CN108572579A - 基于物联网的农业大棚数据处理分析系统 - Google Patents

基于物联网的农业大棚数据处理分析系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于物联网的农业大棚数据处理分析系统，包括峰值检测电路、低峰耦合补偿电路、反馈调幅电路，峰值检测电路实时检测物联网数据传输通道内的信号，峰值小于0.5V下限标准信号时，低峰值信号进入低峰耦合补偿电路中，与+5V上限标准信号进行差值运算，耦合到峰值检测电路中，峰值高于或等于+5V上限标准信号时，三极管Q1、Q2、Q3组成的三级逐级导通电路逐级导通，一至三级三极管逐级导通可改变运放AR3为核心的比例放大电路的放大倍数，稳压电路稳压后输出0.5V~+5V标准信号。本发明能实时检测数据传输通道内信号的峰值，低峰时耦合补偿，高峰时比例调节，输出稳定的0.5V~+5V标准信号到终端服务器，有效的解决了信号失真不能被终端服务器有效接收的问题。

Description

基于物联网的农业大棚数据处理分析系统
技术领域
本发明涉及数据处理分析技术领域，特别是涉及基于物联网的农业大棚数据处理分析系统。
背景技术
基于物联网的农业大棚不仅解放了劳动力，降低了生产成本，还能调节农作物产期，提高生产率，在设施农业发展过程中，基于物联网的农业大棚控制系统是一项必备的技术，其通过数据采集（通过各种传感器进行采集物联网农业大棚信息）、数据传输（有线传输和无线传输，进行数据通讯）、数据分析处理（通过终端服务器将接收的数据分析处理），然而现在的物联网农业大棚数据较为繁多，且受环境、数据传输等因素影响，会导致信号失真（偏离0.5V~+5V标准信号），使终端服务器不能有效的接收数据传输通道内的信号。
所以本发明提供一种新的方案来解决此问题。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供基于物联网的农业大棚数据处理分析系统，具有构思巧妙、人性化设计的特性，实时检测数据传输通道内信号的峰值，低峰时耦合补偿，高峰时比例调节，输出稳定的0.5V~+5V标准信号到终端服务器，有效的解决了信号失真不能被终端服务器有效接收的问题。
其解决的技术方案是，包括峰值检测电路、低峰耦合补偿电路、反馈调幅电路，其特征在于，所述峰值检测电路检测农业大棚数据处理分析系统中物联网数据传输通道内的信号，经电感L1、电容C1、电容C2组成的π型滤波电路滤除干扰，之后进入运放AR1、运放AR2、电阻R1、电阻R2、二极管D1、二极管D2、电容C3组成的峰值检测电路，峰值小于0.5V下限标准信号时，二极管D1正向偏置，低峰值信号进入低峰耦合补偿电路中，所述低峰耦合补偿电路经分压限流后进入运放AR4的同相输入端与反相输入端+5V上限标准信号进行差值运算，运放AR4的输出端输出差值电压耦合到峰值检测电路中运放AR1的同相输入端，峰值高于或等于+5V上限标准信号时，二极管D2正向偏置，运放AR2电压跟随后输出，之后经运放AR3为核心的比例放大电路放大、三极管Q4为核心的稳压电路稳压后输出，所述反馈调幅电路采集稳压后输出信号，并比例放大，高于+5V上限标准信号的幅度越大，三极管Q1、Q2、Q3组成的三级逐级导通电路导通级数越多，一至三级三极管逐级导通可改变运放AR3为核心的比例放大电路的放大倍数，使输出电压稳定在0.5V~+5V标准信号之间；
所述反馈调幅电路，当稳压后输出信号高于+5V上限标准信号时，电位器RW2、电阻R11组成采样电路电压触发二极管D5导通，运放AR3为核心的比例放大电路放大后进入三极管Q1、Q2、Q3组成的三级逐级导通电路，具体的稳压后输出信号5.0V-5.7V时，三极管Q1导通、继电器K1线圈得电、常开触点闭合，电阻R15并联接到运放AR3反馈电阻R9的两端，稳压后输出信号5.8V-6.4V时，三极管Q1、Q2导通、继电器K1、K2线圈得电、常开触点闭合，电阻R15和电阻R16并联接到运放AR3反馈电阻R9的两端，稳压后输出信号高于6.4V时，三极管Q1、Q2、Q3导通、继电器K1、K2、K3线圈得电、常开触点闭合，电阻R15和电阻R16及电阻R17并联接到运放AR3反馈电阻R9的两端，以此改变运放AR3为核心的比例放大电路的放大倍数，使输出电压稳定在0.5V~+5V标准信号。
由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点；
1，通过峰值检测电路实时检测物联网数据传输通道内的信号，峰值小于0.5V下限标准信号时，低峰值信号进入低峰耦合补偿电路中，与+5V上限标准信号进行差值运算，耦合到峰值检测电路中，峰值高于或等于+5V上限标准信号时，经电压跟随、比例放大、稳压后输出0.5V~+5V标准信号到物联网的农业大棚数据处理分析系统的终端服务器，解决了信号失真的问题，简单实用，成本低。
