專利名稱：基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)作物生產(chǎn)智能測(cè)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)作物生產(chǎn)智能測(cè)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異，農(nóng)業(yè)面臨新的機(jī)遇。新概念和技術(shù)層出不窮如美 國(guó)提出的“智慧地球”，中國(guó)提出的“感知中國(guó)”等。2009年8月7日溫家寶總理在無(wú)錫視 察時(shí)，提出建立“中國(guó)傳感信息中心”，或者叫“感知中國(guó)”?！皞鞲芯W(wǎng)”、“物聯(lián)網(wǎng)”一時(shí)成為 熱詞。物聯(lián)網(wǎng)英文名稱叫“The Internet of things”，就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。物 聯(lián)網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)、人與設(shè)備的互聯(lián)-M2M: Machine to Machine, Man to Machine,等 等。物聯(lián)網(wǎng)主要包括“全面感知、可靠傳送、智能處理”三項(xiàng)功能，這為全面感知農(nóng)業(yè)、管理 農(nóng)業(yè)、智能決策提供了重要的發(fā)展機(jī)遇。為研發(fā)低成本、實(shí)用性強(qiáng)的農(nóng)作物生產(chǎn)智能測(cè)控產(chǎn) 品提供了廣闊的發(fā)展空間。實(shí)際上我國(guó)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村信息化發(fā)展已進(jìn)入了將信息技術(shù)作為實(shí)質(zhì)性要素參與到 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)民生活中每個(gè)環(huán)節(jié)，但與美國(guó)、歐盟、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)在農(nóng)業(yè)及農(nóng) 村信息技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用方面仍存較大差距，適合“三農(nóng)”的信息服務(wù)產(chǎn)品不足，缺乏低成 本、低技術(shù)門檻的農(nóng)業(yè)信息技術(shù)品種。在基于信息的智能裝備方面，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、 核心技術(shù)設(shè)備較少，且成本高，農(nóng)民難于承受，且不適合我國(guó)較小的經(jīng)營(yíng)規(guī)模，難于大面積 應(yīng)用。基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)作物生產(chǎn)智能測(cè)控系統(tǒng)的開發(fā)研究就是在此背景下完成的。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對(duì)以上不足之處，提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)作物生產(chǎn)智能測(cè)控系統(tǒng)，基 于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高性能農(nóng)作物生產(chǎn)全面感知、可靠傳送及智能處理。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)作物生產(chǎn)智能測(cè)控系統(tǒng)，包括a、信息采集終端包括微處理器，與微處理器連接有電源、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路及 檢測(cè)模塊電路，所述的檢測(cè)電路包括空氣溫濕度檢測(cè)模塊電路、土壤溫濕度模塊檢測(cè)電路、 風(fēng)速檢測(cè)模塊電路、作物生理信息檢測(cè)模塊電路、二氧化碳濃度檢測(cè)模塊電路、雨量檢測(cè)模 塊電路、土壤水分模塊檢測(cè)電路、土壤元素模塊檢測(cè)電路；b、信息傳輸終端包括傳輸單元，每個(gè)傳輸單元包括至少一個(gè)信息采集終端，與信 息采集終端通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)無(wú)線連接有遠(yuǎn)程上位機(jī)；C、智能控制終端包括微處理器板，所述的微處理器板包括微處理器以及與之連 接的時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、存儲(chǔ)器、鍵盤、顯示設(shè)備、電源；及外圍電路，所述的外圍電路包括 傳輸模塊和驅(qū)動(dòng)電路，所述的驅(qū)動(dòng)電路順次經(jīng)放大電路和隔離電路連接微處理器。上述的智能測(cè)控系統(tǒng)中，所述的信息采集終端上設(shè)有無(wú)線發(fā)射模塊電路；所述的 作物生理信息檢測(cè)模塊包括作物含水量檢測(cè)模塊和葉綠素含量模塊。上述的智能測(cè)控系統(tǒng)中，所述信息傳輸終端的每個(gè)傳輸單元上都設(shè)有一個(gè)本地上
