CN202404467U - 一种无线网络测控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无线网络测控装置，包括接收预设的环境参数，并将其转化为相应的预设电压信号，并将所述预设电压信号发送给微处理器，同时采集与环境参数变化相对应的电压信号的采集模块，将预设值和接收值进行比较并生成相应的控制指令的微处理器，以及依据控制指令执行相应操作的控制模块。通过本实用新型公开的无线网络测控装置，能够实时检测外界环境的温度、湿度及光照，并在检测到的上述值不属于预设范围时，由控制模块执行相应操作，以改变环境的温度、湿度及光照，以使环境更适合农作物的生长。进一步的，所述无线网络测控装置还能实时发送当时的温度值、湿度值及光照值，便于研究人员进行数据分析。

Description

一种无线网络测控装置

技术领域

本实用新型涉及无线测控领域，特别是涉及一种无线网络测控装置。

背景技术

蔬菜种植大棚内的环境温湿度参数对农作物的生长起着至关重要的作用，大棚内温度、湿度过高或过低、光照不足，都不利于温室中蔬菜或花卉的正常发育生长。如高温高湿导致植株徒长，抵抗能力弱，同时易引起病虫害的发生；高湿低温又易诱发沤根、植株冻伤等，从而引起植株死亡；高湿时，为多种蔬菜的病害发生及蔓延创造了有利条件，光照不足会使农作物的生长减缓。因此，需要对大棚中的温度、湿度以及光照进行监测，以便种植户采取相应措施，减少不必要的病虫害损失，用于对温度、湿度以及光照进行监测的系统开始有了广泛的应用需求。

现有的蔬菜种植大棚测控系统大多是采用人工布线的有线采集方式。这种方式需要在大棚内进行布线，将检测温度、湿度及光照的仪器分布在蔬菜大棚内，人工对各个数值进行观测。

但是，经过研究，发明人发现，采用上述人工方式，会加大工作量且难以保证数据的实时性和有效性；同时，由于在大棚内进行布线会受地理位置、物理线路和复杂环境因素的影响，因而具有明显的局限性，这些都导致人工布线的有线采集方式效率低下。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种无线网络测控装置，以稳定的调控温度、湿度及光照的环境参数，具体实施方案如下：

一种无线网络测控装置，包括：

接收预设的环境参数，将其转化为相应的预设电压信号，并将所述预设电压信号发送给微处理器的上位机，所述预设电压信号包括：预设温度电压范围值、预设湿度电压范围值和预设光照电压范围值；

采集与环境参数变化相对应的电压信号的采集模块，所述电压信号包括：温度电压信号、湿度电压信号及光照电压信号；

接收所述采集模块采集到的电压信号，并当所述电压信号不属于所述上位机发送的预设电压范围值时，生成相应的控制指令的微处理器，所述控制指令包括：温度升高指令、温度降低指令、湿度升高指令、湿度降低指令及光照增加指令；

与所述微处理器相连的，依据接收到的控制指令，执行相应操作的控制模块。

优选的，所述采集模块包括：

采集与温度变化相对应的温度电压信号的温度采集模块；

采集与湿度变化相对应的湿度电压信号的湿度采集模块；

采集与光照变化相对应的光照电压信号的光照采集模块。

优选的，所述温度采集模块包括：热敏电阻传感器及温度电压放大电路，所述热敏电阻传感器在环境温度变化时，产生与所述温度变化相对应的温度电压信号，温度电压放大电路接收所述温度电压信号，并将其放大后输送给微处理器；

所述湿度采集模块包括：湿敏电容器及湿度电压放大电路，所述湿敏电容器在环境湿度变化时，产生与所述湿度变化相对应的湿度电压信号，湿度电压放大电路接收所述湿度电压信号，并将其放大后输送给微处理器；