2，反馈调幅电路通过采集稳压后输出信号，并比例放大，高于+5V上限标准信号的幅度越大，三极管Q1、Q2、Q3组成的三级逐级导通电路导通级数越多，一至三级三极管逐级导通可改变运放AR3为核心的比例放大电路的放大倍数，使输出电压稳定在0.5V~+5V标准信号之间，保证终端服务器能有效接收物联网数据传输通道内的信号。
附图说明
图1为本发明基于物联网的农业大棚数据处理分析系统的模块图。
图2为本发明基于物联网的农业大棚数据处理分析系统的原理图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图2对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
实施例一，基于物联网的农业大棚数据处理分析系统，包括峰值检测电路、低峰耦合补偿电路、反馈调幅电路，其特征在于，所述峰值检测电路检测农业大棚数据处理分析系统中物联网数据传输通道内的信号(此信号包括温度传感器、水分传感器 、二氧化碳传感器、YN-4000土壤分析仪、摄像头、光照传感器等采集的物联网农业大棚信息，传感器具体采集过程为现有技术，在此不再详述)，经电感L1、电容C1、电容C2组成的π型滤波电路滤除干扰，之后进入运放AR1、运放AR2、电阻R1、电阻R2、二极管D1、二极管D2、电容C3组成的峰值检测电路，峰值小于0.5V下限标准信号时，二极管D1正向偏置，低峰值信号进入低峰耦合补偿电路中，所述低峰耦合补偿电路经分压、单向导电后进入运放AR4的同相输入端与反相输入端+5V上限标准信号进行差值运算，运放AR4的输出端输出差值电压耦合到峰值检测电路中运放AR1的同相输入端，峰值高于或等于+5V上限标准信号时，二极管D2正向偏置，运放AR2电压跟随后输出，之后进入电阻R7、电阻R8、电阻R9、运放AR3组成的比例放大电路，其中电阻R9为反馈电阻，改变电阻R9的阻值可改变比例放大的倍数，最后进入三极管Q4、电阻R10、稳压管D8、电解电容C4组成的稳压电路（其中电阻R10为三极管Q4的集电极偏置电阻，稳压管D8稳定三极管Q4基极偏压，电解电容C4为滤波电容）稳压后输出到物联网的农业大棚数据处理分析系统的终端服务器，所述反馈调幅电路用于将输出信号稳定在0.5V~+5V标准信号，保证终端服务器能有效接收，采集稳压后输出信号，并比例放大，高于+5V上限标准信号的幅度越大，三极管Q1、Q2、Q3组成的三级逐级导通电路导通级数越多，一至三级三极管逐级导通可改变运放AR3为核心的比例放大电路的放大倍数，使输出电压稳定在0.5V~+5V标准信号之间；
所述反馈调幅电路用于将输出信号稳定在0.5V~+5V标准信号，保证终端服务器能有效接收，具体的当稳压后输出信号高于+5V上限标准信号时，电位器RW2、电阻R11组成采样电路电压触发二极管D5导通，进入运放AR3、电阻R12、电阻R13、电阻R14组成的比例放大电路放大后，进入三极管Q1、Q2、Q3组成的三级逐级导通电路，具体的稳压后输出信号5.0V-5.7V时，三极管Q1导通、继电器K1线圈得电、常开触点闭合，电阻R15并联接到运放AR3反馈电阻R9的两端，稳压后输出信号5.8V-6.4V时，三极管Q1、Q2导通、继电器K1、K2线圈得电、常开触点闭合，电阻R15和电阻R16并联接到运放AR3反馈电阻R9的两端，稳压后输出信号高于6.4V时，三极管Q1、Q2、Q3导通、继电器K1、K2、K3线圈得电、常开触点闭合，电阻R15和电阻R16及电阻R17并联接到运放AR3反馈电阻R9的两端，以此改变运放AR3为核心的比例放大电路的放大倍数，使输出电压稳定在0.5V~+5V标准信号。
实施例二，在实施例一的基础上，所述峰值检测电路接收农业大棚数据处理分析系统中物联网数据传输通道内的信号，经电感L1、电容C1、电容C2组成的π型滤波电路滤除干扰，之后进入运放AR1、运放AR2、电阻R1、电阻R2、二极管D1、二极管D2、电容C3组成的峰值检测电路，峰值小于0.5V下限标准信号时，二极管D1正向偏置，低峰值信号进入低峰耦合补偿电路中，峰值高于或等于+5V上限标准信号时，二极管D2正向偏置，运放AR2电压跟随后输出，之后进入电阻R7、电阻R8、电阻R9、运放AR3组成的比例放大电路，其中电阻R9为反馈电阻，改变电阻R9的阻值可改变比例放大的倍数，最后进入三极管Q4、电阻R10、稳压管D8、电解电容C4组成的稳压电路（其中电阻R10为三极管Q4的集电极偏置电阻，稳压管D8稳定三极管Q4基极偏压，电解电容C4为滤波电容）稳压后输出到物联网的农业大棚数据处理分