一种集成式一体化检测装置及检测方法制造方法及图纸

技术编号:15688555 阅读:132 留言:0更新日期:2017-06-23 23:24
本发明专利技术提供一种集成式一体化检测装置及检测方法,所述的装置包括集成于PCB板上的数据采集模块、数据处理模块、CAN通讯接口电路和电源供应模块,数据采集模块包括多个传感探头,每一个传感探头与数据处理模块电连接,数据处理模块通过CAN通讯接口电路与上位机连接,电源供应模块分别与数据采集模块、数据处理模块和CAN通讯接口电路连接。本发明专利技术将所有的电路均集成于PCB板上,整个检测装置构成一体式结构,集成度高,体积小,功耗低,使用灵活,且采用CAN总线进行通信,克服了分立式传感器布线繁琐、用途单一等缺点;对采集的各项环境参数进行数据融合处理得到表征当前气候状况的参数,该参数相比单个的环境参数更能反映当前气候状况,更具精确性。

Integrated integrated detection device and detection method

The invention provides an integration detection device and method, the device includes an integrated on PCB board data acquisition module, data processing module, CAN communication interface circuit and a power supply module, data acquisition module includes a plurality of sensing probe, a sensor probe is connected with the data processing module. Connected by CAN communication interface circuit and PC data processing module, power supply module respectively connected with data acquisition module and data processing module and CAN communication interface circuit. In the invention, all the circuits were integrated in the PCB board, the detection device to form an integral structure, high integration, small volume, low power consumption, flexible use, and the use of CAN bus communication, discrete sensor overcomes the disadvantages of complicated wiring, single use; the environmental parameters acquisition parameters were obtained the current climate data fusion processing, the parameters compared to the environmental parameters of a single can reflect more current conditions, more accurate.

