室外环境信息自动采集器制造技术

本实用新型专利技术属农业仪器领域，室外环境信息自动采集器，包括有前面板（１）、中文ＬＣＤ液晶显示器（２）、触摸输入按键（３）、通讯状态指示灯（４）、电源指示灯（５）、主电路板（６）、由Ｗ７７Ｅ５８单片机及其外围电路构成的控制模块（７）、电源接口（８）、ＵＳＢ主机接口（９）、ＲＳ２３２网络通讯接口电路（１０）、ＲＳ４８５网络通讯接口电路（１１）、传感器信号输入接口（１２）、塑料仪器盒（１３）、太阳能电池板（１４）、蓄电池（１５）、充放电控制器（１６）和防雨铁箱（１７）共同组成，可用于城市气象信息、野外气象信息、农田环境气象信息的自动测量。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于农用仪器，可用于城市气象信息、野外气象信息、农田环境气象信息的自动测量。
技术介绍
现有的室外环境信息自动采集器在使用过程中存在以下问题1、英文人机界面，而且信息在气象站自带的LCD液晶屏或LED数码管上显示，方式单一，给用户的使用带来不便。2、机内数据存储容量的扩展采用CF卡方式，需专用读卡设备才能读取数据，通用性差。3、室外环境信息自动采集器和计算机进行数据通讯时，无明显通讯状态提示。4、连接的传感器数量固定、接口固定，如四参数气象站只可测量温度、湿度、气压、降雨，六参数气象站只可测量温度、湿度、气压、降雨、风速、风向等，无法根据用户需求的变化进行调整。5、使用非一线器件，每个传感器占用一个端口。6、供电方式单一，对环境的适应性差。
技术实现思路
本技术的目的，是推出一种中文人机交互界面、大容量U盘数据存储、可同时把采集信息发送到计算机和LED大屏幕、多传感器共用同一个端口、通讯状态和系统运行状态有光电指示、多种供电方式、监测项目配制灵活、安装使用方便、操作简单的新型室外环境信息自动采集器。室外环境信息自动采集器由前面板(1)、中文LCD液晶显示器(2)、触摸输入按键(3)、通讯状态指示灯(4)、电源指示灯(5)、主电路板(6)、由W77E58单片机及其外围电路构成的控制模块(7)、电源接口(8)、USB主机接口(9)、RS232网络通讯接口电路(10)、RS485网络通讯接口电路(11)、传感器信号输入接口(12)、塑料仪器盒(13)、太阳能电池板(14)、蓄电池(15)、充放电控制器(16)和防雨铁箱(17)共同组成一体；中文LCD液晶显示器(2)、触摸输入按键(3)、通讯状态指示灯(4)、电源指示灯(5)固定在前面板(1)上，前面板(1)用螺丝固定在塑料仪器盒(13)的前部；由W77E58单片机及其外围电路构成的控制模块(7)、电源接口(8)、USB主机接口(9)、RS232网络通讯接口电路(10)、RS485网络通讯接口电路(11)、传感器信号输入接口(12)焊接在主电路板(6)上，主电路板(6)用螺丝固定在塑料仪器盒(13)的内部；前面板(1)和主电路板(6)之间用电缆线连接；太阳能电池板(14)用支架固定在防雨铁箱(17)顶部；塑料仪器盒(13)、蓄电池(15)、充放电控制器(16)和用螺丝固定在防雨铁箱(17)内部。室外环境信息自动采集器的电路部分由单片机W77E58、看门狗MAX813L、触摸输入按键扫描芯片82C79、实时时钟DS12C887、数据存储器HK1235、USB主机接口扩展芯片SL811HS、中文液晶显示器OCM2*10、模数转换器AD574和多路开关CD4067、数字传感器接口及驱动芯片74HC244和多路开关CD4051、MAX202芯片扩展的RS232网络接口、75LBC184芯片扩展的RS485网络接口、通讯状态指示灯共同组成；W77E58及其内部软件作为整个系统的控制核心，看门狗连接在W77E58的复位管脚；触摸输入按键扫描芯片、实时时钟、数据存储器、USB主机接口扩展芯片、中文液晶显示器、模数转换器通过并行数据总线连接到W77E58的并行数据接口和地址接口上；模拟信号经模数多路开关CD4067切换后送转换器AD574，数字信号经驱动芯片和多路开关CD4051切换后送W77E58；RS232网络接口通过扩展芯片连接在W77E58的串口2，RS485网络接口通过扩展芯片连接在W77E58的串口1，通讯指示灯与RS485网络接口相连。本技术解决其技术问题所采用的技术方案单片机选用增强型51系列产品W77E58，片内有32kB可多次编程的程序存储器外，不用扩展外部程序存储器；有两个全双工的串行接口，串口1使用75LBC184扩展成RS485防雷接口，实现与上位机的数据传输，串口2使用MAX202扩展成RS232接口，实现与LED大屏幕的数据传输并在大屏幕上实时显示各种信息。实时时钟12C887为系统提供时间基准，根据设置值采集的数据定时存入数据存储器。