所述光照采集模块包括：光敏传感器，所述光敏传感器在环境光照变化时，产生与所述光照变化相对应的光照电压信号并放大后将其输送给微处理器。

优选的，所述微处理器还包括：

将接收到的电压信号转换为数字电压信号的模数转换AD单元；

将接收到的数字电压信号发送给所述上位机的无线发送单元。

优选的，所述上位机还包括：

依据接收到的所述采集模块采集到的电压信号，得到与所述电压信号相对应的温度值、湿度值及光照值，并将所述温度值、湿度值及光照值进行显示的参数处理显示单元。

优选的，所述控制模块包括：

温度控制模块，所述温度控制模块包括：当接收到温度升高指令后，进行启动的加热器；和，当接收到温度降低指令后，进行启动的排风扇；

湿度控制模块，所述湿度控制模块包括：当接收到湿度升高指令后，进行启动的喷雾器；和，当接收到湿度降低指令后，进行启动的热风机；

光照控制模块，包括：当接收到光照增加指令后，进行启动的镝灯。

优选的，所述热敏电阻传感器具体为Pt100正温度系数热敏电阻传感器；

所述湿敏电容器具体为MHC4A湿度传感器；

所述光敏传感器具体为CF-ZD01光敏传感器。

通过本实用新型公开的无线网络测控装置，能够实时检测外界环境的温度、湿度及光照，并在检测到的上述值不属于预设范围时，由控制模块执行相应操作，以改变环境的温度、湿度及光照，以使环境更适合农作物的生长。进一步的，所述无线网络测控装置还能实时显示当时的温度值、湿度值及光照值，便于研究人员进行数据分析。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例公开的一种无线网络测控装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例公开的无线网络测控装置中的热敏电阻传感器与温度电压放大电路的连接关系示意图；

图3为本实用新型实施例公开的无线网络测控装置中的湿度电压放大电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种无线网络测控装置，以实现稳定的调控温度、湿度及光照，具体实施方案如下：

一种无线网络测控装置，其结构示意图如图1所示，包括：上位机1、采集模块2、微处理器3及控制模块4，其中，

所述上位机1用于接收预设的环境参数，并将所述预设的环境参数转化为相应的预设电压信号，并将所述预设电压信号发送给微处理器3，其中所述预设电压信号包括：预设温度电压范围值、预设湿度电压范围值和预设光照电压范围值。在实际工作过程中，根据实际需要，可以通过所述上位机1预先设置需要的环境参数，即温度范围、湿度范围和光照范围，所述上位机1将所设置的环境参数转化为响应的预设温度电压范围值、预设湿度电压范围值和预设光照电压范围值；

所述采集模块2用于采集与环境参数变化相对应的电压信号，所述电压信号包括：温度电压信号、湿度电压信号及光照电压信号；

所述微处理器3用于接收所述采集模块采集到的电压信号，并当所述电压信号不属于所述上位机发送的预设电压范围值时，生成相应的控制指令，其中所述控制指令包括：温度升高指令、温度降低指令、湿度升高指令、湿度降低指令及光照增加指令；

所述控制模块4与所述微处理器相连的，用于依据从所述微处理器3接收到的控制指令，执行相应操作。

本实用新型实施例公开的无线网络测控装置中，所述采集模块2包括：采集与温度变化相对应的温度电压信号的温度采集模块21、采集与湿度变化相对应的湿度电压信号的湿度采集模块22、以及采集与光照变化相对应的光照电压信号的光照采集模块。

其中，所述温度采集模块21包括：热敏电阻传感器及温度电压放大电路，所述热敏电阻传感器在环境温度变化时，产生与所述温度变化相对应的温度电压信号，温度电压放大电路接收所述温度电压信号，并将其放大后输送给微处理器。实际工作中，热敏电阻传感器选择了型号为Pt100的正温度系数热敏电阻传感器，Pt100温度传感器为正温度系数热敏电阻传感器，测量范围可达-200℃～+850℃，在0～100℃之间变化时，最大非线性偏差小于0.5℃，广泛用于空调、工业领域的温度测量，基于这些优点，本实用新型选用了Pt100正温度系数热敏电阻传感器，但根据不同需要，也可以选用其他型号的热敏电阻传感器，所述温度电压放大电路接收所述温度电压信号，并将其放大后输送给微处理器3。所述热敏电阻传感器与温度电压放大电路的连接关系示意图如图2所示，其中，图中所示的Pt-R1为热敏电阻传感器，与电阻Pt-R2、Pt-R3、Pt-R4共同组成惠斯顿电桥。并且所述Pt-R1与稳压二极管TL431串联，所述稳压二极管TL431用于将电桥的输入电压稳定在2.5V。电容Pt-C1一端接地，一端连接5V电压，并与电阻Pt-R1和所述稳压二极管TL431串联后的电路部分并联。信号放大器LM324的管脚2经过Pt-R5后与电阻Pt-R2，管脚3经过电阻Pt-R6与电阻Pt-R4相连接，使得当Pt-R1电阻值变化时，由所述惠斯顿电桥输出的差分信号通过信号放大器LM324进行放大。同时，所述信号放大器LM324的管脚1经过Pt-R7后与Pt-R5和管脚2相连接，Pt-R8与管脚1和Pt-R7之间进行连接，另一端与管脚12相连接，信号放大倍数Av由电阻Pt-R8和Pt-R7决定，其计算公式为：Av＝Pt-R7/Pt-R8+1。另外所述信号放大器LM324的管脚14与电阻Pt-R9相连接，所述电阻Pt-R9的另一端与电阻Pt-R10相连接，管脚13连接电阻Pt-R10与电阻Pt-R9之间，并且消振电容Pt-C2与电阻Pt-R9和Pt-R10串接后的部分并联，起到消除振动的作用，电阻Pt-R10接地，其中所述信号放大器LM324采用双电源工作(+5V、Vad)，由电阻Pt-R9和Pt-R10形成偏置电压。如图2所示，Pt-R1和Pt-R3一般选取100欧，Pt-R2和Pt-R4选取1000欧，Pt-R7选取62K欧，Pt-R5、Pt-R6、Pt-R8、Pt-R9和Pt-R10选取10K欧，电容Pt-C1选取10u，消振电容Pt-C2选取0.47u，即能满足现有的测控需要。当测控范围发生变化时，也可以选取其他的参数对各部件进行重新配置。当温度上升时，热敏电阻传感器的阻值将增大，输入放大电路的差分信号变大，接口电路的输出电压相应升高，所述输出电压会输送给微处理器3。同理，当温度下降时，热敏电阻传感器的阻值将减小，输入放大电路的差分信号减小，接口电路的输出电压相应降低。

