CN109613625A - 一种智能农用防盗气象检测站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能农用防盗气象检测站，包括风速风向仪，超声波测距仪，天线，雨量传感器，太阳能电板，无线传输模块，蓄电池，包含处理器，摄像头，温湿度传感器，屋型控制柜，通气孔，蜂鸣器，结合按钮，底盘，加固桩，本发明提供一个结构简单、设计合理并且具备智能防盗防破坏功能的远程农用气象监测系统，使得农用气象的破坏率和偷窃率下降，并可以为农业生产工作提供准确的农用气象数据，提高农业生产率。

Description

一种智能农用防盗气象检测站

技术领域

本发明属于农用气象设备结构、外观和信号传输领域，尤其涉及一种智能农用防盗气象检测站。

背景技术

农业主要是在自然条件下进行的生产活动，光、热，水、气的某种组合对某项生产有利，形成有效的农业自然资源。因此气象要素对农作物生长起到至关重要的作用，现有的技术中的气象站功能单一，检测出的气象要素不全面，而且一般气象站的造价都比较贵，所以经常存在被盗或者蓄意破坏的现象，因此就需要一款带有监控功能的农用自动气象站来防止被盗的情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现阶段的不足，提供一个结构简单、设计合理并且具备智能防盗防破坏功能的远程农用气象监测系统，使得农用气象的破坏率和偷窃率下降，并可以为农业生产工作提供准确的农用气象数据，提高农业生产率。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案

一种智能农用防盗气象检测站，包括风速风向仪、超声波测距仪、天线、雨量传感器、太阳能电板、无线传输模块、蓄电池、处理器、摄像头、温湿度传感器、屋型控制柜、通气孔、蜂鸣器、结合按钮、底盘、加固桩 ；

其中，风速风向仪、超声波测距仪、雨量传感器、无线传输模块、摄像头、温湿度传感器、蜂鸣器分别与处理器连接，所述太阳能电板通过蓄电池分别与风速风向仪、超声波测距仪、雨量传感器、无线传输模块、摄像头、温湿度传感器、蜂鸣器、处理器连接，用于提供所需电能；

风速风向仪、超声波测距仪和雨量传感器安装在气象检测站的顶端，温湿度传感器、摄像头、处理器和无线传输模块安装屋型控制柜内，蓄电池放置在屋型控制柜内的上层；

太阳能电板作为屋型控制柜的挡雨板，且屋型控制柜的四周设有通气孔；

超声波测距仪，用于监测是否有物体靠近控制柜，用于起到防盗的功能；

摄像头，用于监控整个农场的农作物有无偷盗的情况，并且对气象站的防盗起到一定的辅助作用；

蜂鸣器，用于发出警报；

风速风向仪、温湿度传感器、雨量传感器用来检测农场的风速风向、温湿度、降雨量的情况，各项传感器通过串口传输将获得数据传输至处理器，处理器将打包整合好的数据通过无线传输模块进行传输，并且可以接受无线传输模块发回的用户指令，用户可以通过手机登录app或者电脑进入网站查看当前的数据；

太阳能板和蓄电池，用于为整个气象检测站提供电能；

结合按钮，用于将底座和屋型控制柜相连，将其凸出的不封拔出就可以将底座和屋型控制柜分开，便于气象检测站的安装和移动；

底盘，设计成圆盘状，用于增加阻力；

固定桩，用于将桩打入地下，且两侧有弹簧压力倒钩。

作为本发明一种智能农用防盗气象检测站的进一步优选方案，所述处理器采用stm32系列芯片作为主控芯片。

作为本发明一种智能农用防盗气象检测站的进一步优选方案，在挡雨板表面铺满太阳电板，用于将太阳能转化为电能存储在蓄电池中，经过降压模块WA3-220S05A3为各项传感器提供提供12V电压。

作为本发明一种智能农用防盗气象检测站的进一步优选方案，降压模块输入电压范围为交流 220V，输出直流电压范围为3.3V~24V。

作为本发明一种智能农用防盗气象检测站的进一步优选方案，所述超声波测距仪由4个面向四面的超声波装置组成，由超声波发生器发出超声波由其接收装置接收信号，由此来检测是否有物体接近气象监测装置，如有物体接近监测站，则会向微型处理器发出警报信号，处理器接收后将信号转发给无线传输模块，无线传输模块将信号发射出去，用户的app软件就会接收到报警提示，用户打开手机app就可以控制蜂鸣器发出声音，并可以通过app来控制摄像头的转动，来查看是否确实有人蓄意破坏或者存在盗窃的情况。