3位機(jī)，本地上位機(jī)通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)關(guān)節(jié)點(diǎn)連接信息采集終端。上述的智能測(cè)控系統(tǒng)中，所述信息傳輸終端節(jié)點(diǎn)包括兩種，一種位于傳輸單元內(nèi) 連接信息采集終端與上位無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，另一種是連接遠(yuǎn)程上位機(jī)與傳輸單元的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。上述的智能測(cè)控系統(tǒng)中，所述信息傳輸終端的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)采用模塊化設(shè)計(jì)，其 包括微處理器板和與之連接的無(wú)線傳輸模塊和GPRS定位模塊；所述的微處理器板包括微 處理器以及與之連接的時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、存儲(chǔ)器和電源。上述的傳輸終端中，所述的智能控制終端的傳輸模塊為GPRS模塊或者無(wú)線傳輸 模塊，智能控制終端的微處理器板上連接有與上位計(jì)算機(jī)連接的接口電路。本發(fā)明的有益效果表現(xiàn)在農(nóng)業(yè)管理需要管理者在充分掌握信息和對(duì)有關(guān)情況進(jìn)行全面深刻分析的基礎(chǔ)上， 用科學(xué)的方法評(píng)估并選取合理的方案，即農(nóng)業(yè)管理的每一項(xiàng)職能都離不開科學(xué)精確的數(shù)據(jù) 信息支持。而本系統(tǒng)的信息采集終端不但能夠?qū)崟r(shí)采集農(nóng)田環(huán)境信息，而且在節(jié)省人力物 力以及提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的決策能力方面具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，其具體特點(diǎn)如下。(1)先 進(jìn)性在國(guó)內(nèi)同類系統(tǒng)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、設(shè)備、功能和技術(shù)指標(biāo)等方面具有先進(jìn)性；(2)可靠性 系統(tǒng)測(cè)控設(shè)備能夠滿足野外工作環(huán)境的要求并具有滿足農(nóng)業(yè)管理的可靠性指標(biāo)；(3)擴(kuò)展 性系統(tǒng)支持規(guī)模、測(cè)控對(duì)象數(shù)量、信息共享等方面的開放擴(kuò)展性，同時(shí)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)考慮 到預(yù)留一定的擴(kuò)展接口，以滿足發(fā)展的需要；(4)可推廣性，系統(tǒng)在開發(fā)過程中應(yīng)充分考慮 到不同地區(qū)農(nóng)業(yè)管理的特點(diǎn)，使系統(tǒng)具有更廣泛的適用性。(5)經(jīng)濟(jì)實(shí)用性針對(duì)本項(xiàng)目具 體條件和技術(shù)要求，考慮到系統(tǒng)的長(zhǎng)期運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，通過選用成熟適價(jià)的測(cè)控設(shè)備和自 己的研制、開發(fā)配套集成，使得設(shè)備的功能和技術(shù)指標(biāo)能夠平衡配合。針對(duì)農(nóng)田信息采集環(huán)境多變、復(fù)雜、覆蓋面積大、供電難度大等問題，本信息傳輸 終端在農(nóng)業(yè)大田環(huán)境中隨機(jī)部署無(wú)線傳感器多跳自組織網(wǎng)絡(luò)，利用網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)控制的傳感 器采集數(shù)據(jù)信息，并發(fā)送到遠(yuǎn)程用戶監(jiān)控系統(tǒng)，節(jié)點(diǎn)不但具備信息采集、處理、發(fā)送的功能 還兼為其他節(jié)點(diǎn)提供路由的功能，以方便實(shí)現(xiàn)一種分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)，并且實(shí)時(shí)地采集監(jiān) 控區(qū)域的農(nóng)田信息。