一种农田环境遥测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种农田环境遥测装置，装置包括：农情监测单元、接口电路、中央处理单元和NB

A remote sensing device for farmland environment

【技术实现步骤摘要】
一种农田环境遥测装置


[0001]本技术涉及农田环境监测领域，特别是涉及一种农田环境遥测装置。

技术介绍

[0002]近年来，现代农业技术的广泛应用和农业生产的快速发展，农民对农田环境参数的远程数据采集需求日益增加，然而农田环境较差，同时人工采集方式存在费时费力、实时性差等问题；气象观测站点建设耗费大量人力物力，气象观测站的数量与地区面积存在较大的差异，不能精准的反映局部气象数据。因此实现农田环境的无人数据遥测对指导农田作业迫在眉睫。
[0003]目前，现有的农田环境遥测装置的监测参数比较单一，不能实现农田气象数据的多参数远程监测。系统多是采用无线传感器网络(WSN)与通用分组无线服务(GPRS)相结合的方法，主要是由终端传感器节点、GPRS网关和上位机软件组成。WSN+GPRS架构的终端传感器节点数据需要通过Zigbee网络将数据发送至GPRS网关，造成GPRS网络模块的功耗较大；在通信上这是二级网络架构，运营商为一级网络，Zigbee为二级局域网络，网络架构变复杂，导致数据传输时延大、效率低，同时也增加了系统故障率。
[0004]现有技术的缺点如下：
[0005](1)现有的农田环境遥测装置可以有效的监测到气象环境参数。然而在大多数实际应用场景中传感器节点采集参数单一，数据采集的周期过长，实时性较低，不能及时对作物生长环境信息进行精准及时调控，无法保证最佳生长要素补给。
[0006](2)现有农田环境遥测系统多是采用无线传感器网络(WSN)与通用分组无线服务(GPRS)相结合的方法，终端传感器节点数据需要通过Zigbee网络将数据发送至GPRS网关，造成GPRS网络模块的功耗较大，同时二级网络架构设计导致数据传输时延大、效率低，同时增加了系统故障率。