作为本发明一种智能农用防盗气象检测站的进一步优选方案，雨量传感器采用光学式雨量传感器。

作为本发明一种智能农用防盗气象检测站的进一步优选方案，无线传感器模块采用的是4G通信，用于将stm32处理器传送过来的信息发送给基站，基站再转发给用户。

作为本发明一种智能农用防盗气象检测站的进一步优选方案，屋型控制柜的外壁是由耐高温、防腐蚀、高强度、透明的塑料制成，且摄像头放置在里面可进行360°旋转监控，屋型控制柜的外壁有圆形的通气孔，用于保持外界的环境和内部环境一样。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本设计简单易安装、易用，结合多种传感器对农场气象要素进行检测，可以让农场主更好把握整个农场的实际环境情况；

2、采用太阳能和蓄电池双重供电方式，既保证接节省能源也可以在天气不佳的情况下使用蓄电供电保证整个装置的稳定性；

3、利用摄像头、超声波测距仪和蜂鸣器可以完成防盗防破坏的功能，且摄像头也可以实时传输农场的真实场景；

4、本设计利用无线传输模块可以完成超远距离的传输数据，避免各种线缆的铺设麻烦，用户可以足不出户通过手机和电脑查看农场的数据，进而可以对施肥除草等一系列农业活动进行安排。

附图说明

图1是本发明的结构图；

图2是本发明的模块框图。

图中标号具体如下：风速风向仪-1，超声波测距仪-2，天线-3，雨量传感器-4，太阳能电板-5，无线传输模块-6，蓄电池-7，处理器-8，摄像头-9，温湿度传感器-10，屋型控制柜外壳-11，通气孔-11a，蜂鸣器-12，结合按钮-13，底盘-14，加固桩-15 。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，这是一个基于多种传感器就有防盗功能的农用气象装置，包括风速风向仪

1，超声波测距仪2，天线3，雨量传感器4，太阳能电板5，无线传输模块6，蓄电池7，处理器8，摄像头9，温湿度传感器10，屋型控制柜11，通气孔11a，蜂鸣器12，结合按钮13，底盘14，加固桩15 。

其中，风速风向仪1、超声波测距仪2、雨量传感器4、无线传输模块6、摄像头9、温湿度传感器10、蜂鸣器12分别与处理器8连接，所述太阳能电板5通过蓄电池7分别与风速风向仪1、超声波测距仪2、雨量传感器4、无线传输模块6、摄像头9、温湿度传感器(10)、蜂鸣器12、处理器8连接，用于提供所需电能；

风速风向仪1、超声波测距仪2和雨量传感器4安装在气象检测站的顶端，温湿度传感器10、摄像头9、处理器8和无线传输模块6安装屋型控制柜11内，蓄电池7放置在屋型控制柜11内的上层；

太阳能电板5作为屋型控制柜11的挡雨板，且屋型控制柜11的四周设有通气孔11a；

超声波测距仪2，用于监测是否有物体靠近控制柜，用于起到防盗的功能；

摄像头9，用于监控整个农场的农作物有无偷盗的情况，并且对气象站的防盗起到一定的辅助作用；

蜂鸣器12，用于发出警报；

风速风向仪1、温湿度传感器10、雨量传感器4用来检测农场的风速风向、温湿度、降雨量的情况，各项传感器通过串口传输将获得数据传输至处理器8，处理器8将打包整合好的数据通过无线传输模块6进行传输，并且可以接受无线传输模块发回的用户指令，用户可以通过手机登录app或者电脑进入网站查看当前的数据；

太阳能板和蓄电池，用于为整个气象检测站提供电能；

结合按钮13，用于将底座和屋型控制柜11相连，将其凸出的不封拔出就可以将底座和屋型控制柜11分开，便于气象检测站的安装和移动；

底盘14，设计成圆盘状，用于增加阻力；

固定桩15，用于将桩打入地下，且两侧有弹簧压力倒钩。

所述处理器8采用stm32系列芯片作为主控芯片。

在挡雨板表面铺满太阳电板5，用于将太阳能转化为电能存储在蓄电池7中，经过降压模块WA3-220S05A3为各项传感器提供提供12V电压。

降压模块输入电压范围为交流 220V，输出直流电压范围为3.3V~24V。

所述超声波测距仪2由4个面向四面的超声波装置组成，由超声波发生器发出超声波由其接收装置接收信号，由此来检测是否有物体接近气象监测装置，如有物体接近监测站，则会向微型处理器发出警报信号，处理器接收后将信号转发给无线传输模块6，无线传输模块6将信号发射出去，用户的app软件就会接收到报警提示，用户打开手机app就可以控制蜂鸣器12发出声音，并可以通过app来控制摄像头的转动，来查看是否确实有人蓄意破坏或者存在盗窃的情况。

