專利名稱：一種杏大棚環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種杏大棚環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)儀，具體地說是涉及一種利用溫度傳感器、濕度傳感器、二氧化碳濃度傳感器監(jiān)測(cè)杏樹生長(zhǎng)所處的溫室環(huán)境中溫度、濕度、CO2濃度，并通過GPS模塊獲得杏大棚所在地理位置和時(shí)間信息。能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境參數(shù)觸限自動(dòng)報(bào)警。通過USB接口與PC計(jì)算機(jī)接口，可將環(huán)境信息上傳至PC，通過PC配置儀器參數(shù)。屬于農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
溫室系統(tǒng)屬于半開放系統(tǒng)，溫室環(huán)境受外界氣候條件影響較大，因此溫室內(nèi)環(huán)境監(jiān)控成為溫室種植中至關(guān)重要的問題。特別是在杏樹溫室栽培過程中，環(huán)境中的溫度、濕度和CO2濃度作為杏樹生長(zhǎng)所需的關(guān)鍵環(huán)境因子，直接影響到杏樹栽培的成敗，因此準(zhǔn)確及時(shí)的掌握這些環(huán)境因子是杏樹溫室栽培的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的溫室作業(yè)中的環(huán)境參數(shù)檢測(cè)工作多數(shù)采用人工方式，利用傳統(tǒng)的檢測(cè)儀器和檢測(cè)方法來完成，這種方式不僅在數(shù)據(jù)采集過程中費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且不能夠準(zhǔn)確及時(shí)的得到所需的環(huán)境參數(shù)。目前也出現(xiàn)了一些環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器，但并非針對(duì)杏大棚環(huán)境監(jiān)測(cè)任務(wù)設(shè)計(jì)，往往只能夠?qū)厥噎h(huán)境中的某一環(huán)境因子進(jìn)行監(jiān)測(cè)，因此不能夠全面掌握杏樹生長(zhǎng)的關(guān)鍵環(huán)境因子的情況。
發(fā)明內(nèi)容為了避免通過傳統(tǒng)手段檢測(cè)杏大棚環(huán)境參數(shù)的繁瑣，以及克服當(dāng)前環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器在杏大棚環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用上的不足，本實(shí)用新型提供了一種杏大棚環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)儀，其所采取的技術(shù)方案為包括CPU模塊、CPLD譯碼模塊、溫濕度采集模塊、CO2濃度采集模塊、GPS模塊、薄膜按鍵面板模塊、液晶顯示模塊、語音報(bào)警模塊、聲光報(bào)警模塊、USB傳輸模塊和電源模塊，溫濕度采集模塊采集溫度和濕度并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，輸送至CPU模塊；CO2濃度采集模塊采集CO2濃度并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，輸送至CPU模塊；GPS模塊獲取地理信息數(shù)據(jù)以及日期時(shí)間信號(hào)，輸送至CPU模塊；薄膜按鍵面板模塊用于用戶輸入控制信息和設(shè)定工作參數(shù)，送往CPU模塊；液晶顯示模塊接收來自CPU模塊的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并在液晶顯示屏上予以顯示；語音報(bào)警模塊和聲光報(bào)警模塊接收來自CPU模塊的報(bào)警信號(hào)，分別以語音、聲光方式進(jìn)行報(bào)警；USB傳輸模塊用于CPU模塊與PC機(jī)的接口 ；CPLD譯碼模塊用于完成CPU模塊和其它模塊之間的地址譯碼；電源模塊為其它模塊提供工作電源。該環(huán)境監(jiān)測(cè)儀利用溫度傳感器、濕度傳感器、二氧化碳濃度傳感器監(jiān)測(cè)杏樹生長(zhǎng)所處的溫室環(huán)境中溫度、濕度、CO2濃度，通過GPS模塊獲得時(shí)間和所在地理位置信息，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境參數(shù)觸限后自動(dòng)語音和聲光報(bào)警，并可通過PC配置儀器參數(shù)，其采集到的環(huán)境信息上傳至PC，內(nèi)置充電鎳氫電池，無需外接電源。本實(shí)用新型的有益效果是I、本實(shí)用新型可以替代目前杏大棚環(huán)境參數(shù)采集作業(yè)中所需要的各種傳統(tǒng)儀器儀表，大大降低了采集環(huán)境參數(shù)的復(fù)雜度，提高了環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的效率；2、本實(shí)用新型可以監(jiān)測(cè)多種不同農(nóng)作物溫室環(huán)境狀況，通用性較強(qiáng)；3、本實(shí)用新型具有低功耗、輕巧便攜的優(yōu)點(diǎn)，便于測(cè)量人員的攜帶。