所述湿度采集模块22包括：湿敏电容器及湿度电压放大电路，所述湿敏电容器在环境湿度变化时，产生与所述湿度变化相对应的湿度电压信号，湿度电压放大电路接收所述湿度电压信号，并将其放大后输送给微处理器。实际工作中，选用了MHC4A湿度传感器作为湿敏电容器，MHC4A湿度传感器采用HS1101湿敏电容器件，以电流信号输出，检测范围为1～100％RH，供电范围为10～30VDC，能够满足本实用新型的测控需求，但也可以选用其他型号的湿度传感器。所述湿度电压放大电路接收所述湿度电压信号，并将其放大后输送给微处理器3。所述湿度电压放大电路如图3所示，其中，HumIn用于表示采集的湿度电压信号，HumOut用于表示放大后的输出电压信号。采集到的湿度电压与电阻HumR1相连接，可调电阻HumR2与外接电压相连接且另一端接地，并且所述电阻HumR1和可调电阻HumR2组成调零电路，用于为电路进行校准。电阻HumR1与运算放大器的反相输入相连接，可调电阻HumR2与运算放大器的正相输入相连接，输出部分与HumR3相连接，并且电阻HumRf和电容HumR1并联后与所述运算放大器相连接，用于决定所述湿度电压放大电路的放大系数。电阻HumR3与二极管HumV阳极和电容HumC2相连接，二极管HumV的阴极与外接电源相连接，电容HumC2一端与二极管HumV阳极连接，一端接地HumR3与电容HumC2形成RC回路，用于降低采集的湿度值的波动，同时为了防止HumOut输出端出现过高电压，所述湿度电压放大电路采用反接二极管HumV的方法，当HumOut＞Vcc时，高出的电压被分流到Vcc中，起过压保护作用。所述湿度电压放大电路根据预设倍数将所述湿度电压放大，输送给微处理器3。

所述光照采集模块23包括：光敏传感器，选用了CF-ZD01作为光敏传感器。CF-ZD01光敏传感器为电压式光照度传感器，具有较高精度的光敏探测头，能将光照强度转换为微电流信号，再经过所述CF-ZD01光敏传感器内部的运算放大器，将其转化为电压信号放大并输出。由于CF-ZD01光敏传感器内部已经集成了转换电路以及放大电路，因此只需要将该传感器通过测控节点上的模拟量输入接口直接与微处理器相连即可，不需要增加额外的电路。

本实用新型实施例公开的无线网络测控装置中，所述微处理器3还包括：将接收到的电压信号转换为数字电压信号的模数转换AD单元31，将接收到的数字电压信号发送给所述上位机的无线发送单元32。

本实用新型实施例公开的无线网络测控装置中，所述上位机1还包括：依据从所述无线发送单元32接收到的数字电压信号，得到与所述电压信号相对应的温度值、湿度值及光照值，并将所述温度值、湿度值及光照值进行显示的参数处理显示单元。根据所述参数处理显示单元，工作人员能够实时观测温度值、湿度值及光照值，便于分析处理。