技术实现思路

[0007]本技术的目的是提供一种农田环境遥测装置，以解决现有农田环境信息采集参数单一、功耗高的问题，在降低功耗的同时实现多种传感器的数据采集。
[0008]为实现上述目的，本技术提供了如下方案：
[0009]一种农田环境遥测装置，所述装置包括：农情监测单元、接口电路、中央处理单元和NB
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IoT数据上传模块；
[0010]所述农情监测单元的信号输出端与所述接口电路连接，所述农情监测单元用于测量农田环境信息，并将所述农田环境信息传输至所述接口电路；
[0011]所述接口电路与所述中央处理单元连接，所述接口电路用于通过Modbus
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RTU通信协议将所述农田环境信息传输至所述中央处理单元；
[0012]所述中央处理单元与所述NB
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IoT数据上传模块连接，所述中央处理单元用于对所述农田环境信息进行处理，获得处理后的农田环境信息，并将所述处理后的农田环境信息
传输至所述NB
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IoT数据上传模块；
[0013]所述NB
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IoT数据上传模块用于通过CoAP通信协议将所述处理后的农田环境信息传输至云平台。
[0014]可选的，所述农情监测单元包括：空气温度传感器、空气湿度传感器、光照强度传感器、风速传感器、风向传感器、光辐射传感器、土壤温度传感器、土壤水分传感器、土壤电导率传感器、雨量传感器和雪量传感器；
[0015]所述空气温度传感器的信号输出端、所述空气湿度传感器的信号输出端、所述光照强度传感器的信号输出端、所述风速传感器的信号输出端、所述风向传感器的信号输出端、所述光辐射传感器的信号输出端、所述土壤温度传感器的信号输出端、所述土壤水分传感器的信号输出端、所述土壤电导率传感器的信号输出端、所述雨量传感器的信号输出端和所述雪量传感器的信号输出端均与所述接口电路连接。
[0016]可选的，所述装置还包括：最小系统模块、JTAG调试模块、LED指示模块、存储模块和电源电路模块；
[0017]所述电源电路模块分别与所述农情监测单元、所述最小系统模块、所述JTAG调试模块和所述LED指示模块连接，所述电源电路模块用于为所述农情监测单元、所述最小系统模块、所述JTAG调试模块和所述LED指示模块提供电能；
[0018]所述最小系统模块与所述中央处理单元连接，所述最小系统模块用于通过所述电源电路模块为所述中央处理单元提供电源，并为所述中央处理单元提供稳定的时钟源和复位信号；
[0019]所述JTAG调试模块与所述中央处理单元连接，所述JTAG调试模块用于所述中央处理单元程序的调试与下载；
[0020]所述LED指示模块与所述中央处理单元连接，所述LED指示模块用于显示所述中央处理单元采集所述农田环境信息的工作状态；
[0021]所述存储模块与所述中央处理单元连接，所述存储模块用于存储所述中央处理单元的农田环境信息。
[0022]可选的，所述最小系统模块包括：晶振电路、按键复位电路、BOOT启动方式选择电路和供电电路；
[0023]所述晶振电路分别与所述中央处理单元和所述电源电路模块连接，所述晶振电路用于为所述中央处理单元提供稳定的时钟源；
[0024]所述按键复位电路分别与所述中央处理单元和所述电源电路模块连接，所述按键复位电路用于在按键按下时为所述中央处理单元提供复位信号；
[0025]所述BOOT启动方式选择电路分别与所述中央处理单元和所述电源电路模块连接，所述BOOT启动方式选择电路用于为所述中央处理单元提供系统复位后的启动模式；
[0026]所述供电电路分别与所述中央处理单元和所述电源电路模块连接，所述供电电路用于为所述中央处理单元提供电能。
[0027]可选的，所述接口电路为RS485接口电路，RS485接口电路采用SP3485芯片。
[0028]可选的，所述中央处理单元为STM32F103RCT6。
[0029]可选的，所述NB
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IoT数据上传模块为SIM7020C。
[0030]根据本技术提供的具体实施例，本技术公开了以下技术效果：
[0031]本技术提供了一种农田环境遥测装置，农情监测单元测量农田环境信息，将农田环境信息传输给接口电路，接口电路通过Modbus
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RTU通信协议将农田环境信息传输至中央处理单元，克服了现有技术由于连接农情监测单元的接口不足的缺陷，实现了多种传感器的数据采集，全面监测农田环境；中央处理单元将处理后的农田环境信息传输至NB
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IoT数据上传模块，NB
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IoT数据上传模块通过CoAP通信协议将处理后的农田环境信息传输至云平台，利用NB
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IoT网络，降低了整套系统的功耗，提高了设备使用寿命。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种农田环境遥测装置，其特征在于，所述装置包括：农情监测单元、接口电路、中央处理单元和NB
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IoT数据上传模块；所述农情监测单元的信号输出端与所述接口电路连接，所述农情监测单元用于测量农田环境信息，并将所述农田环境信息传输至所述接口电路；所述接口电路与所述中央处理单元连接，所述接口电路用于通过Modbus
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RTU通信协议将所述农田环境信息传输至所述中央处理单元；所述中央处理单元与所述NB
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IoT数据上传模块连接，所述中央处理单元用于对所述农田环境信息进行处理，获得处理后的农田环境信息，并将所述处理后的农田环境信息传输至所述NB
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IoT数据上传模块；所述NB
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IoT数据上传模块用于通过CoAP通信协议将所述处理后的农田环境信息传输至云平台。2.根据权利要求1所述的农田环境遥测装置，其特征在于，所述农情监测单元包括：空气温度传感器、空气湿度传感器、光照强度传感器、风速传感器、风向传感器、光辐射传感器、土壤温度传感器、土壤水分传感器、土壤电导率传感器、雨量传感器和雪量传感器；所述空气温度传感器的信号输出端、所述空气湿度传感器的信号输出端、所述光照强度传感器的信号输出端、所述风速传感器的信号输出端、所述风向传感器的信号输出端、所述光辐射传感器的信号输出端、所述土壤温度传感器的信号输出端、所述土壤水分传感器的信号输出端、所述土壤电导率传感器的信号输出端、所述雨量传感器的信号输出端和所述雪量传感器的信号输出端均与所述接口电路连接。3.根据权利要求1所述的农田环境遥测装置，其特征在于，所述装置还包括：最小系统模块、JTAG调试模块、LED指示模块、存储模块和电源电路模块；所述电源电路模块分别与所述农情监测单元、所述最小系统模块、所述JTAG调试模块和...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁伟，张为彬，王康，高强，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：新型
国别省市：