè)置在盒體的外表面上；所述的溫室環(huán)境參數(shù)采集模塊設(shè)置在溫室 大棚中并通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器分別與采集處理器和控制處理器連接，在采集處理器和控制處理 器上還連接有電源模塊。
[0007]進(jìn)一步地，所述的環(huán)境參數(shù)采集模塊包括環(huán)境溫濕度檢測(cè)模塊、土壤溫濕度檢測(cè) 模塊、電壓檢測(cè)模塊、土壤含水量檢測(cè)模塊、冠層溫度檢測(cè)模塊，其中環(huán)境溫濕度檢測(cè)模塊 采用SHTlO型環(huán)境溫濕度傳感器，土壤溫濕度檢測(cè)模塊采用SHTll型溫濕度傳感器，電壓 檢測(cè)模塊采用采集處理器CC2530單片機(jī)內(nèi)部自帶的ADC轉(zhuǎn)換模塊，土壤含水量檢測(cè)模塊采 用TDR-4型土壤水分傳感器，冠層溫度檢測(cè)模塊采用IR660A型非接觸式紅外冠層溫度傳感器。
[0008]進(jìn)一步地，所述的ZigBee RF收發(fā)器是ZigBee新一代SOC芯片CC2530集成與IEEE802.15.4兼容的高性能無線收發(fā)器。
[0009]進(jìn)一步地，所述的接口轉(zhuǎn)換單元采用FT232RL型轉(zhuǎn)換芯片，在轉(zhuǎn)換芯片上還連接有用于實(shí)現(xiàn)ZigBee模塊和控制處理器程序燒寫的Mini USB接口。
[0010]進(jìn)一步地，所述的采集處理器和控制處理器上連接有一個(gè)鍵盤，該鍵盤設(shè)置在盒體的外表面上。
[0011]優(yōu)選地，所述的盒體的長為18cm,寬為IOcm,高為4cm。
[0012]優(yōu)選地，所述的采集處理器采用CC2530型單片機(jī)，所述的控制處理器采用STC12C5A60S2單片機(jī)，所述的顯示器采用IXD1602型IXD液晶顯示器。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0014]本實(shí)用新型采用無線傳感技術(shù)，數(shù)據(jù)的傳輸基于Zigbee協(xié)議的無線傳輸模式，避免了有線傳輸方式的大規(guī)模布線，降低了溫室大棚測(cè)控裝置布線的工作量和難度。同時(shí)，本實(shí)用新型借助通用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，為溫室大棚測(cè)控裝置擴(kuò)展了監(jiān)控范圍和監(jiān)控功能，滿足了人們對(duì)溫室環(huán)境特定參數(shù)的檢測(cè)、移動(dòng)監(jiān)測(cè)溫室環(huán)境參數(shù)及實(shí)時(shí)顯示檢測(cè)的溫室環(huán)境參數(shù)的要求，逐步實(shí)現(xiàn)溫室大棚測(cè)控裝置的網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可控性，以提高溫室大棚測(cè)控裝置的可靠性。另外，本實(shí)用新具有自組網(wǎng)、掉電重連、基于狀態(tài)機(jī)通信的功能，提高網(wǎng)絡(luò)的健壯性，便于網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是控制處理器的電路圖；
[0017]圖3a是外接電源供電模式的電路圖，圖3b是USB供電模式的電路圖，圖3c是外接電源適配器的電路圖；
[0018]圖4是接口轉(zhuǎn)換單元的電路圖；
[0019]圖5是環(huán)境參數(shù)采集模塊的電路圖；
[0020]圖6是顯示器的電路圖；
[0021 ] 圖7是驅(qū)動(dòng)電路的電路圖；
[0022]圖8是鍵盤電路的電路圖；
【具體實(shí)施方式】
[0023]本實(shí)用新型是一種獨(dú)立的溫室大棚多種環(huán)境參數(shù)測(cè)控裝置，其外觀體積為(長:寬:高18*10*4) CM3操作人員隨時(shí)隨地可以攜帶，通過觸發(fā)特定按鍵對(duì)溫室大棚內(nèi)多種環(huán)境參數(shù)(土壤溫濕度、冠層溫度等)的定向采集，并通過LCD液晶顯示器顯示，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