本实用新型实施例公开的无线网络测控装置中，所述控制模块4包括：

温度控制模块41，所述温度控制模块41包括：当接收到温度升高指令后，进行启动的加热器；和，当接收到温度降低指令后，进行启动的排风扇；

湿度控制模块42，所述湿度控制模块42包括：当接收到湿度升高指令后，进行启动的喷雾器；和，当接收到湿度降低指令后，进行启动的热风机；

光照控制模块43，包括：当接收到光照增加指令后，进行启动的镝灯。

本实用新型实施例公开的无线网络测控装置，在实际工作的过程中，由工作人员通过上位机1设置预设环境参数，并依据所述环境参数转化为预设温度电压范围值、预设湿度电压范围值和预设光照电压范围值，将其发送给微处理器3。所述采集模块2实时采集与环境参数变化相对应的温度电压信号、湿度电压信号及光照电压信号，并将其发送给所述微处理器3。所述微处理器3根据接收到的预设值和实时采集到的值进行比较，并在所述电压信号不属于所述上位机发送的预设电压范围值时，生成相应的控制指令，例如，当采集到外界温度高于预定值时，所述微处理器3产生温度降低指令，并将所述温度降低指令发送给控制模块4，接收所述温度降低指令后，所述控制模块4中的排风扇即会启动，以达到降温的目的。同时，所述微处理器3中的模数转换AD单元31将接收到的电压信号转换为数字电压信号，由所述无线发送单元32所述数字电压信号发送给上位机1，由所述上位机1中的参数处理显示单元进行显示。

通过本实用新型公开的无线网络测控装置，能够实时检测外界环境的温度、湿度及光照，并在检测到的上述值不属于预设范围时，由控制模块执行相应操作，以改变环境的温度、湿度及光照，以使环境更适合农作物的生长。进一步的，所述无线网络测控装置还能实时显示当时的温度值、湿度值及光照值，便于研究人员进行数据分析。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种无线网络测控装置，其特征在于，包括：

接收预设的环境参数，将其转化为相应的预设电压信号，并将所述预设电压信号发送给微处理器的上位机，所述预设电压信号包括：预设温度电压范围值、预设湿度电压范围值和预设光照电压范围值；

采集与环境参数变化相对应的电压信号的采集模块，所述电压信号包括：温度电压信号、湿度电压信号及光照电压信号；

接收所述采集模块采集到的电压信号，并当所述电压信号不属于所述上位机发送的预设电压范围值时，生成相应的控制指令的微处理器，所述控制指令包括：温度升高指令、温度降低指令、湿度升高指令、湿度降低指令及光照增加指令；

与所述微处理器相连的，依据接收到的控制指令，执行相应操作的控制模块。

2.根据权利要求1所述的无线网络测控装置，其特征在于，所述采集模块包括：

采集与温度变化相对应的温度电压信号的温度采集模块；

采集与湿度变化相对应的湿度电压信号的湿度采集模块；

采集与光照变化相对应的光照电压信号的光照采集模块。

3.根据权利要求1所述的无线网络测控装置，其特征在于，

所述温度采集模块包括：热敏电阻传感器及温度电压放大电路，所述热敏电阻传感器在环境温度变化时，产生与所述温度变化相对应的温度电压信号，温度电压放大电路接收所述温度电压信号，并将其放大后输送给微处理器；

所述湿度采集模块包括：湿敏电容器及湿度电压放大电路，所述湿敏电容器在环境湿度变化时，产生与所述湿度变化相对应的湿度电压信号，湿度电压放大电路接收所述湿度电压信号，并将其放大后输送给微处理器；

所述光照采集模块包括：光敏传感器，所述光敏传感器在环境光照变化时，产生与所述光照变化相对应的光照电压信号并放大后将其输送给微处理器。

4.根据权利要求1所述的无线网络测控装置，其特征在于，所述微处理器还包括：

将接收到的模拟电压信号转换为数字电压信号的模数转换AD单元；

将接收到的数字电压信号发送给所述上位机的无线发送单元。

5.根据权利要求1所述的无线网络测控装置，其特征在于，所述上位机还包括：

依据接收到的所述采集模块采集到的电压信号，得到与所述电压信号相对应的温度值、湿度值及光照值，并将所述温度值、湿度值及光照值进行显示的参数处理显示单元。

6.根据权利要求1所述的无线网络测控装置，其特征在于，所述控制模块包括：

温度控制模块，所述温度控制模块包括：当接收到温度升高指令后，进行启动的加热器；和，当接收到温度降低指令后，进行启动的排风扇；

湿度控制模块，所述湿度控制模块包括：当接收到湿度升高指令后，进行启动的喷雾器；和，当接收到湿度降低指令后，进行启动的热风机；

光照控制模块，包括：当接收到光照增加指令后，进行启动的镝灯。

7.根据权利要求4所述的无线网络测控装置，其特征在于，

所述热敏电阻传感器具体为Pt100正温度系数热敏电阻传感器；

所述湿敏电容器具体为MHC4A湿度传感器；

所述光敏传感器具体为CF-ZD01光敏传感器。

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