不僅能夠能夠?qū)Υ筇镒龀稣w控制，而且還能對(duì)局部區(qū)域做出精細(xì)控 制，以區(qū)別與不同作物對(duì)環(huán)境的不同要求，以達(dá)到最大收益的目的。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中添加了本地上 位機(jī)時(shí)，由無(wú)線信息采集終端傳來(lái)的數(shù)據(jù)可以交付給本地上位機(jī)處理。當(dāng)沒有設(shè)置本地上 位機(jī)時(shí)，由無(wú)線信息采集終端采集到的數(shù)據(jù)通過無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)以及GPRS網(wǎng)絡(luò)或者是因特 網(wǎng)按照一定的路由算法傳輸?shù)竭h(yuǎn)程上位機(jī)中處理。上位機(jī)數(shù)據(jù)處理完成后，可以發(fā)送一組 控制命令給無(wú)線信息采集終端以控制其相應(yīng)的操作。當(dāng)系統(tǒng)工作于自動(dòng)模式時(shí)，可以根據(jù) 當(dāng)前數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)以及專家系統(tǒng)的數(shù)據(jù)等信息，做出智能判斷，然后自動(dòng)發(fā)出控制信號(hào)至 無(wú)線信息采集終端控制其完成一定的操作。當(dāng)系統(tǒng)工作于人工控制模式時(shí)，系統(tǒng)只會(huì)提供 參考信息，而控制信號(hào)則由用戶手動(dòng)控制發(fā)出。智能控制終端是自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心?？刂平K端接收信息采集終端發(fā)送來(lái)的信 息，并進(jìn)行處理，結(jié)合專家系統(tǒng)或智能算法實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的自動(dòng)控制。有多種信息接收方 式，即可通過GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息接收，也可通過無(wú)線采集網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)直接接收采集信 息。智能終端通過接口電路實(shí)現(xiàn)與上位計(jì)算機(jī)的連接，即可通過上位機(jī)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的自 動(dòng)調(diào)控，也可通過終端直接操作。由此可見，本農(nóng)業(yè)智能控制終端的發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)，可高效、精準(zhǔn)農(nóng)田管理，實(shí)現(xiàn)“全面感知、可靠傳送、智能處理”三項(xiàng)功能，其推廣應(yīng)用是對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)信息采集的一次重 大改革，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必由之路。該終端將具有技術(shù)先進(jìn)、功能較強(qiáng)、性能可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí) 用、易于推廣的顯著優(yōu)點(diǎn)，對(duì)推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展、緩解水肥資源緊缺等矛盾，具有重 大意義，為實(shí)現(xiàn)智能灌溉、變量施肥、器械導(dǎo)航、機(jī)械化自動(dòng)控制、及可追溯等打下堅(jiān)實(shí)的研 5^ 石出。
圖1為信息采集終端連接示意圖；圖2為信息采集終端電路具體連接示意圖；圖3為信息傳輸終端連接示意圖；圖4為信息傳輸終端電路具體連接示意圖；圖5為智能控制終端連接示意圖；圖6為智能控制終端電路具體連接示意圖。
具體實(shí)施方式