【技术实现步骤摘要】
一种集成式一体化检测装置及检测方法
本专利技术涉及传感器检测
,更具体地,涉及一种集成式一体化检测装置及检测方法。
技术介绍
温室是在充分利用各种自然资源的基础上,通过改变某些环境因子(温度、光照、风速等)来创造出适合农作物生长的,并且与季节无关的人工气候环境,从而增加作物产量、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的一种农业设施。温室室外环境中的风速、光照、雨量、温度等环境参数,对作物的生长有很大的影响。因此,需要动态实时地监控各种作物生长环境参数的变化,根据作物对生长环境的要求,实现温室环境的自动控制,使作物在不同的生长阶段各环境因子达到最佳匹配,进而实现作物的增产增收,故温室室外环境参数信息的获取显得尤为重要。目前,对于温室室外环境参数信息的获取,主要是通过传感器来实现的,传感器的使用,大大提高了温室的自动化水平,也在一定程度上,保障了农作物的生长环境参数的有效获取。然而目前在国内使用的室外气候检测都是通过各个成熟的独立的传感器、按照分立式放置组成的气象站来完成的,它们布线繁琐,体积庞大,无集成性和数据融合性,用途单一。
技术实现思路
本专利技术提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的集成式一体化检测装置及方法。根据本专利技术的一个方面,提供一种集成式一体化检测装置,包括:包括集成于PCB板上的数据采集模块、数据处理模块、CAN通讯接口电路、电源供应模块,其构成一体式结构,所述数据采集模块,包括多个传感探头,每一个所述传感探头与所述数据处理模块电连接,所述数据处理模块通过所述CAN通讯接口电路与上位机连接,所述电源供应模块分别与数据采集模块、数据处理模块和CAN通讯接口电路连接供电;每一个所述传感探头,用于采集室外相应的环境参数值,并将所述环境参数值发送至数据处理模块;所述数据处理模块,用于对每一个传感探头发送的各个环境参数值预处理后再进行数据融合,得到表征当前气候状况的最终环境参数值;所述CAN通讯接口电路,用于将所述数据处理模块计算得到的最终环境参数值发送给上位机。根据本专利技术的另一个方面,还提供了一种集成式一体化检测方法,包括:S1,集成于PCB板上的多个传感探头分别采集室外的相应环境参数值,并发送至数据处理模块;S2,数据处理模块对每一个传感探头发送的各个环境参数值预处理后再进行数据融合,得到表征当前气候状况的最终环境参数值,并将最终环境参数值通过CAN通讯接口电路发送给上位机。本专利技术的有益效果为:将所有的电路均集成于PCB板上,其构成一体式结构,整个检测装置的集成度高,体积小,功耗低,使用灵活,且采用CAN总线进行通信,克服了分离式传感器布线繁琐、用途单一等缺点;同时该装置内部含有对采集的各项环境参数进行数据融合处理,得到表征当前气候状况的参数,该参数相比单个的环境参数更能立刻反映当前气候状况,为管理者在线提供参考服务。附图说明图1为本专利技术一个实施例的集成式一体化检测装置示意图;图2为风速传感器电路连接图;图3-a为雨量传感探头第一平板电极片示意图;图3-b为雨量传感探头第二平板电极片示意图;图3-c为第一平板电极片与第二平板电极片安装示意图;图4为本专利技术另一个实施例的集成式一体化检测方法流程图;图5为各项环境参数加权平均计算示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例,对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术,但不用来限制本专利技术的范围。参见图1,为本专利技术一个实施例的集成式一体化检测装置,包括集成于同一PCB板上的数据采集模块、数据处理模块、CAN通讯接口电路、电源供应模块,其构成一体式结构,所述数据采集模块包括多个传感探头,每一个传感探头与数据处理模块电连接,数据处理模块通过CAN通讯接口电路与上位机连接,电源供应模块分别与数据采集模块、数据处理模块和CAN通讯接口电路连接供电。其中的电源供应模块可通过将220V交流电转换为适合各个电路的直流电后为其供电,比如,通常将220V的交流电转换为5V的直流电后为各个电路供电。其中,每一个传感探头,用于采集室外相应的环境参数值,并将环境参数值发送至数据处理模块;数据处理模块,用于对每一个传感探头发送的环境参数值进行滤波整形及数据融合,得到表征当前气候状况的最终环境参数值;CAN通讯接口电路,用于将数据处理模块计算得到的最终环境参数值发送给上位机,以便上位机根据最终环境参数值进行调节。其中,多个传感探头包括温度传感探头、风速传感探头、光照传感探头和雨量传感探头,数据采集模块还包括多个滤波放大电路,温度传感探头、风速传感探头、光照传感探头和雨量传感探头分别通过对应的一个滤波放大电路与数据处理模块电连接。温度传感探头,用于实时采集室外的温度信号;风速传感探头,用于实时采集室外的风速信号;光照传感探头,用于实时采集室外的光照信号;雨量传感探头,用于实时采集室外的雨量信号;每一个滤波放大电路,用于对温度信号或风速信号或光照信号或雨量信号进行滤波整形,并将滤波整形后的信号传输至所述数据处理模块。本实施例中,风速传感探头采用K型热电偶作为敏感元件,使用镍铬丝对其加热,风速的变化会引起热电偶输出电压的变化,由此便可以根据桥路建立起风速与输出电压的关系模型,利用K型热电偶来进行风速的测量,能够有效避免三杯式风速仪机械部件容易磨损、存在转动惯量、寒冷天气容易冰冻等缺点,其检测电路原理图如图2所示。其中,风速传感器检测电路包括镍络电热丝加热恒流源电路1和热电偶式风速测量电路2,所述镍络电热丝加热恒流源电路1包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、放大器U1、三极管Q1和电热丝ab。电阻R1的一端与电源VCC连接,电阻R1的另一端与电阻R2、电阻R3和电容C1的公共端连接,电阻R3的另一端以及电容C1的另一端接地,电阻R2的另一端接放大器U1的正向输入端,放大器U1的负向输入端通过电阻R4与电阻R5以及三极管Q1的发射极连接,电阻R5的另一端接地,放大器U1的输出端接三极管Q1的基极,三极管Q1的集电极通过电热丝ab接电源VCC。热电偶式风速测量电路2包括热电偶探头cd、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C2、放大器U2和二极管D1。电阻R6的一端和电阻R7的一端接电源VCC,电阻R6的另一端通过热电偶探头的cd端和电阻R9接地,电阻R7的另一端通过电阻R8和电阻R10接地,电阻R7和电阻R8的公共端与二极管D1的正极连接,二极管D1的另一端通过电阻R11与放大器U2的正向输入端连接,电阻R8和电阻R10的公共端通过电阻R12与放大器U2的负向输入端连接,热电偶探头cd和电阻R9的公共端与二极管D1的负极相连,电容C2的一端连接放大器U2的正向输入端,电容C2的另一端接地,电阻R13的一端连接放大器U2的负向输入端,电阻R13的另一端连接放大器U2的输出端。电热丝加热恒流源电路1中ab为加热镍铬丝,其电路原理是:R1与R3成一定比例,由分压公式可得放大器U1同相输入端电压,由虚短和虚断可得n点电压从而求得流过镍铬加热丝ab的稳定电流。热电偶式风速测量电路2,c和d为K型热电偶,R6≈R7+R8且R9=R10=R11=R12。热电偶式风速测量电路的工作原理是:本文档来自技高网...
一种集成式一体化检测装置及检测方法