用HK1235扩展数据存储器用于存储设置的各种参数和部分采集数据。看门狗MAX813L用于增强抗干扰性，系统遇强干扰崩溃后可自行恢复。数据采集接口分模拟信号接口和数字信号接口两部分，模拟信号传感器的输出经多路开关CD4067切换后由A/D转换器AD574进行转换进入单片机，数字信号传感器输出经驱动电路74HC244和多路开关CD4051切换后直接送单片机处理。温度传感器使用一线器件18B20，单个传感器接口可接多个温度传感器。使用SL811HS扩展USB主机接口，可控制U盘等USB接口从设备，实现进行数据的大容量存储以及下位机和通用计算机之间的数据转储。人机界面由触摸按键、OCM2*10中文液晶显示器、蜂鸣器、发光二级管组成，完成各种参数的设置、采集数据及时间的滚动显示、声音报警信息的提示、通讯状态的指示等。整个系统的供电留有220V交流电接口、9-24V直流接口、太阳能板和蓄电池接口，在野外工作时可由太阳能板和蓄电池供电。整个系统安装在防雨箱中。本技术的有益效果1、采用触摸按键及中文LCD液晶显示屏构成的界面中文人机界面，适合国内用户的操作习惯。2.采用USB主机接口控制U盘存储数据，存储容量大且通用性强。3.采用RS232和RS485两个网络通讯接口，在通过RS485与计算机通讯的同时，还可通过RS232把数据和各种用户信息发送到LED大屏幕显示。4.采用一线数字传感器信号输入接口及驱动电路，单个传感器接口可接多个温度传感器。5.采用通讯状态指示器，指示系统运行状态，有通讯错误发生时，给出光电指示报警信息。6.采用太阳能电池板、蓄电池、充放电控制器，在野外使用时可由太阳能电池板、蓄电池供电，充放电控制器可防止蓄电池的过度充电或放电，延长蓄电池使用寿命。附图说明图1是本技术的实物结构正视示意图。图2是本技术的实物结构侧视示意图。图3是塑料仪器盒的前面板示意图。图4是本技术的系统组成结构示意图。图5是本技术的原理图具体实施方式如图1所示，由太阳能电池板(14)和蓄电池、充放电控制器(16)组成供电系统。在阳光充足时太阳能电池板产生的电能，经过充放电控制器(16)一方面给蓄电池充电，另一方面供系统使用；在无阳光照射时，由蓄电池给整个系统供电。充放电控制器可防止蓄电池的过度充电或放电，延长蓄电池使用寿命。同时整个系统全部采用了低功耗设计，可以在不需外部供电的条件下长时间连续工作。除太阳能供电接口外，还留有220V交流电接口、9-24V直流接口，可适应不同的工作环境。由触摸按键(3)、中文LCD液晶显示器(2)、通讯状态指示灯(4)组成人机界面和声光报警提示。通过人机界面可完成如系统编号、系统日期和时间、系统连接的传感器数量、各通道连接的传感器类型、读取一线传感器编码、数据存储时间间隔、报警方式等各种参数的设置。设置完成后，采集的数据、系统日期和时间、系统运行状态等信息在中文液晶显示器滚动显示。系统出现运行故障时，蜂鸣器给出声音报警信息。联机通讯出现故障时，由通讯状态指示灯给出通讯状态的指示。USB主机接口(9)由W77E58控制SL811HS接口芯片组成，通过USB主本文档来自技高网...

【技术保护点】
室外环境信息自动采集器，其特征是由前面板（１）、中文ＬＣＤ液晶显示器（２）、触摸输入按键（３）、通讯状态指示灯（４）、电源指示灯（５）、主电路板（６）、由Ｗ７７Ｅ５８单片机及其外围电路构成的控制模块（７）、电源接口（８）、ＵＳＢ主机接口（９）、ＲＳ２３２网络通讯接口电路（１０）、ＲＳ４８５网络通讯接口电路（１１）、传感器信号输入接口（１２）、塑料仪器盒（１３）、太阳能电池板（１４）、蓄电池（１５）、充放电控制器（１６）和防雨铁箱（１７）共同组成一体；中文ＬＣＤ液晶显示器（２）、触摸输入按键（３）、通讯状态指示灯（４）、电源指示灯（５）固定在前面板（１）上，前面板（１）用螺丝固定在塑料仪器盒（１３）的前部；由Ｗ７７Ｅ５８单片机及其外围电路构成的控制模块（７）、电源接口（８）、ＵＳＢ主机接口（９）、ＲＳ２３２网络通讯接口电路（１０）、ＲＳ４８５网络通讯接口电路（１１）、传感器信号输入接口（１２）焊接在主电路板（６）上，主电路板（６）用螺丝固定在塑料仪器盒（１３）的内部；前面板（１）和主电路板（６）之间用电缆线连接；太阳能电池板（１４）用支架固定在防雨铁箱（１７）顶部；塑料仪器盒（１３）、蓄电池（１５）、充放电控制器（１６）和用螺丝固定在防雨铁箱（１７）内部。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：乔晓军，王成，赵春江，王纪华，杜小鸿，焦春岩，
申请(专利权)人：北京农业信息技术研究中心，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]