下述未述及的相關(guān)技術(shù)內(nèi)容均可采用或借鑒現(xiàn)有技術(shù)。一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)作物生產(chǎn)智能測(cè)控系統(tǒng)，由三部分組成信息采集終端、信息 傳輸終端和智能控制終端。所述的信息采集終端包括微處理器板以及與其連接的檢測(cè)模塊電路。如圖1所示，一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)采集終端，包括微處理器板以及與其連 接的電源、無(wú)線發(fā)射模塊111。所述的微處理器板使用處理器MSP430F149、時(shí)鐘電路8Μ和32Κ、復(fù)位電路ΜΑΧ811、 時(shí)鐘電路SD2303API、存儲(chǔ)器ATMC256型號(hào)。微處理器11是整個(gè)微處理器板的核心，協(xié)調(diào) 整個(gè)信息的采集、預(yù)處理及傳輸；時(shí)鐘電路可提供精確的年、月、日、時(shí)、分、秒等信息，并可 提供定時(shí)功能。與微處理器11連接有檢測(cè)模塊電路；其中所述的檢測(cè)電路包括空氣溫濕度檢測(cè) 模塊電路12、土壤溫濕度模塊檢測(cè)電路13、風(fēng)速檢測(cè)模塊電路14、作物生理信息檢測(cè)模塊 電路15、二氧化碳濃度檢測(cè)模塊電路17、雨量檢測(cè)模塊電路18、土壤水分模塊檢測(cè)電路19、 土壤元素模塊檢測(cè)電路110。
以下結(jié)合附圖2具體說(shuō)明本發(fā)明的連接關(guān)系測(cè)量土壤濕度的傳感器，通過插口座連接到CPU的P6. 5引腳上。本傳感器選用鉬 電阻傳感器一Ptioo，金屬鉬的電阻值隨溫度變化而變化，并且具有很好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定 性。本項(xiàng)目中用到的將鉬熱電阻是將鉬熱電阻元件，過渡引線，絕緣粉組裝在不銹鋼管內(nèi)再 經(jīng)模具拉實(shí)的整體，具有堅(jiān)實(shí)，抗震，可繞，線徑小，使用安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。檢測(cè)光強(qiáng)度的傳感器——0PT101，配合D200、D201、D202、D203不同波長(zhǎng)的LED可 檢測(cè)作物的葉綠素含量、水分含量等信息。信號(hào)輸出引腳經(jīng)插口座連接在CPU的P6. 7引腳 上。D200、D201、D202、D203四種波長(zhǎng)二極管分別經(jīng)四個(gè)恒流源提供穩(wěn)定電流。發(fā)光管的亮 暗受T200、T201、T202、T203四個(gè)三極管控制，四個(gè)三極管的基級(jí)分別有CPU的Pl. 0、P1. 1、 Ρ1· 2、Ρ1· 3四個(gè)引腳控制，通過插口連接。GPS信號(hào)接收板，為采集信號(hào)提供縱坐標(biāo)信息。GPS的串行通訊端口通過插口連 結(jié)在CPU的串行通訊接口 0引腳上，即P3. 4、P3. 5引腳上。本發(fā)明創(chuàng)造選用的GPS接收器為Jupiter 31，它內(nèi)置兩路串口通道，的主要性能指標(biāo)為定位精度水平2.加，垂直2. Om ； 速度精度0. 1米/秒；資料更新率1次/秒；地圖坐標(biāo)WGS-84 ；主串口 UARTA默認(rèn)為 4800bps的波特率，輸入電壓+3VDC。本發(fā)明創(chuàng)造采用兩種發(fā)射距離不同的無(wú)線傳輸模塊nRF905和CC1100，可根據(jù)現(xiàn) 場(chǎng)實(shí)際需求選擇一種使用。nRF905通過插口連接在CPU上，CCl 100通過插口連接在CPU引 腳上。nRF905是挪威Nordic公司推出的單片射頻收發(fā)器芯片，工作在433/868/915MHz的 ISM頻段。由一個(gè)完全集成的頻率調(diào)制器，一個(gè)帶解調(diào)的接收器，一個(gè)功率放大器，一個(gè)晶體 振蕩器和一個(gè)調(diào)節(jié)器組成。nRF905傳輸數(shù)據(jù)時(shí)為非實(shí)時(shí)方式，即發(fā)送端發(fā)出數(shù)據(jù)，接收 端收到后先暫存于芯片存儲(chǔ)器內(nèi)，MPU可以在需要時(shí)再到芯片中取出。riRF905 —次的數(shù)據(jù) 傳輸量最多為32字節(jié)。CCllOO是一種低成本真正單片的UHF收發(fā)器，為低功耗無(wú)線應(yīng)用而設(shè)計(jì)。電路 主要設(shè)定在315/433/868/915MHZ的ISM (工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué))和SRD (短距離設(shè)備)頻率波 段，也可以容易設(shè)置為300-;348MHz、400-464MHz、800-928MHz之間的任何頻率，內(nèi)置頻率補(bǔ) 償功能，補(bǔ)償量可設(shè)置，數(shù)據(jù)傳輸效率高，數(shù)據(jù)白化功能使數(shù)據(jù)傳輸功更安全，本身內(nèi)置的 接收信號(hào)強(qiáng)度(RSSI)功能，方便路由選擇，PQT前導(dǎo)質(zhì)量門限能夠方便選擇信號(hào)質(zhì)量較好 的節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)，有效降低數(shù)據(jù)重傳和數(shù)據(jù)碰撞次數(shù)，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?