基于Arduino的环保钻机传感器信息采集系统技术方案

本实用新型专利技术提供基于Arduino的环保钻机传感器信息采集系统，包括Arduino开发板、总线模块、物联网模块、云端服务器，Arduino开发板通过总线模块与环保钻机的PLC模块连接，环保钻机的PLC模块与环保钻机的各类传感器连接，Arduino开发板与物联网模块连接，物联网模块与云端服务器连接。本实用新型专利技术基于Arduino平台的硬件实现对环保钻机上原有传感器数据的采集，并通过网络上传至云端服务器，实现远程对设备状态的监控管理，无需人工判断土壤环境，准确率高，同时实现特殊场地的土壤采样，适用范围广。

【技术实现步骤摘要】
基于Arduino的环保钻机传感器信息采集系统
本技术涉及环保钻机的土壤采样领域，尤其涉及基于Arduino的环保钻机传感器信息采集系统。
技术介绍
在全球经济快速发展与人们越来越关注健康和可持续发展的今天，环保问题越来越受到重视。在环保的土壤修复领域，国家先后开展了多项土壤专项活动，旨在大力推进我国土壤修复行业的发展。在土壤修复过程中需要使用特定的土壤取样钻机对待修复场地的土壤情况进行取样勘探，但国内因为在土壤领域的商业发展尚不成熟，所以缺少相关的土壤采样设备的制造方法。此外，由于我国地理分布的特异性，环保钻机在进行采样的同时也需要关注不同土壤的特异性，选择不同的采样方式。而对于土壤环境的判断一般只能通过经验丰富的钻机操作人员现场进行判断，这种方式一方面受制于人工经验判断带来的准确率模糊问题，另一方面，在某些特殊场地，例如在重度污染场地中，操作人员难以进入现场操作的情况下，土壤采样便存在了操作上的困难。同时，在设备的制造过程中为了辅助人工的操作，一般的钻机还加装了一系列传感器实时采集设备的当前各项状态数据，然后将数据显示在控制面板上供操作人员查看，但在难以现场直接操作的情况下，进入场地的设备各项状态便难以监测。因此，亟待开发一种环保钻机的传感器信息采集系统。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术的目的在于提供基于Arduino的环保钻机传感器信息采集系统，基于Arduino平台的硬件实现对环保钻机上原有传感器数据的采集，并通过网络上传至云端服务器，实现远程对设备状态的监控管理。<br>本技术提供基于Arduino的环保钻机传感器信息采集系统，包括Arduino开发板、总线模块、物联网模块、云端服务器，所述Arduino开发板通过所述总线模块与环保钻机的PLC模块连接，环保钻机的PLC模块与环保钻机的各类传感器连接，所述Arduino开发板与所述物联网模块连接，所述物联网模块与所述云端服务器连接。进一步地，所述总线模块为CAN总线模块，所述CAN总线模块通过CAN总线与环保钻机的PLC模块连接。进一步地，所述Arduino开发板采用Atmega328P。进一步地，所述CAN总线模块采用MCP2515，MCP2515的片选输入引脚与Atmega328P的主从选择引脚连接，MCP2515的数据输出引脚与Atmega328P的主机输入引脚连接，MCP2515的数据输入引脚与Atmega328P的主机输出引脚连接，MCP2515的时钟输入引脚与Atmega328P的主机时钟输入引脚连接，MCP2515的中断输出引脚空置。进一步地，所述Arduino开发板通过RS-232标准的UART串口与所述物联网模块连接。进一步地，还包括蓝牙模块，所述Arduino开发板通过所述蓝牙模块与所述物联网模块连接。进一步地，所述蓝牙模块具体为HC-06蓝牙模块，HC-06蓝牙模块的数据发送引脚与Atmega328P的数据接收引脚连接，HC-06蓝牙模块的数据接收引脚与Atmega328P的数据发送引脚连接。进一步地，所述物联网模块采用树莓派4B开发板搭载网络扩展板和物联卡。进一步地，所述网络扩展板采用SIM7600CE4G。进一步地，所述树莓派4B开发板内安装有Python版本的paho-mqtt客户端。相比现有技术，本技术的有益效果在于：本技术提供基于Arduino的环保钻机传感器信息采集系统，包括Arduino开发板、总线模块、物联网模块、云端服务器，Arduino开发板通过总线模块与环保钻机的PLC模块连接，环保钻机的PLC模块与环保钻机的各类传感器连接，Arduino开发板与物联网模块连接，物联网模块与云端服务器连接。本技术基于Arduino平台的硬件实现对环保钻机上原有传感器数据的采集，并通过网络上传至云端服务器，实现远程对设备状态的监控管理，无需人工判断土壤环境，准确率高，同时实现特殊场地的土壤采样，适用范围广。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术的基于Arduino的环保钻机传感器信息采集系统框图；图2为本技术的Arduino开发板与CAN总线模块连接示意图。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。基于Arduino的环保钻机传感器信息采集系统，如图1所示，包括Arduino开发板、总线模块、物联网模块、云端服务器，Arduino开发板通过总线模块与环保钻机的PLC模块连接，环保钻机的PLC模块与环保钻机的各类传感器连接，Arduino开发板与物联网模块连接，物联网模块与云端服务器连接。在一实施例中，总线模块为CAN总线模块，CAN总线模块通过CAN总线与环保钻机的PLC模块连接。如图2所示，Arduino开发板采用Atmega328P，CAN总线模块采用MCP2515，MCP2515采用5V供电，MCP2515的片选输入引脚(CS引脚)与Atmega328P的主从选择引脚(PB2引脚)连接，MCP2515的数据输出引脚(SO引脚)与Atmega328P的主机输入引脚(PB4引脚)连接，MCP2515的数据输入引脚(SI引脚)与Atmega328P的主机输出引脚(PB3引脚)连接，MCP2515的时钟输入引脚(SCK引脚)与Atmega328P的主机时钟输入引脚(PB5引脚)连接，MCP2515的中断输出引脚(INT引脚)空置。MCP2515将采集的数据通过CAN总线发送至Arduino开发板，实现对环保钻机设备数据的采集。在一实施例中，Arduino开发板通过RS-232标准的UART串口与物联网模块连接。Arduino开发板对CAN总线传输过来的数据进行解析处理，对传感器的数值进行监控，当数据波动超过阈值则将该数据以及预警信息使用RS-232标准的异步收发传输器(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter)UART串口通信，传输至物联网模块。在一实施例中，还包括蓝牙模块，Arduino开发板通过蓝牙模块与物联网模块连接。蓝牙模块具体为HC-06蓝牙模块，HC-06蓝牙模块的数据发送引脚(TXD引脚)与Atmega328P的数据接收引脚(RX引脚)连接，HC-06蓝牙模块的数据接收引脚(RXD引脚)与Atmega328P的数据发送引脚(TX引脚)连接。Arduino开发板对CAN总线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于Arduino的环保钻机传感器信息采集系统，其特征在于：包括Arduino开发板、总线模块、物联网模块、云端服务器，所述Arduino开发板通过所述总线模块与环保钻机的PLC模块连接，环保钻机的PLC模块与环保钻机的各类传感器连接，所述Arduino开发板与所述物联网模块连接，所述物联网模块与所述云端服务器连接。/n