[0024]一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的溫室大棚測(cè)控裝置，包括ZigBee模塊和溫室環(huán)境參數(shù)采集模塊，該裝置還包括一個(gè)盒體，所述的ZigBee模塊設(shè)置在盒體中，該ZigBee模塊包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器、采集處理器和連接在采集處理器上的用于和溫室控制中心無線通信的ZigBeeRF收發(fā)器，采集處理器通過接口轉(zhuǎn)換單元與一個(gè)控制處理器連接，控制處理器通過驅(qū)動(dòng)電路連接有顯示器，顯示器設(shè)置在盒體的外表面上；所述的溫室環(huán)境參數(shù)采集模塊設(shè)置在溫 室大棚中并通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器分別與采集處理器和控制處理器連接，在采集處理器和控制處 理器上還連接有電源模塊。進(jìn)一步地，所述的環(huán)境參數(shù)采集模塊包括環(huán)境溫濕度檢測(cè)模塊、 土壤溫濕度檢測(cè)模塊、電壓檢測(cè)模塊、土壤含水量檢測(cè)模塊、冠層溫度檢測(cè)模塊。進(jìn)一步地， 所述的接口轉(zhuǎn)換單元采用FT232RL型轉(zhuǎn)換芯片，在轉(zhuǎn)換芯片上還連接有用于實(shí)現(xiàn)ZigBee模 塊和控制處理器程序燒寫的Mini USB接口 ；進(jìn)一步地，所述的采集處理器和控制處理器上 還連接有一個(gè)鍵盤，該鍵盤設(shè)置在所述盒體的外表面上。
[0025]本實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)連接圖見圖1所示，包括集成了數(shù)模轉(zhuǎn)換器、采集處理器 CC2530單片機(jī)和ZigBee RF收發(fā)器的ZigBee模塊、控制處理器STC12C5A60S2MCU模塊、電 源模塊、接口轉(zhuǎn)換單元、環(huán)境參數(shù)采集模塊、顯示器、驅(qū)動(dòng)電路和鍵盤。其中:
[0026]集成了 14-bit ADC數(shù)模轉(zhuǎn)換器、CC2530MCU和ZigBee RF收發(fā)器的ZigBee模塊，用 于與溫室大棚控制中心進(jìn)行無線數(shù)據(jù)通信，收發(fā)溫室控制中心發(fā)出的溫室環(huán)境參數(shù)控制指 令來控制多種傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集；同時(shí)，向控制中心反饋該ZigBee模塊的工作狀態(tài)；
[0027]STC12C5A60S2MCU，用于與CC2530MCU串行通訊，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)單片機(jī)之間數(shù)據(jù)的收發(fā) 功能；同時(shí)，控制顯示器的溫室大棚各種環(huán)境參數(shù)的顯示。
[0028]電源模塊，包括三種電壓模式，分別為USB供電模式、12V外接電源供電模式和12V 電源適配器供電模式。USB供電模式主要用于為ZigBee模塊和STC12C5A60S2MCU模塊燒寫 程序；12V外接電源供電模式和12V電源適配器供電模式主要用于為溫室大棚測(cè)控裝置提 供直流穩(wěn)壓電源，并為各類傳感器提供了 12V、5V和3.3V的DC工作電壓，在電源電路上接 有工作指示燈。
[0029]接口轉(zhuǎn)換單元，用于在實(shí)際測(cè)試時(shí)，實(shí)現(xiàn)ZigBee集成模塊和STC12C5A60S2MCU 模塊串口數(shù)據(jù)的收發(fā)功能，接口轉(zhuǎn)換單元中的Mini USB接口對(duì)ZigBee模塊和 STC12C5A60S2MCU模塊應(yīng)用程序的燒寫。
