一種監(jiān)測農(nóng)作物生長環(huán)境二氧化碳濃度的無線網(wǎng)絡(luò)裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種監(jiān)測農(nóng)作物生長環(huán)境二氧化碳濃度的無線網(wǎng)絡(luò)裝置，包括發(fā)送端和接收端，所述發(fā)送端包括電源、傳感器接口電路和單片機，電源為整個裝置供電，所述傳感器接口電路連接單片機，其特征在于：發(fā)送端還包括射頻電路，所述射頻電路連接單片機；所述的傳感器接口電路包含二氧化碳濃度傳感器和低通濾波器，二氧化碳濃度傳感器通過低通濾波器與單片機連接。本實用新型采用無線傳輸方式，無需鋪設(shè)線路，安裝方便，擴展性較好，節(jié)點功耗較低，網(wǎng)絡(luò)生命周期較長，從而有效地節(jié)約了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本。
【專利說明】一種監(jiān)測農(nóng)作物生長環(huán)境二氧化碳濃度的無線網(wǎng)絡(luò)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種監(jiān)測農(nóng)作物生長環(huán)境二氧化碳濃度的無線網(wǎng)絡(luò)裝置，屬于農(nóng)業(yè)測控領(lǐng)域。
[0002]【背景技術(shù)】
[0003]隨著計算機與信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的廣泛應(yīng)用，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)控制可以極大地節(jié)約人力的投入，降低生產(chǎn)成本，提高土地的收益率，同時十分有利于環(huán)境保護(hù)。農(nóng)業(yè)環(huán)境信息的獲取為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的前提。監(jiān)測農(nóng)作物生長環(huán)境二氧化碳濃度的無線網(wǎng)絡(luò)裝置通過實時測量農(nóng)作物環(huán)境空氣中的二氧化碳濃度信息，傳送給信息中心收集和處理，為農(nóng)作物提供個最佳的生長環(huán)境，能有效提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。
[0004]目前二氧化碳濃度信息監(jiān)測在農(nóng)業(yè)大棚、環(huán)境監(jiān)測等方面應(yīng)用越來越廣泛，隨之而來對成本、精確度、操作簡便性等要求也越來越高。由于傳感器節(jié)點通常數(shù)量較多且位置不定，數(shù)據(jù)傳輸上采用傳統(tǒng)的有線傳輸方式在實際操作中不易實施，同時在能源提供上，采用電纜供電的方式也同樣面臨不易操作和成本較高的問題。
實用新型內(nèi)容
[0005]為了解決上述【背景技術(shù)】存在的問題，本實用新型旨在提供一種監(jiān)測農(nóng)作物生長環(huán)境二氧化碳濃度的無線網(wǎng)絡(luò)裝置。
[0006]為了實現(xiàn)上述的技術(shù)目的，本實用新型的技術(shù)方案為:
[0007]一種監(jiān)測農(nóng)作物生長環(huán)境二氧化碳濃度的無線網(wǎng)絡(luò)裝置，包括發(fā)送端和接收端，所述發(fā)送端包括電源、傳感器接口電路和單片機，電源為整個裝置供電，所述傳感器接口電路連接單片機，發(fā)送端還包括射頻電路，所述射頻電路連接單片機；所述的傳感器接口電路包含二氧化碳濃度傳感器和低通濾波器，二氧化碳濃度傳感器通過低通濾波器與單片機連接。
[0008]其中，上述的射頻電路包含依次連接的AT86RF212射頻芯片、平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器、低通濾波芯片和天線，所述AT86RF212射頻芯片連接單片機。
[0009]其中，上述的單片機采用C8051F912單片機。
[0010]其中，上述的C8051F912單片機的P0.7 口經(jīng)一個電阻與傳感器接口電路的模擬信
號輸出端連接。
[0011]其中，上述的C8051F912 單片機的 Pl.0 口、Pl.1 口、Pl.2 口、Pl.3 口、Pl.4 口、Pl.5 口和 P0.1 口分別與 AT86RF212 射頻芯片的 SCLK 端、MISO 端、MOSI 端、SEL 端、/RST端、SLP_TR端和IRQ端連接。
[0012]采用上述技術(shù)方案，帶來的有益效果是:
[0013](I)本實用新型用無線傳輸方式取代了有線連接方式，無需鋪設(shè)線路，安裝方便，具有良的擴展性；使用干電池供電，取代了傳統(tǒng)的電纜供電方式，節(jié)約了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本；
[0014](2)本實用新型采用提供低功耗模式的C8051F912為處理器，降低了節(jié)點功耗，有助于延長網(wǎng)絡(luò)生命周期。【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
[0016]圖2是本實用新型的發(fā)送端的具體電路圖。
[0017]標(biāo)號說明:Ul—低通濾波芯片；U2—平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器；P1—天線?！揪唧w實施方式】
[0018]以下將結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0019]如圖1所示的本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖，一種監(jiān)測農(nóng)作物生長環(huán)境二氧化碳濃度的無線網(wǎng)絡(luò)裝置，包括發(fā)送端和接收端，所述發(fā)送端包括電源、傳感器接口電路和單片機，電源為整個裝置供電，所述傳感器接口電路連接單片機，發(fā)送端還包括射頻電路，所述射頻電路連接單片機。其中，傳感器接口電路包含二氧化碳濃度傳感器和低通濾波器，二氧化碳濃度傳感器通過低通濾波器與單片機連接。射頻電路包含依次連接的AT86RF212射頻芯片、平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器、低通濾波芯片和天線，所述AT86RF212射頻芯片連接單片機。單片機采用C8051F912單片機，且C8051F912單片機的P0.7 口經(jīng)一個電阻與傳感器接口電路的模擬信號輸出端連接，08051?912單片機的？1.0 口、Pl.1 口、Pl.2 口、Pl.3 口、Pl.4 口、Pl.5口和 P0.1 口分別與 AT86RF212 射頻芯片的 SCLK 端、MISO 端、MOSI 端、SEL 端、/RST 端、SLP_TR端和IRQ端連接。