圖I是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。如圖I所示，本實(shí)用新型由CPU模塊、CPLD譯碼模塊、溫濕度采集模塊、CO2濃度采集模塊、GPS模塊、液晶顯示模塊、薄膜按鍵面板模塊、語音報(bào)警模塊、聲光報(bào)警模塊、USB傳輸模塊和電源模塊組成。所述的CPU模塊包括C8051F340單片機(jī)、JTAG接口、復(fù)位電路部分，主要用于流程控制、各個(gè)傳感器時(shí)序控制和數(shù)據(jù)讀取、中斷處理、USB傳輸控制、觸限判斷、液晶顯示。所述的CPLD譯碼模塊選用Xilinx公司的XC9536XLTQ44來實(shí)現(xiàn)，主要用于把8鍵式薄膜按鍵面板上每個(gè)按鍵所產(chǎn)生的開關(guān)信號(hào)進(jìn)行譯碼，轉(zhuǎn)換為一個(gè)中斷信號(hào)和一個(gè)按鍵代碼輸出，以使CPU能夠快速反應(yīng)并準(zhǔn)確識(shí)別按鍵。所述的溫濕度采集模塊選用Sensirion公司的溫濕度傳感器SHT71來實(shí)現(xiàn)，負(fù)責(zé)采集杏大棚環(huán)境中的溫度和濕度。所述的CO2濃度采集模塊選用深圳市新世聯(lián)科技有限公司的非擴(kuò)散紅外二氧化碳傳感器模塊6004來實(shí)現(xiàn)，負(fù)責(zé)采集杏大棚環(huán)境中的CO2濃度。所述的GPS模塊選用Leadtek公司的GPS模塊9543來實(shí)現(xiàn)，可通過GPS得到當(dāng)前時(shí)間信息以及所處地理位置信息(如經(jīng)度、緯度、高度)，其中當(dāng)前時(shí)間信息可作為環(huán)境參數(shù)信息采集時(shí)間，以方便環(huán)境參數(shù)信息的記錄和查詢。所述的液晶顯示模塊選用深圳市勤正達(dá)電子有限公司的128X64點(diǎn)陣的中文字庫液晶顯示模塊FM12864M-12L，用于本實(shí)用新型的環(huán)境參數(shù)信息和用戶操作提示的顯示。所述的薄膜按鍵面板模塊采用8鍵薄膜按鍵，所述的電源模塊為其它模塊提供工作電源。CPU模塊通過SPI或串口讀取所有傳感器采集到的環(huán)境參數(shù)信息后，隨后將這些信息保存到單片機(jī)片內(nèi)集成的Flash中，接著將各個(gè)環(huán)境參數(shù)與之前設(shè)定的環(huán)境參數(shù)報(bào)警上下限值進(jìn)行比較，判斷是否發(fā)生觸限現(xiàn)象(即采集到的環(huán)境參數(shù)信息大于報(bào)警上限值或小于報(bào)警下限值)以及產(chǎn)生語音聲光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)也可通過USB通信接口電纜將采集到的環(huán)境參數(shù)信息傳輸?shù)絇C計(jì)算機(jī)，用戶還可以利用液晶顯示模塊直接查看當(dāng)前環(huán)境參數(shù)信息。
權(quán)利要求1.一種杏大棚環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)儀，包括CPU模塊、CPLD譯碼模塊、溫濕度采集模塊、C02濃度采集模塊、GPS模塊、薄膜按鍵面板模塊、液晶顯示模塊、語音報(bào)警模塊、聲光報(bào)警模塊、USB傳輸模塊和電源模塊,其特征在于 溫濕度采集模塊采集溫度和濕度并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，輸送至CPU模塊； C02濃度采集模塊采集C02濃度并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，輸送至CPU模塊； GPS模塊獲取地理信息數(shù)據(jù)以及日期時(shí)間信號(hào)，輸送至CPU模塊； 薄膜按鍵面板模塊用于用戶輸入控制信息和設(shè)定工作參數(shù)，送往CPU模塊； 液晶顯示模塊接收來自CPU模塊的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并在液晶顯示屏上予以顯示； 語音報(bào)警模塊和聲光報(bào)警模塊接收來自(PU模塊的報(bào)警信號(hào)，分別以語音、聲光方式進(jìn)行報(bào)警； USB傳輸模塊用于CPU模塊與PC機(jī)的接口 ； CPLD譯碼模塊用于完成CPU模塊和其它模塊之間的地址譯碼； 電源模塊為其它模塊提供工作電源。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種杏大棚環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)儀，包括CPU模塊、CPLD譯碼模塊、溫濕度采集模塊、CO2濃度采集模塊、GPS模塊、薄膜按鍵面板模塊、液晶顯示模塊、語音報(bào)警模塊、聲光報(bào)警模塊、USB傳輸模塊和電源模塊，本實(shí)用新型可以替代目前杏大棚環(huán)境參數(shù)采集所需要的傳統(tǒng)儀器儀表，降低了環(huán)境參數(shù)采集工作的復(fù)雜度。
文檔編號(hào)G01D21/02GK202793456SQ20122036147
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者馮殿齊, 趙洪亮, 徐磊, 王玉山, 馮國(guó)金 申請(qǐng)人:泰安市泰山林業(yè)科學(xué)研究院, 山東科技大學(xué)