[0030]環(huán)境參數(shù)采集模塊，主要有環(huán)境溫濕度檢測(cè)模塊、土壤溫濕度檢測(cè)模塊、電壓檢測(cè) 模塊、土壤含水量檢測(cè)模塊、冠層溫度檢測(cè)模塊組成。分別置于溫室大棚的環(huán)境和土壤等 位置，用于采集環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、土壤溫度、土壤濕度、CC2530供電電壓、土壤含水量、冠 層溫度等七種參數(shù)的采集，環(huán)境溫濕度檢測(cè)則模塊采用的是數(shù)字式的SHTlO環(huán)境溫濕度傳 感器，土壤溫濕度檢測(cè)模塊采用的是數(shù)字式的SHTll溫濕度傳感器，SHTlO和SHTll溫濕度 傳感器都是基于CMOSensTM技術(shù)的新型溫濕度傳感器，將溫濕度傳感器、信號(hào)放大調(diào)理、A/ D轉(zhuǎn)換、12C總線接口全部集成為一體，可給出全校準(zhǔn)相對(duì)濕度及溫度輸出，具有可靠的CRC 數(shù)據(jù)傳輸校驗(yàn)功能。電壓檢測(cè)模塊采用的是CC2530內(nèi)部的ADC轉(zhuǎn)換模塊，該模塊包含一個(gè) 具有多達(dá)8個(gè)獨(dú)立配置通道的模擬多路轉(zhuǎn)換器，參考電壓發(fā)生器，并通過DMA將轉(zhuǎn)換結(jié)果寫 入存儲(chǔ)器。土壤含水量檢測(cè)模塊采用的是TDR-4 土壤水分傳感器，該傳感器是一款基于頻 域反射原理，利用高頻電子技術(shù)制造的高精度、高靈敏度的土壤水分傳感器。冠層溫度采集 模塊采用的是德國IR660A非接觸式紅外冠層溫度傳感器，該傳感器采用優(yōu)質(zhì)紅外感溫元 件，通過傳感器內(nèi)部軟件修正，在0-50度范圍內(nèi)表現(xiàn)出極好的線性和精度。內(nèi)含高精度信 號(hào)處理器，提供環(huán)境溫度補(bǔ)償功能。
[0031]顯示器，用于對(duì)溫室大棚內(nèi)各類環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)顯示，本實(shí)施例中采用IXD1602 型IXD液晶顯示器。[0032]驅(qū)動(dòng)電路，用于控制IXD液晶顯示器的開啟和關(guān)閉。
[0033]鍵盤，用于控制裝置的重新啟動(dòng)和溫室大棚內(nèi)特定環(huán)境參數(shù)的采集。
[0034]以下結(jié)合附圖對(duì)本裝置的各部分進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0035]圖2是本實(shí)用新型溫室大棚測(cè)控裝置的STC12C5A60S2MCU，單片機(jī)U6 (STC12C5A60S2)實(shí)現(xiàn)了與CC2530MCU的數(shù)據(jù)通訊，并為LCD液晶顯示器提供接口電路，實(shí)現(xiàn)了溫室多種環(huán)境參數(shù)的顯示功能。Pl?P4為十腳插針，將單片機(jī)的引腳引出，易于電路板的布線和引腳的擴(kuò)展，其端口 VCC與外圍電路VCC_5V相連，為STC125AS60S2MCU提供穩(wěn)定的工作電壓，端口 GND連接電路板GND，為電路板提供電壓參考平面，端口 P0.0?P0.7分別與外圍的IXD液晶顯示器的LCD_DB0?LCD_DB7相連，實(shí)現(xiàn)溫室多種環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)傳輸，端口 P2.0與液晶屏驅(qū)動(dòng)電路模塊的LCD_VCC_EN端口連接，使能LCD液晶屏驅(qū)動(dòng)電路模塊，端口 XTALl和端口 XTAL2與外圍22.1184MHZ的時(shí)鐘電路相連，為STC125AS60S2MCU模塊提供周期恒定的時(shí)鐘。端口 P3.0 (RXD)和端口 P3.1 (TXD)分別于USB轉(zhuǎn)串口模塊U5(FT232RL)的端口 TXD和端口 RXD相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在STC12C5A60S2MCU與PC機(jī)之間的串口通訊，端口 P4.7(RST)外接復(fù)位電路，實(shí)現(xiàn)外部按鍵觸發(fā)溫室測(cè)控裝置的按鍵復(fù)位功能。