雨量传感器4采用光学式雨量传感器。

无线传感器模块6采用的是4G通信，用于将stm32处理器传送过来的信息发送给基站，基站再转发给用户。

屋型控制柜11的外壁是由耐高温、防腐蚀、高强度、透明的塑料制成，且摄像头9放置在里面可进行360°旋转监控，屋型控制柜11的外壁有圆形的通气孔11a，用于保持外界的环境和内部环境一样。

本发明的控制板8采用stm32系列芯片作为主控芯片，控制板8接收风速风向仪1、超声波测距仪2、雨量传感器4、摄像头9和温湿度传感器10采集到的数据进行处理后打包发送个无线传输模块6，无线传输模块6通过天线3将其发送出去，用户在自己的手机和电脑上登录相应的网页就可以实时查看相应的数据和视频信息

本发明的挡雨板表面铺满太阳电板5，将太阳能转化为电能存储在蓄电池7中，通过蓄电池结合降压模块给各个模块供电，此外屋型控制柜外壳也可以打开自行更换蓄电池7，用来应对梅雨季节或者光照强度较弱的环境，这样做的目的既保证了省电又保证了稳定性。

安装中屋型控制柜外壳顶端的超声波测距仪2是由4个面向四面的超声波装置组成的，由超声波发生器发出超声波由其接收装置接收信号，由此来检测是否有物体接近气象监测装置，如有物体接近监测站，就会向微型处理器发出警报信号，处理器接收后将信号转发给无线传输模块6，无线传输模块6将信号发射出去，用户的app软件就会接收到报警提示，用户打开手机app就可以控制蜂鸣器12发出声音，并可以通过app来控制摄像头的转动，来查看是否确实有人蓄意破坏或者存在盗窃的情况。

光学式雨量传感器4利用雨点打落在传感器上通过其自己的算法，将雨滴转化成雨量，利用光学式雨量传感器的原因在于其简洁，不像翻斗式雨量筒那样笨重，携带也不方便。

无线传感器模块6采用的是4G通信，其将stm32处理器传送过来的信息发送给基站，基站再转发给用户。

屋型控制柜外壳11的外壁是由耐高温、防腐蚀、高强度、透明的塑料制成，这样摄像头9放置在里面进行360°旋转监控也没有问题，此外外壁有圆形气孔11a是外界的环境和内部环境一样，这样温湿度传感器10就可以监测温度和湿度也不会环境不一致导致监测结果不准确，也可以防止其暴露在外面容易损坏。

结合按钮13是将底座和屋型控制柜外壳相连的部分，将其凸出的不封拔出就可以将底座和控制分开，便于整体装置的安装和移动。底盘14为是为固定只用所以设计成圆盘状目的是为了增加阻力。固定桩15是为了便于将桩打入地下，两侧有弹簧压力倒钩，就可以达到一个方便打入地下，但是很难拔出的功能，这样做的目的也是为了使得整个装置更加稳固，也提高其抗风性，防止其使用时间过长后出现倾斜的状态，从而造成测量不准确的情况。

本发明采用的技术方案是一个外部支架、屋型控制柜组成。支架用于固定整个监测装置，超声波测距仪、光学式雨量传感器和风速风向仪安装在整体装置的顶端、温湿度传感器、摄像头、处理器和无线通信模块安装屋型控制柜外壳内，蓄电池放置在屋型控制柜外壳内的上层，而太阳能板作为控制柜的挡雨板，控制柜的四周圆形气孔。超声波测距仪是用来监测是否有物体靠近控制柜，用于起到防盗的功能，而摄像头用于监控整个农场的农作物有无偷盗的情况，并且对气象站的防盗起到一定的辅助作用，蜂鸣器起到报警的作用。风速风向仪、温湿度传感器、光学式雨量传感器用来检测农场的风速风向、温湿度、降雨量的情况，各项传感器通过串口传输将获得数据传输至主控芯片，主控芯片将打包整合好的数据通过无线通信模块进行传输，并且可以接受无线传输模块发回的用户指令，用户可以通过手机登录app或者电脑进入网站查看当前的数据，太阳能板和蓄电池用来为整个装置提供电能。电源模块经过降压模块WA3-220S05A3为各项传感器提供提供12V电压。该降压模块输入电压范围广（输入电压范围为交流 220V），输出电压可调（输出直流电压范围为3.3V~24V），电压在此范围内可以通过电位器调节，在保证高效率的情况下输出功率为30w），输出电压稳定。