，具有?nèi)置空閑 模式、發(fā)送模式、接收模式、休眠模式和晶振關(guān)閉模式，發(fā)射功率可調(diào)，方便傳輸?shù)讲煌木?離，從而有效降低功耗。二氧化碳傳感器采用型號(hào)MSH-C02，用來(lái)檢測(cè)環(huán)境C02濃度。通過TTL-RS232轉(zhuǎn)換 接口實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換，通過插口連接在CPU的串口 1上，即P3. 6、P3. 7接口上。MSH-C02紅外 二氧化碳傳感器特點(diǎn)非色散紅外氣體傳感器直徑20mm，16. 6mm ；插入式(5腳);傳感器供 電3_5V ；模擬0. 4-2. OV電壓信號(hào)輸出；數(shù)字量Tx，Rx輸出(RS232);—體化電路，內(nèi)置溫度 補(bǔ)償功能。雨量傳感器采用JDZ05-1型號(hào)，信號(hào)經(jīng)過脈沖計(jì)數(shù)電路調(diào)理后經(jīng)插口連接，經(jīng)過 電壓變換后連接在CPU的P4 口上。風(fēng)速傳感器采用LE2151型號(hào)，用來(lái)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境風(fēng)速。輸出信號(hào)經(jīng)光電隔離后通 過插口連接在CPU的P5. 4引腳上。溫濕度傳感器采用DHT21型號(hào)，可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)空氣溫濕度進(jìn)行測(cè)量。輸出信號(hào)經(jīng)插口 連接在CPU的P5. 5引腳上。所述的信息傳輸終端包括傳輸單元，每個(gè)傳輸單元包括至少一個(gè)信息采集終端， 與信息采集終端通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)無(wú)線連接有遠(yuǎn)程上位機(jī)。所述的每個(gè)傳輸單元上都設(shè)有一個(gè)本地上位機(jī)，本地上位機(jī)通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)關(guān)節(jié)點(diǎn) 連接信息采集終端。所述的節(jié)點(diǎn)包括兩種，一種位于傳輸單元內(nèi)連接信息采集終端與上位無(wú)線網(wǎng)絡(luò)， 另一種是連接遠(yuǎn)程上位機(jī)與傳輸單元的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。如圖3所示，所述無(wú)線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)采用模塊化設(shè)計(jì)，其包括微處理器板21和與之連 接的無(wú)線傳輸模塊一 22、無(wú)線模塊二 M和GPRS模塊23 ；所述的微處理器板包括微處理器 (MSP430F149)、時(shí)鐘電路(8M禾口 31)、復(fù)位電路(MAX811)、時(shí)鐘電路(SD2303API )、存儲(chǔ)器 (AT24C256)和電源。圖4為其具體連接示意圖。[0048]無(wú)線傳輸模塊一無(wú)線傳輸模塊一選用的是I1RF905芯片。其是挪威Nordic公司推出的單片射頻 收發(fā)器芯片，工作在433/868/915MHZ的ISM頻段。由一個(gè)完全集成的頻率調(diào)制器，一個(gè)帶 解調(diào)的接收器，一個(gè)功率放大器，一個(gè)晶體振蕩器和一個(gè)調(diào)節(jié)器組成。nRF905傳輸數(shù)據(jù)時(shí) 為非實(shí)時(shí)方式，即發(fā)送端發(fā)出數(shù)據(jù)，接收端收到后先暫存于芯片存儲(chǔ)器內(nèi)，MPU可以在需 要時(shí)再到芯片中取出。無(wú)線傳輸模塊二 對(duì)于系統(tǒng)中傳輸距離較遠(yuǎn)的信息，采用無(wú)線收發(fā)一體芯片CC1100。CCllOO是一種低成本真正單片的UHF收發(fā)器，為低功耗無(wú)線應(yīng)用而設(shè)計(jì)。