[0036]如圖3所述的是為本裝置各部分提供直流穩(wěn)壓電源的電源模塊的電路圖，包括三種電壓模式，分別為USB供電模式、12V外接電源供電模式和12V電源適配器供電模式。如圖3a所示，在SW-DCINl端輸入12V外接直流電源，F(xiàn)l為500MA保險(xiǎn)絲，實(shí)現(xiàn)對(duì)本裝置中元器件的過流保護(hù)，D4(SS14) 二極管實(shí)現(xiàn)對(duì)電路電流的整流，Sffl和SW2為單刀雙擲開關(guān)，兩者都選擇12V供電模式(即SWl連通的1、2端，SW2連通1、2端)，再通過穩(wěn)壓模塊U3(AMS1117-5.0)低壓穩(wěn)壓器芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)12V DC到5V DC電壓的轉(zhuǎn)換，進(jìn)而為STC12C5A60S2MCU和TDR-4 土壤含水量傳感器提供穩(wěn)定的工作電壓。在USB_Power端輸A USB5V直流電源，C16和C17電容實(shí)現(xiàn)對(duì)電源電路的濾波，Sffl和SW2都選擇MiniUSB供電模式(即SWl連通的2、3端，SW2連通2、3端)，JlO是兩腳插針，當(dāng)其1、2端連通時(shí)，為STC12C5A60S2MCU和電路板提供了穩(wěn)定的工作電壓。如圖3b所示，連接VCC-5V或者USB_Power電源，通過穩(wěn)壓模塊Ul (AMS1117-3.3)低壓穩(wěn)壓器芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)5V DC到3.3V DC電壓的轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路，進(jìn)而為CC2530MCU、SHTlO環(huán)境溫濕度傳感器和SHTll 土壤溫濕度傳感器提供穩(wěn)定的工作電壓。如圖3c所示，J16為兩腳插針是外接12V DC電源的接口，J15(DC-23B)為外部電源適配器接口，D5為塑制硅整流器(IN4001)實(shí)現(xiàn)對(duì)電路電流的整流，為12V冠層溫度傳感器提供標(biāo)準(zhǔn)的工作電壓。
[0037]圖4是本實(shí)用新型中接口轉(zhuǎn)換單元的電路圖，實(shí)現(xiàn)了 USB接口轉(zhuǎn)串口和兩個(gè)單片機(jī)之間通信的功能。Jll為五腳插針，即Mini USB接口，端口 I接電源正極，端口 2和端口3分別接FT232RL型轉(zhuǎn)換芯片U5的USB數(shù)據(jù)信號(hào)端USBDM和USBDP端，端口 4、5接地。USB轉(zhuǎn)串口芯片U5 (FT232RL)的VCCIO和3V30UT端連接C19 (0.1uF)電容后接GND，實(shí)現(xiàn)電路的濾波，VCC接USB_Power電源為該芯片提供穩(wěn)定的工作電壓，TXD和RXD端用于數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收，RTS和CTS端用于FT232RL芯片與CC2530、STC12C5A60S2MCU的信號(hào)交換，其他引腳保留不用。
[0038]圖5是本實(shí)用新型的環(huán)境參數(shù)采集模塊電路圖，主要環(huán)境溫濕度檢測(cè)模塊、土壤溫濕度檢測(cè)模塊、電壓檢測(cè)模塊、土壤含水量檢測(cè)模塊、冠層溫度檢測(cè)模塊組成。J9為四腳插針是環(huán)境溫濕度傳感器，其端口 I連接3.3V電源接口為傳感器提供穩(wěn)定的工作電壓，端口 2與傳感器GND相連接地，端口 3與CC2530MCU的P0.6端相連接傳感器的數(shù)據(jù)輸入端， 端口 4與CC2530MCU的P0.7端相連接傳感器的時(shí)鐘信號(hào)輸入端JlO為四腳插針的溫濕度 傳感器，其端口 1、2、4連接方式同J9，端口 3與CC2530MCU的P0.0端相連接傳感器的數(shù)據(jù) 輸入端；J11為ADC轉(zhuǎn)換模塊，其端口 I與傳感器GND相連接地，端口 2與端口 3直接相連 接，端口 3與CC2530MCU的P0.4端相連接作為CC2530MCU工作電壓數(shù)據(jù)輸入端；J12為三 腳插針是土壤水分傳感器，其端口 I連接5V電源接口為傳感器提供穩(wěn)定的工作電壓，端口 2與傳感器GND相連接地，端口 3與CC2530MCU的P0.1端相連接傳感器的數(shù)據(jù)輸入端；J13 為四腳插針是紅外冠層溫度傳感器，其端口 I連接12V電源接口為傳感器提供標(biāo)準(zhǔn)的工作 電壓，端口 2和端口 3與傳感器電源地和信號(hào)地相連接GND。