析系统的终端服务器，包括电感L1，电感L1的左端和接地电容C1的上端连接，电感L1的右端和接地电容C2的上端连接运放AR1的同相输入端，运放AR1的输出端分别连接二极管D1的负极、二极管D2的正极，二极管D1的正极分别连接运放AR1的反相输入端、电阻R4的一端，二极管D2的负极连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端分别连接接地电容C3的一端运放AR2的同相输入端，运放AR2的反相输入端分别连接电阻R1的另一端、运放AR2的输出端、电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接运放AR3的同相输入端，运放AR3的反相输入端分别连接接地电阻R8的一端、电阻R9的一端，电阻R9另一端分别运放AR3的输出端、电阻R10的一端、三极管Q4的集电极，三极管Q4的基极分别连接电阻R10的另一端、稳压管D8的负极、电解电容C4的正极，稳压管D8的正极和电解电容C4的负极连接地，三极管Q4的发射极为峰值检测电路的输出信号。
实施三，在实施例一的基础上，所述低峰耦合补偿电路接收峰值检测电路低峰值信号，经电阻R4和电位器RW1组成的分压电路对低峰值信号采样、二极管D3单向导电后进入运放AR4的同相输入端与反相输入端+5V上限标准信号（由电源+5V经二极管D4单向导电、电阻R6和电容C3组成的滤波电路阻容滤波、电阻R3限流后提供）进行差值运算，运放AR4的输出端输出差值电压耦合到峰值检测电路中运放AR1的同相输入端，以此弥补信号传输中造成的衰减，包括电位器RW1，电位器RW1的左端连接运放AR1的反相输入端，电位器RW1的右端连接地，电位器RW1的可调端连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接二极管D3的负极，二极管D3的正极分别连接运放AR4的同相输入端、电阻R5的一端，运放AR4的反相输入端连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端分别连接电阻R6的一端、接地电容C3的一端，电阻R6的另一端连接二极管D4的负极，二极管D4的正极连接电源+5V，电阻R5的另一端连接运放AR4的输出端，为低峰耦合补偿电路的输出信号。
本发明具体使用时，基于物联网的农业大棚数据处理分析系统，包括峰值检测电路、低峰耦合补偿电路、反馈调幅电路，所述峰值检测电路检测农业大棚数据处理分析系统中物联网数据传输通道内的信号，经电感L1、电容C1、电容C2组成的π型滤波电路滤除干扰，之后进入运放AR1、运放AR2、电阻R1、电阻R2、二极管D1、二极管D2、电容C3组成的峰值检测电路，峰值小于0.5V下限标准信号时，二极管D1正向偏置，低峰值信号进入低峰耦合补偿电路中，所述低峰耦合补偿电路经分压、单向导电后进入运放AR4的同相输入端与反相输入端+5V上限标准信号进行差值运算，运放AR4的输出端输出差值电压耦合到峰值检测电路中运放AR1的同相输入端，峰值高于或等于+5V上限标准信号时，二极管D2正向偏置，运放AR2电压跟随后输出，之后进入电阻R7、电阻R8、电阻R9、运放AR3组成的比例放大电路，其中电阻R9为反馈电阻，改变电阻R9的阻值可改变比例放大的倍数，最后进入三极管Q4、电阻R10、稳压管D8、电解电容C4组成的稳压电路稳压后输出到物联网的农业大棚数据处理分析系统的终端服务器，使信号控制在0.5V~+5V标准信号之间，解决了信号失真 的问题，简单实用，成本低；所述反馈调幅电路用于将输出信号更加精确的稳定在0.5V~+5V标准信号，保证终端服务器能有效接收，具体的当稳压后输出信号高于+5V上限标准信号时，电位器RW2、电阻R11组成采样电路电压触发二极管D5导通，进入运放AR3、电阻R12、电阻R13、电阻R14组成的比例放大电路放大后，进入三极管Q1、Q2、Q3组成的三级逐级导通电路，具体的稳压后输出信号5.0V-5.7V时，三极管Q1导通、继电器K1线圈得电、常开触点闭合，电阻R15并联接到运放AR3反馈电阻R9的两端，稳压后输出信号5.8V-6.4V时，三极管Q1、Q2导通、继电器K1、K2线圈得电、常开触点闭合，电阻R15和电阻R16并联接到运放AR3反馈电阻R9的两端，稳压后输出信号高于6.4V时，三极管Q1、Q2、Q3导通、继电器K1、K2、K3线圈得电、常开触点闭合，电阻R15和电阻R16及电阻R17并联接到运放AR3反馈电阻R9的两端，以此改变运放AR3为核心的比例放大电路的放大倍数，使输出电压稳定在0.5V~+5V标准信号。