電路 主要設(shè)定在315/433/868/915MHZ的ISM (工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué))和SRD (短距離設(shè)備)頻率波 段，也可以容易設(shè)置為300-;348MHz、400-464MHz、800-928MHz之間的任何頻率，內(nèi)置頻率補(bǔ) 償功能，補(bǔ)償量可設(shè)置，數(shù)據(jù)傳輸效率高，數(shù)據(jù)白化功能使數(shù)據(jù)傳輸功更安全，本身內(nèi)置的 接收信號(hào)強(qiáng)度(RSSI)功能，方便路由選擇，PQT前導(dǎo)質(zhì)量門限能夠方便選擇信號(hào)質(zhì)量較好 的節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)，有效降低數(shù)據(jù)重傳和數(shù)據(jù)碰撞次數(shù)，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男剩哂袃?nèi)置空閑 模式、發(fā)送模式、接收模式、休眠模式和晶振關(guān)閉模式，發(fā)射功率可調(diào)，方便傳輸?shù)讲煌木?離，從而有效降低功耗。GPRS 模塊GPRS無(wú)線傳輸模塊負(fù)責(zé)將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸。在分析比較目前國(guó)內(nèi)眾多 GPRS DTU的基礎(chǔ)上，選擇了集成度高，操作方便，應(yīng)用范圍廣的宏電H7118 GPRS DTU0它可 以提供RS232/422/485等多種接口，具有高性能、工業(yè)級(jí)、使用方便、可靠、靈活等特點(diǎn)。H7118 GPRS DTU由CPU、高頻收發(fā)信機(jī)、透明數(shù)據(jù)協(xié)議處理、Flash、顯示接口、電源 管理、配置/診斷告警輸出等部分組成。帶有20針用戶數(shù)據(jù)接口，以便對(duì)模塊供電和進(jìn)行 數(shù)據(jù)交換。H7118 GPRS DTU在使用時(shí)需要先安裝SIM卡，然后就能獲得移動(dòng)網(wǎng)中唯一的 ID (SIM卡號(hào))。該終端支持雙頻GSM/GPRS，符合ETSI GSM Phase 2+標(biāo)準(zhǔn)，采用實(shí)時(shí)時(shí)鐘， 為用戶提供高速、時(shí)刻在線、透明數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶摂M專用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。在設(shè)備運(yùn)行之前，必 須通過專用電纜和計(jì)算機(jī)相連對(duì)該GPRS DTU進(jìn)行參數(shù)配置和維護(hù)。H7118D經(jīng)光電隔離、連 接端口與微處理器板連接。所述的智能控制終端，包括微處理器板31，微處理器板包括微處理器 (MSP430F149)、時(shí)鐘電路(8M禾口 31)、復(fù)位電路(MAX811)、時(shí)鐘電路(SD2303API )、存儲(chǔ)器 (AT24C256)、鍵盤、顯示器等。微處理器是整個(gè)微處理器板的核心，協(xié)調(diào)整個(gè)信息的采集、預(yù) 處理及傳輸；時(shí)鐘電路可提供精確的年、月、日、時(shí)、分、秒等信息，并可提供定時(shí)功能。與微處理器板31連接有外圍電路，所述的外圍電路包括傳輸模塊和驅(qū)動(dòng)電路34， 所述的驅(qū)動(dòng)電路順次經(jīng)放大電路33和隔離電路32連接微處理器。所述的傳輸模塊為GPRS模塊35或者無(wú)線傳輸模塊36?？赏ㄟ^GPRS網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線 傳輸模塊的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)信息接收。所述的微處理器板上連接有與上位計(jì)算機(jī)連接的接口電路37，型號(hào)選為RS232。 RS232接口實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的連接。RS232接口模塊通過插口接口實(shí)現(xiàn)與微處理器板的連接。 無(wú)線傳輸模塊選用的通訊芯片是CCl 100。無(wú)線傳輸模塊通過插口實(shí)現(xiàn)與微處理器的連接。GPRS無(wú)線傳輸模塊負(fù)責(zé)將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸。選用H7118D GPRS DTU。它 可以提供RS232/422/485等多種接口，具有高性能、工業(yè)級(jí)、使用方便、可靠、靈活等特點(diǎn)。液晶顯示器具有體積小、功耗低、質(zhì)量輕等特點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于各種儀器及低功 耗電子產(chǎn)品中。因?yàn)樵诒鞠到y(tǒng)中需要對(duì)采集到的數(shù)據(jù)信息和設(shè)置信息顯示，所以在綜合比 較各種顯示器的性能之后選擇了性價(jià)比較高的0CMJ4X8C顯示模塊。顯示器通過顯示器接 口實(shí)現(xiàn)信號(hào)的轉(zhuǎn)換并實(shí)現(xiàn)與微處理器板的連接，顯示器接口通過插口實(shí)現(xiàn)微處理器板的連 接。終端的驅(qū)動(dòng)電路通過繼電器觸點(diǎn)輸出控制信號(hào)，微處理器板輸出的控制信號(hào)先后 經(jīng)過隔離電路和放大電路后，最終由放大電路驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路中的輸出繼電器線圈，達(dá)到控 制的目的，微處理器板通過插口與放大模塊連接。圖6為其具體連接示意圖。