【技术特征摘要】
1.基于Arduino的环保钻机传感器信息采集系统，其特征在于：包括Arduino开发板、总线模块、物联网模块、云端服务器，所述Arduino开发板通过所述总线模块与环保钻机的PLC模块连接，环保钻机的PLC模块与环保钻机的各类传感器连接，所述Arduino开发板与所述物联网模块连接，所述物联网模块与所述云端服务器连接。


2.如权利要求1所述的基于Arduino的环保钻机传感器信息采集系统，其特征在于：所述总线模块为CAN总线模块，所述CAN总线模块通过CAN总线与环保钻机的PLC模块连接。


3.如权利要求2所述的基于Arduino的环保钻机传感器信息采集系统，其特征在于：所述Arduino开发板采用Atmega328P。


4.如权利要求3所述的基于Arduino的环保钻机传感器信息采集系统，其特征在于：所述CAN总线模块采用MCP2515，MCP2515的片选输入引脚与Atmega328P的主从选择引脚连接，MCP2515的数据输出引脚与Atmega328P的主机输入引脚连接，MCP2515的数据输入引脚与Atmega328P的主机输出引脚连接，MCP2515的时钟输入引脚与Atmega328P的主机时钟输入引脚连接，MCP2515的中断输出引脚空置。
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【专利技术属性】
技术研发人员：邓一荣，吕明超，李洪伟，程功弼，祖浩杰，陆海建，王晓康，姜利国，李韦钰，杨婕，
申请(专利权)人：广东省环境科学研究院，
类型：新型
国别省市：广东;44