以上所述是结合具体实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施仅局限于此；对于本发明所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本发明技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本发明保护范围之内。

Claims (3)

1.基于物联网的农业大棚数据处理分析系统，包括峰值检测电路、低峰耦合补偿电路、反馈调幅电路，其特征在于，所述峰值检测电路检测农业大棚数据处理分析系统中物联网数据传输通道内的信号，经电感L1、电容C1、电容C2组成的π型滤波电路滤除干扰，之后进入运放AR1、运放AR2、电阻R1、电阻R2、二极管D1、二极管D2、电容C3组成的峰值检测电路，峰值小于0.5V下限标准信号时，二极管D1正向偏置，低峰值信号进入低峰耦合补偿电路中，所述低峰耦合补偿电路经分压、单向导电后进入运放AR4的同相输入端与反相输入端+5V上限标准信号进行差值运算，运放AR4的输出端输出差值电压耦合到峰值检测电路中运放AR1的同相输入端，峰值高于或等于+5V上限标准信号时，二极管D2正向偏置，运放AR2电压跟随后输出，之后经运放AR3为核心的比例放大电路放大、三极管Q4为核心的稳压电路稳压后输出，所述反馈调幅电路采集稳压后输出信号，并比例放大，高于+5V上限标准信号的幅度越大，三极管Q1、Q2、Q3组成的三级逐级导通电路导通级数越多，一至三级三极管逐级导通可改变运放AR3为核心的比例放大电路的放大倍数，使输出电压稳定在0.5V~+5V标准信号之间；
所述反馈调幅电路，当稳压后输出信号高于+5V上限标准信号时，电位器RW2、电阻R11组成采样电路电压触发二极管D5导通，运放AR3为核心的比例放大电路放大后进入三极管Q1、Q2、Q3组成的三级逐级导通电路，具体的稳压后输出信号5.0V-5.7V时，三极管Q1导通、继电器K1线圈得电、常开触点闭合，电阻R15并联接到运放AR3反馈电阻R9的两端，稳压后输出信号5.8V-6.4V时，三极管Q1、Q2导通、继电器K1、K2线圈得电、常开触点闭合，电阻R15和电阻R16并联接到运放AR3反馈电阻R9的两端，稳压后输出信号高于6.4V时，三极管Q1、Q2、Q3导通、继电器K1、K2、K3线圈得电、常开触点闭合，电阻R15和电阻R16及电阻R17并联接到运放AR3反馈电阻R9的两端，以此改变运放AR3为核心的比例放大电路的放大倍数，使输出电压稳定在0.5V~+5V标准信号。
2.如权利要求1所述的基于物联网的农业大棚数据处理分析系统，其特征在于，所述峰值检测电路包括电感L1，电感L1的左端和接地电容C1的上端连接农业大棚数据处理分析系统中物联网数据传输通道内的信号，电感L1的右端和接地电容C2的上端连接运放AR1的同相输入端，运放AR1的输出端分别连接二极管D1的负极、二极管D2的正极，二极管D1的正极分别连接运放AR1的反相输入端、电阻R4的一端，二极管D2的负极连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端分别连接接地电容C3的一端运放AR2的同相输入端，运放AR2的反相输入端分别连接电阻R1的另一端、运放AR2的输出端、电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接运放AR3的同相输入端，运放AR3的反相输入端分别连接接地电阻R8的一端、电阻R9的一端，电阻R9另一端分别运放AR3的输出端、电阻R10的一端、三极管Q4的集电极，三极管Q4的基极分别连接电阻R10的另一端、稳压管D8的负极、电解电容C4的正极，稳压管D8的正极和电解电容C4的负极连接地，三极管Q4的发射极为峰值检测电路的输出信号。
3.如权利要求1所述的基于物联网的农业大棚数据处理分析系统，其特征在于，所述低峰耦合补偿电路包括电位器RW1，电位器RW1的左端连接运放AR1的反相输入端，电位器RW1的右端连接地，电位器RW1的可调端连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接二极管D3的负极，二极管D3的正极分别连接运放AR4的同相输入端、电阻R5的一端，运放AR4的反相输入端连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端分别连接电阻R6的一端、接地电容C3的一端，电阻R6的另一端连接二极管D4的负极，二极管D4的正极连接电源+5V，电阻R5的另一端连接运放AR4的输出端，为低峰耦合补偿电路的输出信号。
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