CN202582607U

CN202582607U - 温室大棚环境监控装置

Info

Publication number: CN202582607U
Application number: CN 201220263861
Authority: CN
Inventors: 李忠; 慕富强; 王军涛; 徐茂文; 温斌斌
Original assignee: GANSU WANWEI INFORMATION TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: GANSU WANWEI INFORMATION TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2012-06-06
Filing date: 2012-06-06
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2022-06-06

Abstract

本实用新型公开了一种温室大棚环境监控装置，包括MIPSCPU模块、电源模块、温湿度传感器、按键、指示灯和显示屏，还包括与所述MIPSCPU模块相连接的低功耗无线单片机，所述低功耗无线单片机分别与所述电源模块、按键、指示灯和显示屏相连接，所述低功耗无线单片机与所述温湿度传感器采用miniU口外接方式连接；所述MIPSCPU模块与CDMA2000模块连接。该监控装置，采用的双CPU设计，便于环境监控数据的采集与发送，温湿度传感器可以24小时不间断的进行实时数据采集，从多方位对温室大棚的环境进行监控；另外可以选择安装不同精度等级的温湿度传感器。该装置可广泛应用于实验室、机房、工业生产、农业温棚等地的温度、湿度监测和控制。

Description

温室大棚环境监控装置

技术领域

本实用新型涉及温湿度监控技术领域，尤其涉及一种温室大棚环境监控装置。

背景技术

近年来，随着电子技术、信息技术的蓬勃发展与广泛应用，农业温室技术也在向自动化、信息化方向发展。温度、湿度监控技术已经在农业大棚、畜牧业和食品加工业等领域得到了广泛的应用。

专利《一种用于温室大棚的无线环境监测装置》（专利号ZL201020636459.8，公开号CN202120426U，公告日2012.01.18）公开了一种用于温室大棚的无线数据采集装置，属于低功耗无线传感器技术。该传感器项目采用单片机作为核心控制模块，设置了多路信号输入通道以挂接多路传感器。该装置的弊端在于传感器设置在装置的内部，当需要更换传感器时，需要拆卸装置才能进行更换，使用不方便，而且不好解决该装置的防水、防锈问题。另外，该装置只使用了一个CPU，不便于数据采集、数据发送等工作在保证产品低功耗的要求下，能够正常工作。当单CPU时，为保障低功耗，必须使CPU处于休眠状态，同时传感器无法工作，使传感器无法进行实时数据采集。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可以及时采集和上传环境监控数据、温湿度传感器更换方便的温室大棚环境监控装置。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种温室大棚环境监控装置，包括MIPS CPU模块、电源模块、温湿度传感器、按键、指示灯和显示屏，还包括与所述MIPS CPU模块相连接的低功耗无线单片机，所述低功耗无线单片机分别与所述电源模块、按键、指示灯和显示屏相连接，所述低功耗无线单片机与所述温湿度传感器采用mini U口外接方式连接；所述MIPS CPU模块与CDMA2000模块连接。

所述低功耗无线单片机通过2.4G无线传输与温室大棚环境中的备选传感器近程无线网络连接。

所述低功耗无线单片机通过2.4G无线传输与温室大棚的控制器近程无线网络连接。

所述CDMA2000模块通过3G网络将数据利用Internet互联网上传至智能支撑平台。

所述电源模块与外接电源或者电池相连接。

所述MIPS CPU模块通过USB接口与所述CDMA2000模块相连接。

所述备选传感器包括依次连接的传感器、低功耗无线单片机、电源模块和电池。

所述控制器包括依次连接的接触器、低功耗无线单片机、电源模块和外接电源。

所述备选传感器是土壤温湿度传感器、CO₂传感器或光照强度传感器。

本实用新型提供的温室大棚环境监控装置，采用的双CPU设计，便于环境监控数据的采集与发送，温湿度传感器可以24小时不间断的进行实时数据采集；另外可以根据实际需要选择安装不同精度等级的温湿度传感器。该装置可广泛应用于实验室、机房、工业生产、农业温棚等地的温度、湿度监测和控制。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的外形结构示意图。

图3是本实用新型的低功耗无线单片机的工作流程图。

图中，1-MIPS CPU模块，2-电源模块，3-温湿度传感器，4-按键，5-指示灯，6-低功耗无线单片机，7-备选传感器，8-CDMA2000模块，9-显示屏，10-外接电源，11-电池，12-Internet互联网，14-外接电源插口，16-智能支撑平台，17-控制器，28-传感器，29-接触器。