【技术保护点】
一种集成式一体化检测装置,其特征在于,包括集成于PCB板上的数据采集模块、数据处理模块、CAN通讯接口电路和电源供应模块,其构成一体式结构,所述数据采集模块包括多个传感探头,每一个所述传感探头与所述数据处理模块电连接,所述数据处理模块通过所述CAN通讯接口电路与上位机连接,所述电源供应模块分别与数据采集模块、数据处理模块和CAN通讯接口电路连接供电;每一个所述传感探头,用于采集室外相应的环境参数值,并将所述环境参数值发送至数据处理模块;所述数据处理模块,用于对每一个传感探头发送的各个环境参数值预处理后再进行数据融合,得到表征当前气候状况的最终环境参数值;所述CAN通讯接口电路,用于将所述数据处理模块计算得到的最终环境参数值发送给上位机。

【技术特征摘要】
1.一种集成式一体化检测装置,其特征在于,包括集成于PCB板上的数据采集模块、数据处理模块、CAN通讯接口电路和电源供应模块,其构成一体式结构,所述数据采集模块包括多个传感探头,每一个所述传感探头与所述数据处理模块电连接,所述数据处理模块通过所述CAN通讯接口电路与上位机连接,所述电源供应模块分别与数据采集模块、数据处理模块和CAN通讯接口电路连接供电;每一个所述传感探头,用于采集室外相应的环境参数值,并将所述环境参数值发送至数据处理模块;所述数据处理模块,用于对每一个传感探头发送的各个环境参数值预处理后再进行数据融合,得到表征当前气候状况的最终环境参数值;所述CAN通讯接口电路,用于将所述数据处理模块计算得到的最终环境参数值发送给上位机。2.如权利要求1所述的集成式一体化检测装置,其特征在于,所述多个传感探头包括温度传感探头、风速传感探头、光照传感探头和雨量传感探头,所述数据采集模块还包括多个滤波放大电路,所述温度传感探头、风速传感探头、光照传感探头和雨量传感探头分别通过对应的滤波放大电路与所述数据处理模块电连接;所述温度传感探头,用于实时采集室外的温度信号;所述风速传感探头,用于实时采集室外的风速信号;所述光照传感探头,用于实时采集室外的光照信号;所述雨量传感探头,用于实时采集室外的雨量信号;每一个所述滤波放大电路,用于对温度信号或风速信号或光照信号或雨量信号进行滤波整形,并将滤波整形后的信号传输至所述数据处理模块。3.如权利要求2所述的集成式一体化检测装置,其特征在于,所述风速传感探头为热电偶形式的传感器,所述光照传感探头为硅光电池光照传感器,所述雨量传感探头为电容式雨量传感器,所述温度传感探头为铂电阻温度传感器。4.如权利要求3所述的集成式一体化检测装置,其特征在于,所述数据处理模块包括A/D转换电路和单片机,所述A/D转换电路分别与每一个所述滤波放大电路以及单片机电连接;所述A/D转换电路,用于将模拟形式的温度信号、风速信号、光照信号和雨量信号转换为数字形式的温度信号、风速信号、光照信号和雨量信号,并传输至所述单片机;所述单片机,用于对数字形式的温度信号、风速信号、光照信号和雨量信号进行数据融合处理,...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈一飞尹鸿苇王聃张向南李丹范立岩
申请(专利权)人:中国农业大学
类型:发明
国别省市:北京,11

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