CN108693329A - 一种基于二线制总线的土壤监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于二线制总线的土壤监测系统，包括云端服务器、二线制总线、数据传输模块、电源模块、多个终端模块；云端服务器与数据传输模块进行通信，电源模块与数据传输模块进行电连接，数据传输模块通过二线制总线与多个终端模块连接；所述云端服务器对数据传输模块上传的数据进行接收、显示、存储；并对数据传输模块发送指令；所述二线制总线用于数据传输模块与终端模块之间的通信与电力连接；所述数据传输模块用于数据传送，并为二线制总线提供电能；所述电源模块对数据传输模块进行供电，所述终端模块包括单片机、变送器和传感器；本发明有利于简化网络结构，节省布线人工和布线材料。
Description
技术领域
本发明涉及智慧农业领域，尤其涉及一种基于二线制总线的土壤监测系统。
背景技术
智慧农业就是将物联网技术运用到传统农业中去，运用传感器和软件通过移动平台或者电脑平台对农业生产进行控制，集成应用计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、3S技术、无线通信技术及专家智慧与知识，实现农业可视化远程诊断、远程控制、灾变预警等智能管理，使传统农业更具有“智慧”。更广泛意义上讲，智慧农业还包括农业电子商务、食品溯源防伪、农业休闲旅游、农业信息服务等方面的内容。
智慧农业并不是简单的一根网线，一个APP，而是物联网技术与传统农业的深度结合。其中最关键的是传感器技术。通过传感器技术可以有效地降低人力消耗，更能极大的摆脱天气因素的限制，同时将农业生产中的个人经验转化成更科学，更精确的信息手段和以软件为中心的生产模式，从而让农业生产真正走上智能化、自动化和远程控制化的智慧农业发展之路。
目前的土壤监测系统已经较为常见，但有线网连接布线困难且成本较高，无线网连接成本。在实际的工程建设中，一般采用供电系统和通信系统分网布放的方式，能够满足大多数场景的需求，但在某些距离较远、施工不便的场合，采用无线信号传输易受阻挡，易受天气的影响，因此采用供电与通信共线传输的方式能够解决以上问题，简化布线的难度，保证信号传输质量，同时有利于节省线缆材料。
为了解决上述问题，本发明提出一种基于二线制总线的土壤监测系统。该系统在二线制通信总线上发送信号，以成熟的工业控制总线为基础，实现电路与通信共线传输，以满足线缆不易布放场景的布线要求，同时节省线缆材料，简化网络结构。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种基于二线制总线的土壤监测系统，以二线制总线为系统总线，实现供电与通信共线传输，简化网络结构，提升土壤监测的智能化。
具体的，一种基于二线制总线的土壤监测系统，其结构包括云端服务器、二线制总线、数据传输模块、电源模块、多个终端模块；所述云端服务器与数据传输模块进行通信，所述电源模块与数据传输模块进行电连接，所述数据传输模块通过二线制总线与多个终端模块连接；
所述云端服务器对数据传输模块上传的数据进行接收、显示、存储；并对数据传输模块发送指令；
所述二线制总线用于数据传输模块与终端模块之间的通信与电力连接；
所述数据传输模块用于数据传送，根据接收的信号实现数据采集、轮询控制功能；并为二线制总线提供电能；
所述电源模块对数据传输模块进行供电，电源模块的供电方式可采用交流220V或太阳能面板或4V/12V铅酸电池；
所述终端模块包括单片机、变送器和传感器；所述单片机与变送器相连，所述变送器与传感器相连；所述单片机包含A/D转化电路、变送器供电通断控制电路，并具有休眠和工作两种状态；所述变送器输出电流为4-20mA，以对传感器供电。
所述单片机处于休眠状态时，停止对变送器供电；当数据传输模块通过二线制总线向单片机发送轮询指令时，单片机从休眠状态唤醒，转为工作状态，如果数据传输模块轮询目标为自己时，则向变送器供电；将变送器传来的电流或者电压信号进行转化量化后，通过二线制总线传给数据传输模块，然后关闭传感器供电，单片机转为休眠状态。
所述数据传输模块能够通过RS485接口或RS232接口进行配置；配置方式可以是通过云端服务器进行远程配置，或在现场通过连电脑终端进行配置。
所述传感器可以是溶解氧传感器、二氧化碳传感器、PH值传感器、温湿度传感器、余氯传感器、总有机碳传感器、电导率传感器、溶解氧传感器、浊度传感器、盐度传感器之一。
所述单片机拥有自己的唯一的编号或地址，以判断自己是否是轮询目标。
所述数据传输模块的无线通信方式为NB-IoT或者4G。
所述云端服务器还包括告警模块，所述告警模块可以是声光报警或远程报警。
本发明的有益效果在于：满足线缆不易布放场景的布线要求，同时简化网络结构，减少施工工作量，节省线缆材料，提升土壤监测的智能化。
附图说明
图1是为本发明的系统结构图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。系统结构为附图所示：