Claims (8)

1.一种智能农用防盗气象检测站，其特征在于：包括风速风向仪(1)、超声波测距仪(2)，天线(3)、雨量传感器(4)、太阳能电板(5)、无线传输模块(6)、蓄电池(7)、处理器(8)、摄像头(9)、温湿度传感器(10)、屋型控制柜(11)、通气孔(11a)、蜂鸣器(12)、结合按钮(13)、底盘(14)、加固桩(15) ；

其中，风速风向仪(1)、超声波测距仪(2)、雨量传感器(4)、无线传输模块(6)、摄像头(9)、温湿度传感器(10)、蜂鸣器(12)分别与处理器(8)连接，所述太阳能电板(5)通过蓄电池(7)分别与风速风向仪(1)、超声波测距仪(2)、雨量传感器(4)、无线传输模块(6)、摄像头(9)、温湿度传感器(10)、蜂鸣器(12)、处理器(8)连接，用于提供所需电能；

风速风向仪(1)、超声波测距仪(2)和雨量传感器(4)安装在气象检测站的顶端，温湿度传感器(10)、摄像头(9)、处理器(8)和无线传输模块(6)安装屋型控制柜(11)内，蓄电池(7)放置在屋型控制柜(11)内的上层；

太阳能电板(5)作为屋型控制柜(11)的挡雨板，且屋型控制柜(11)的四周设有通气孔(11a)；

超声波测距仪(2)，用于监测是否有物体靠近控制柜，用于起到防盗的功能；

摄像头(9)，用于监控整个农场的农作物有无偷盗的情况，并且对气象站的防盗起到一定的辅助作用；

蜂鸣器（12），用于发出警报；

风速风向仪(1)、温湿度传感器(10)、雨量传感器(4)用来检测农场的风速风向、温湿度、降雨量的情况，各项传感器通过串口传输将获得数据传输至处理器(8)，处理器(8)将打包整合好的数据通过无线传输模块(6)进行传输，并且可以接受无线传输模块发回的用户指令，用户可以通过手机登录app或者电脑进入网站查看当前的数据；

太阳能板和蓄电池，用于为整个气象检测站提供电能；

结合按钮（13），用于将底座和屋型控制柜（11）相连，将其凸出的不封拔出就可以将底座和屋型控制柜（11）分开，便于气象检测站的安装和移动；

底盘（14），设计成圆盘状，用于增加阻力；

固定桩（15），用于将桩打入地下，且两侧有弹簧压力倒钩。

2.根据权利要求1所述的一种智能农用防盗气象检测站，其特征在于：所述处理器（8）采用stm32系列芯片作为主控芯片。

3.根据权利要求1所述的一种智能农用防盗气象检测站，其特征在于：在挡雨板表面铺满太阳电板（5），用于将太阳能转化为电能存储在蓄电池（7）中，经过降压模块WA3-220S05A3为各项传感器提供提供12V电压。

4.根据权利要求3所述的一种智能农用防盗气象检测站，其特征在于：降压模块输入电压范围为交流 220V，输出直流电压范围为3.3V~24V。

5.根据权利要求1所述的一种智能农用防盗气象检测站，其特征在于：所述超声波测距仪（2）由4个面向四面的超声波装置组成，由超声波发生器发出超声波由其接收装置接收信号，由此来检测是否有物体接近气象监测装置，如有物体接近监测站，则会向微型处理器发出警报信号，处理器接收后将信号转发给无线传输模块（6），无线传输模块（6）将信号发射出去，用户的app软件就会接收到报警提示，用户打开手机app就可以控制蜂鸣器（12）发出声音，并可以通过app来控制摄像头的转动，来查看是否确实有人蓄意破坏或者存在盗窃的情况。

6.根据权利要求1所述的一种智能农用防盗气象检测站，其特征在于：雨量传感器(4)采用光学式雨量传感器。

7.根据权利要求1所述的一种智能农用防盗气象检测站，其特征在于：无线传感器模块（6）采用的是4G通信，用于将stm32处理器传送过来的信息发送给基站，基站再转发给用户。

8.根据权利要求1所述的一种智能农用防盗气象检测站，其特征在于：屋型控制柜（11）的外壁是由耐高温、防腐蚀、高强度、透明的塑料制成，且摄像头（9）放置在里面可进行360°旋转监控，屋型控制柜（11）的外壁有圆形的通气孔(11a)，用于保持外界的环境和内部环境一样。