[0039]圖6是本實(shí)用新型顯示器電路圖，利用IXD1(IXD1602)液晶顯示模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù) 的實(shí)時(shí)顯示。該顯示器安裝在盒體的外表面上，便于觀察。其端口 GND和端口 BLK接GND， 端口 VVC和端口 BLK都與5V DC電源接口 VCC_IXD相連負(fù)責(zé)給IXD1602液晶顯示模塊供 電，VO連接電阻RlO (IK)再接GND調(diào)整液晶顯示的對(duì)比度，端口 RS與STC12C5A60S2MCU的 P2.7引腳LCD_RS相連負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)/指令寄存器的選擇，端口 RW與STC12C5A60S2MCU的P2.6 弓丨腳LCD_Rff相連控制信號(hào)線的讀/寫操作，端口 E與STC12C5A60S2MCU的P2.5弓丨腳LCD_ E相連控制IXD顯示器的開啟和關(guān)閉，端口 DBO?DB7與STC12C5A60S2MCU的P0.1?P0.7 引腳LCD_DB0?LCD_DB7相連負(fù)責(zé)IXD顯示模塊的數(shù)據(jù)傳輸。
[0040]圖7是本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)電路的電路圖，用于驅(qū)動(dòng)IXD顯示器工作，端口 LCD_ VCC_EN與STC12C5A60S2MCU的P2.0引腳相連，通過電阻R12限流后，接入光電耦合器U4 (PC817)端口 I使能發(fā)光二極管，實(shí)現(xiàn)電路之間的信號(hào)傳輸，使前端的STC12C5A60S2MCU模 塊與負(fù)載LCD液晶顯示器完全隔離，增加安全性，減小電路干擾，簡化電路設(shè)計(jì)，端口 2與 GND連接，端口 3 (VCC_5V)與STC12C5A60S2MCU的VCC相連，為光電耦合器U4 (PC817)的 集電極提供穩(wěn)定的5V DC電壓，端口 4 (VCC_IXD)與電阻R13連接后接GND，為液晶顯示模 塊提供穩(wěn)定的工作電壓。
[0041]圖8是本實(shí)用新型的鍵盤電路的電路圖，除了通過溫室控制中心對(duì)ZigBee模塊發(fā) 出指令以采集環(huán)境信息以外，還可以通過鍵盤手動(dòng)輸入采集環(huán)境信息。J14為十腳排針鍵 盤，端口 I和端口 10連接電路板的GND，端口 2連接CC2530、STC12C5A60S2MCU的RESET端， 實(shí)現(xiàn)裝置的復(fù)位，端口 3與CC2530MCU的Pl.2端相連控制溫室土壤含水量的采集，端口 4 與CC2530MCU的Pl.3端相連控制溫室土壤溫濕度的采集，端口 5與CC2530MCU的Pl.4端 相連控制溫室環(huán)境溫濕度的采集，端口 6與CC2530MCU的Pl.5端相連控制溫室作物冠層溫 度的采集，端口 7與CC2530MCU的Pl.6端相連控制溫室測(cè)控裝置電池電壓檢測(cè)，端口 8與 端口 9分別與CC2530MCU的Pl.7端和P20端相連是功能擴(kuò)展保留位。
[0042]本實(shí)用新型采用無線傳感技術(shù)來控制溫室大棚內(nèi)多種環(huán)境參數(shù)的采集，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn) 代溫室農(nóng)業(yè)環(huán)境參數(shù)采集的無線化，與傳統(tǒng)的溫室大棚測(cè)控相比，節(jié)省了大量鋪設(shè)電纜線 的人力、物力，降低了溫室智能控制的成本。本裝置添加了 STC12C5A60S2MCU和IXD液晶顯 示器，實(shí)現(xiàn)了 ZigBee集成模塊與STC12C5A60S2MCU的數(shù)據(jù)的收發(fā)，并且完成了溫室大棚內(nèi) 多種溫室環(huán)境參數(shù)的定向采集和顯示功能。同時(shí)，本系統(tǒng)采用傳感器節(jié)點(diǎn)獲取精確的作物 環(huán)境和作物信息，為專家數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)做出精確地判斷提供了保障，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境的智 能化控制。