[0020]在本實例中，采用如圖2所示的本實用新型的發(fā)送端的具體電路圖。本實用新型的發(fā)送端包括電源、傳感器接口電路、單片機和射頻電路。電源采用3節(jié)干電池供電，二極管Dl的正極連接干電池的負(fù)極，二極管Dl的負(fù)極通過電容Cl濾波后，一端接到單片機和射頻芯片的模擬電源輸入端VCC_SYS2，另一端通過一個電阻Rl接到為單片機、二氧化碳濃度感器和射頻芯片供電的數(shù)字電源輸入端VCC_SYS1。在傳感器接口電路中，電阻R2的一端經(jīng)電容C2后接VCC_SYS1，另一端與C8051F912單片機的P0.7 口連接，從而構(gòu)成一個低通濾波器。二氧化碳濃度傳感器與電阻R2和電容Cl的連接點連接，利用低通濾波原理為傳感器輸出的模擬信號進(jìn)行濾波。C8051F912單片機的Pl.0端、Pl.1端、Pl.2端、Pl.3端Pl.4端、Pl.5端和P0.1端分別與AT86RF212射頻芯片的SCLK端、MISO端、MOSI端、SEL端、/RST端、SLP_TR端和IRQ端連接。C8051F912單片機與AT86RF212射頻芯片之間采用串行外設(shè)接口協(xié)議進(jìn)行通信，其中單片機為SPI主器件，射頻芯片為SPI從器件。AT86RF212射頻芯片的引腳1、2、3、6、7、9、10、14、16、17、18、21、27、30、31和32接地，引腳13與引腳12連接并一同經(jīng)旁路電容ClO接地，引腳15經(jīng) 3.3V電源與電源旁路電容C9連接后接地。AT86RF212射頻芯片的XTALl端和XTAL2端分別經(jīng)電容C5和C6后接地，XTALl與C5的連接點和XTAL2與C6的連接點之間接入晶振X2。AT86RF212射頻芯片的EVDD端接數(shù)字電源輸入端VCC_SYS1，且EVDD端接數(shù)字電源輸入端VCC_SYS1的連接點經(jīng)電源旁路電容C3接地，AVDD端經(jīng)旁路電容C4接地。AT86RF212射頻芯片的雙向差分天線引腳RFP、RFN分別經(jīng)RF耦合電容C7、CS與平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器U2連接，平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器U2再與低通濾波芯片Ul連接，實現(xiàn)差分信號向單端信號的轉(zhuǎn)換。低通濾波芯片Ul再與天線Pl連接，將數(shù)據(jù)以無線傳輸?shù)男问桨l(fā)送給接收端。在進(jìn)行一次數(shù)據(jù)采集和發(fā)送后，可通過配置C8051F912單片機中的電源管理模塊(PMUO)進(jìn)入SLEEP模式，在下一個工作周期到來時再切換回NORMAL模式。
[0021]以上實施例僅為說明本實用新型的技術(shù)思想，不能以此限定本實用新型的保護(hù)范圍，凡是按照本實用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本實用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種監(jiān)測農(nóng)作物生長環(huán)境二氧化碳濃度的無線網(wǎng)絡(luò)裝置，包括發(fā)送端和接收端，所述發(fā)送端包括電源、傳感器接口電路和單片機，電源為整個裝置供電，所述傳感器接口電路連接單片機，其特征在于:發(fā)送端還包括射頻電路，所述射頻電路連接單片機；所述的傳感器接口電路包含二氧化碳濃度傳感器和低通濾波器，二氧化碳濃度傳感器通過低通濾波器與單片機連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種監(jiān)測農(nóng)作物生長環(huán)境二氧化碳濃度的無線網(wǎng)絡(luò)裝置，其特征在于:所述的射頻電路包含依次連接的AT86RF212射頻芯片、平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器、低通濾波芯片和天線，所述AT86RF212射頻芯片連接單片機。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種監(jiān)測農(nóng)作物生長環(huán)境二氧化碳濃度的無線網(wǎng)絡(luò)裝置，其特征在于:所述的單片機采用C8051F912單片機。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種監(jiān)測農(nóng)作物生長環(huán)境二氧化碳濃度的無線網(wǎng)絡(luò)裝置，其特征在于:所述的C8051F912單片機的P0.7 口經(jīng)一個電阻與傳感器接口電路的模擬信號輸出端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種監(jiān)測農(nóng)作物生長環(huán)境二氧化碳濃度的無線網(wǎng)絡(luò)裝置，其特征在于:所述的C8051F912單片機的PL O 口、PL I 口、PL 2 口、PL 3 口、PL 4 口、Pl.5 口和 P0.1 口分別與射頻芯片 AT86RF212 的 SCLK 端、MISO 端、MOSI 端、SEL 端、/RST端、SLP_TR端和IRQ端連接。
【文檔編號】G08C17/02GK203588443SQ201320716683
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】嚴(yán)錫君, 郁麟玉, 嚴(yán)妍, 孫桐, 王玲玲, 趙光辰, 卜旸, 孫奕, 孟祥薇 申請人:河海大學(xué)