一种基于二线制总线的土壤监测系统，其结构包括云端服务器、二线制总线、数据传输模块、电源模块、多个终端模块；所述云端服务器与数据传输模块进行通信，所述电源模块与数据传输模块进行电连接，所述数据传输模块通过二线制总线与多个终端模块连接；
所述云端服务器对数据传输模块上传的数据进行接收、显示、存储；并对数据传输模块发送指令；
所述二线制总线用于数据传输模块与终端模块之间的通信与电力连接；
所述数据传输模块用于数据传送，根据接收的信号实现数据采集、轮询控制功能；并为二线制总线提供电能；
所述电源模块对数据传输模块进行供电，电源模块的供电方式可采用交流220V或太阳能面板或4V/12V铅酸电池；
所述终端模块包括单片机、变送器和传感器；所述单片机与变送器相连，所述变送器与传感器相连；所述单片机包含A/D转化电路、变送器供电通断控制电路，并具有休眠和工作两种状态；所述变送器输出电流为4-20mA，以对传感器供电。
所述单片机处于休眠状态时，停止对变送器供电；当数据传输模块通过二线制总线向单片机发送轮询指令时，单片机从休眠状态唤醒，转为工作状态，如果数据传输模块轮询目标为自己时，则向变送器供电；将变送器传来的电流或者电压信号进行转化量化后，通过二线制总线传给数据传输模块，然后关闭传感器供电，单片机转为休眠状态。
所述数据传输模块能够通过RS485接口或RS232接口进行配置；配置方式可以是通过云端服务器进行远程配置，或在现场通过连电脑终端进行配置。
所述传感器可以是溶解氧传感器、二氧化碳传感器、PH值传感器、温湿度传感器、余氯传感器、总有机碳传感器、电导率传感器、溶解氧传感器、浊度传感器之一。
所述单片机拥有自己的唯一的编号或地址，以判断自己是否是轮询目标。
所述数据传输模块的无线通信方式为NB-IoT或者4G。
所述云端服务器还包括告警模块，所述告警模块可以是声光报警或远程报警。
需要说明的是，对于前述的各个方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和单元并不一定是本申请所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、ROM、RAM等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种基于二线制总线的土壤监测系统，其特征在于，包括云端服务器、二线制总线、数据传输模块、电源模块、多个终端模块；所述云端服务器与数据传输模块进行通信，所述电源模块与数据传输模块进行电连接，所述数据传输模块通过二线制总线与多个终端模块连接；
所述云端服务器对数据传输模块上传的数据进行接收、显示、存储；并对数据传输模块发送指令；
所述二线制总线用于数据传输模块与终端模块之间的通信与电力连接；
所述数据传输模块用于数据传送，根据接收的信号实现数据采集、轮询控制功能；并为二线制总线提供电能；
所述电源模块对数据传输模块进行供电，电源模块的供电方式可采用交流220V或太阳能面板或4V/12V铅酸电池；
所述终端模块包括单片机、变送器和传感器；所述单片机、变送器和传感器依次连接，所述单片机用于将传感器信号进行A/D转化，并控制变送器供电通断，其具有休眠和工作两种状态；所述变送器将传感器的测量电参数转换为4-20mA的电流信号传送给单片机；所述传感器用于采集土壤数据；所述单片机与二线制总线相连。
2.如权利要求1所述的一种基于二线制总线的土壤监测系统，其特征在于，所述单片机处于休眠状态时，停止对变送器供电；当数据传输模块通过二线制总线向单片机发送轮询指令时，单片机从休眠状态唤醒，转为工作状态，如果数据传输模块轮询目标为自己时，则向变送器供电；将变送器传来的电流或者电压信号进行转化量化后，通过二线制总线传给数据传输模块，然后关闭变送器供电，单片机转为休眠状态。
3.如权利要求1所述的一种基于二线制总线的土壤监测系统，其特征在于，所述数据传输模块能够通过RS485接口或RS232接口进行配置；配置方式可以是通过云端服务器进行远程配置，或在现场通过连电脑终端进行配置。
4.如权利要求1所述的一种基于二线制总线的土壤监测系统，其特征在于，所述传感器可以是PH值传感器、温湿度传感器、电导率传感器、二氧化碳传感器、盐度传感器中的至少一种。
5.如权利要求1所述的一种基于二线制总线的土壤监测系统，其特征在于，所述单片机拥有自己的唯一的编号或地址，以判断自己是否是轮询目标。
6.如权利要求1所述的一种基于二线制总线的土壤监测系统，其特征在于，所述数据传输模块的无线通信方式为NB-IoT或者4G。
7.如权利要求1所述的一种基于二线制总线的土壤监测系统，其特征在于，所述云端服务器还包括告警模块，所述告警模块可以是声光报警或远程报警。
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