另外，本系統(tǒng)也支持GSM功能，用手機(jī)發(fā)送控制指令，由短信交互模塊發(fā)出控制指令，操作多種溫室環(huán)境參數(shù)的采集或溫室多種環(huán)境參數(shù)的定點(diǎn)定向采集。用戶也可以攜帶溫室大棚測(cè)控裝置，通過觸發(fā)特定按鍵對(duì)溫室大棚內(nèi)多種環(huán)境參數(shù)(土壤溫濕度、冠層溫度等)的定向采集，并通過LCD液晶顯示器顯示，操作簡單，界面簡潔，有利于對(duì)采集的溫室環(huán)境參數(shù)進(jìn)行定點(diǎn)定向的校對(duì)。
【權(quán)利要求】
1.基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的溫室大棚測(cè)控裝置，包括ZigBee模塊和溫室環(huán)境參數(shù)采集模塊，其特征在于，該裝置還包括一個(gè)盒體，所述的ZigBee模塊設(shè)置在盒體中，該ZigBee模塊包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器、采集處理器和連接在采集處理器上的用于和溫室控制中心無線通信的ZigBee RF收發(fā)器，采集處理器通過接口轉(zhuǎn)換單元與一個(gè)控制處理器連接，控制處理器通過驅(qū)動(dòng)電路連接有顯示器，顯示器設(shè)置在盒體的外表面上；所述的溫室環(huán)境參數(shù)采集模塊設(shè)置在溫室大棚中并通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器分別與采集處理器和控制處理器連接，在采集處理器和控制處理器上還連接有電源模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的溫室大棚測(cè)控裝置，其特征在于，所述的采集處理器采用CC2530型單片機(jī)，所述的控制處理器采用STC12C5A60S2單片機(jī)，所述的顯示器采用IXD1602型IXD液晶顯示器。
3.如權(quán)利要求2所述的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的溫室大棚測(cè)控裝置，其特征在于，所述的環(huán)境參數(shù)采集模塊包括環(huán)境溫濕度檢測(cè)模塊、土壤溫濕度檢測(cè)模塊、電壓檢測(cè)模塊、土壤含水量檢測(cè)模塊、冠層溫度檢測(cè)模塊，其中環(huán)境溫濕度檢測(cè)模塊采用SHTlO型環(huán)境溫濕度傳感器，土壤溫濕度檢測(cè)模塊采用SHTll型溫濕度傳感器，電壓檢測(cè)模塊采用采集處理器CC2530單片機(jī)內(nèi)部自帶的ADC轉(zhuǎn)換模塊，土壤含水量檢測(cè)模塊采用TDR-4型土壤水分傳感器，冠層溫度檢測(cè)模塊采用IR660A型非接觸式紅外冠層溫度傳感器。
4.如權(quán)利要求1所述的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的溫室大棚測(cè)控裝置，其特征在于，所述的接口轉(zhuǎn)換單元采用FT232RL型轉(zhuǎn)換芯片，在轉(zhuǎn)換芯片上還連接有用于實(shí)現(xiàn)ZigBee模塊和控制處理器程序燒寫的Mini USB接口。
5.如權(quán)利要求1所述的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的溫室大棚測(cè)控裝置，其特征在于，所述的采集處理器和控制處理器上連接有一個(gè)鍵盤，該鍵盤設(shè)置在盒體的外表面上。
6.如權(quán)利要求1所述的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的溫室大棚測(cè)控裝置，其特征在于，所述的盒體的長為18cm,寬為IOcm,高為4cm。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK203414797SQ201320499340
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月15日
【發(fā)明者】徐楊, 李書琴, 陳保站, 蔚繼承 申請(qǐng)人:西北農(nóng)林科技大學(xué)