權(quán)利要求1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)作物生產(chǎn)智能測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于包括a、信息采集終端包括微處理器，與微處理器連接有電源、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路及檢測(cè) 模塊電路，所述的檢測(cè)電路包括空氣溫濕度檢測(cè)模塊電路、土壤溫濕度模塊檢測(cè)電路、風(fēng)速 檢測(cè)模塊電路、作物生理信息檢測(cè)模塊電路、二氧化碳濃度檢測(cè)模塊電路、雨量檢測(cè)模塊電 路、土壤水分模塊檢測(cè)電路、土壤元素模塊檢測(cè)電路；b、信息傳輸終端包括傳輸單元，每個(gè)傳輸單元包括至少一個(gè)信息采集終端，與信息采 集終端通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)無(wú)線連接有遠(yuǎn)程上位機(jī)；C、智能控制終端包括微處理器板，所述的微處理器板包括微處理器以及與之連接的 時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、存儲(chǔ)器、鍵盤、顯示設(shè)備、電源；及外圍電路，所述的外圍電路包括傳輸 模塊和驅(qū)動(dòng)電路，所述的驅(qū)動(dòng)電路順次經(jīng)放大電路和隔離電路連接微處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于所述的信息采集終端上設(shè)有無(wú) 線發(fā)射模塊電路；所述的作物生理信息檢測(cè)模塊包括作物含水量檢測(cè)模塊和葉綠素含量模 塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于所述信息傳輸終端的每個(gè)傳輸 單元上都設(shè)有一個(gè)本地上位機(jī)，本地上位機(jī)通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)關(guān)節(jié)點(diǎn)連接信息采集終端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于所述信息傳輸終端節(jié)點(diǎn)包括兩 種，一種位于傳輸單元內(nèi)連接信息采集終端與上位無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，另一種是連接遠(yuǎn)程上位機(jī)與 傳輸單元的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于所述信息傳輸終端的無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點(diǎn)采用模塊化設(shè)計(jì)，其包括微處理器板和與之連接的無(wú)線傳輸模塊和GPRS定位模塊；所 述的微處理器板包括微處理器以及與之連接的時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、存儲(chǔ)器和電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于所述的智能控制終端的傳輸模 塊為GPRS模塊或者無(wú)線傳輸模塊，智能控制終端的微處理器板上連接有與上位計(jì)算機(jī)連 接的接口電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)作物生產(chǎn)智能測(cè)控系統(tǒng)，由三部分組成信息采集終端、信息傳輸終端和智能控制終端。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其基于物聯(lián)網(wǎng)，可高效、精準(zhǔn)農(nóng)田管理，實(shí)現(xiàn)“全面感知、可靠傳送、智能處理”三項(xiàng)功能。
文檔編號(hào)G05B19/418GK201859337SQ20102025047
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者柳平增, 柳建增, 苗良, 薛新宇 申請(qǐng)人:柳平增