具体实施方式

下面结合具体实施例及其附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1所示，本实用新型提供了一种温室大棚环境监控装置，包括MIPS CPU模块1、电源模块2、温湿度传感器3、按键4、指示灯5和显示屏9，还包括与MIPS CPU模块1相连接的低功耗无线单片机6，低功耗无线单片机6分别与电源模块2、按键4、指示灯5和显示屏9 通过PCB上的覆铜线相连接。低功耗无线单片机6与温湿度传感器3采用mini U口外接方式连接，低功耗无线单片机6还可以通过2.4G无线传输与温室大棚环境中的备选传感器7或控制器17近程无线网络连接。备选传感器7可以是土壤温湿度传感器、CO₂传感器或光照强度传感器。备选传感器7包括依次通过PCB上的覆铜线连接的传感器28、低功耗无线单片机、电源模块和电池。控制器1 7包括依次通过PCB上的覆铜线连接的接触器29、低功耗无线单片机、电源模块和外接电源。电源模块2与外接电源10或者电池11相连接，分别给低功耗无线单片机6和MIPS CPU模块1提供电源。MIPS CPU模块1通过USB接口与CDMA2000模块8连接，CDMA2000模块8通过3G网络将数据利用Internet互联网12上传至智能支撑平台16。MIPS CPU模块1的USB接口具有双功能，一个功能是连接CDMA2000模块8，采用嵌入式Linux系统拨号连接Internet互联网12，向智能支撑平台16提交经过处理的环境监控数据，下载该环境监控装置的参数数据、低功耗无线单片机6和MIPS CPU模块1的升级软件，完成低功耗无线单片机6和MIPS CPU模块1的固件升级；另一个功能是连接U盘，直接进行低功耗无线单片机6和MIPS CPU模块1的固件升级。

本实用新型提供的温室大棚环境监控装置可以实现的功能有：实时温湿度显示，终端报警门限值设置、上传、接收，温湿度数据发送，报警温湿度数据发送，通过2.4G无线通讯与备选传感器进行数据传输，低功耗无线单片机6和MIPS CPU模块1可通过U盘升级或智能支撑平台16下发固件升级包进行升级。

如图2所示，为该环境监控装置的外形结构示意图。该环境监控装置的自带温湿度传感器3，主要用来测量温室大棚的环境温湿度，用户在只使用一台终端设备的情况下，就可以监控环境温湿度。温湿度传感器3采用mini U口外接方式连接传感器，方便拆卸，易于更换；外壳采用防水壁挂式设计，并配套防水硅胶外膜，便于安装使用。自带LCD段码显示屏9有6个设置按钮，用户可手动设置三组不同时段的温度、湿度报警门限。根据温室大棚监控的需要，还可以选择安装不同精度等级的温湿度传感器3。

另外，需要连接多个备选传感器7时，如土壤温湿度传感器、CO₂传感器或光照强度传感器，可通过近程无线网络连接，无需对本装置的外形、接口进行修改，就可实现无线连接拓展。由于备选传感器7采用无线方式连接，各个备选传感器均为独立设计，解决了由于外部接口众多而导致的防水、防尘的问题。外接电源10通过外接电源插口14给本装置供电，在不具备外接电源的情况下，可以采用电池供电。

该环境监控装置与电机或电源控制器17通过2.4G无线通讯模块相连接，电机控制器可以实现对卷帘机的顺转、逆转的控制，以达到实现卷帘的圈起、放下；电源控制器可以实现电源开关的闭合、断开控制，以达到对滴管等设备的电源控制。

该环境监控装置的CDMA2000模块8可以接收手机短信，将接收到的短信进行处理，通过对短信的特定编码格式的解析，通过2.4G无线通讯模块向控制器17发送控制指令，启动或关闭通风、加温、除湿或遮阳等设备的控制器17，从而调节温室大棚温的温湿度环境。

该环境监控装置采用双CPU设计。MIPS CPU模块1的型号是RT3052型，可以完成EVDO/CDMA1X的数据传输、软件升级、短信处理等，MIPS CPU模块1定时开启电源，实现数据收发，当没有数据发送时MIPS CPU模块1是不工作的。低功耗无线单片机6 的型号是nRF24LE1，可以完成2.4G的数据传输、显示控制、电源控制。低功耗无线单片机6在实时工作，获取温湿度传感器3或备选传感器7采集到的环境监控数据，并对采集到的数据进行数据比对和数据校验处理，当发生数据超标时，向MIPS CPU模块1发送指令开启电源，发送数据。低功耗无线单片机6采用心跳方式定时打开MIPS CPU模块1，完成数据传输后再关闭，以达到省电的目的。低功耗无线单片机6采用GPIO连接LED段码显示屏9和设置按键4，完成温湿度、日期、时间、电池电量、EVDO/CDMA1X信号强度的显示以及报警门限的设置。

该环境监控装置具有实时温湿度显示功能，可以进行温湿度报警门限值设置，根据用户需要按照时间段分别可以设定三组温度、湿度报警门限值；与其他备选传感器7之间通过2.4G无线通讯协议进行数据传输，并将采集、接收到的环境监控数据上传至网络。

低功耗无线单片机6与MIPS CPU模块1之间通过SPI和GPIO进行连接。低功耗无线单片机6通过2.4G无线传输，接收温湿度传感器3或备选传感器7传送的环境监控数据，进行数据比对和数据校验处理，将处理后的数据传送给MIPS CPU模块1，MIPS CPU模块1将处理后的数据通过CDMA2000模块8利用3G网络上传至Internet互联网12，实现设备之间的无线数据通讯，无人值守，可以进行不间断的环境监控，保证实时监控功能的实现。Internet互联网12将接收到的数据经过处理以后，发送给手机用户终端13。互联网12通过中国电信短信公共服务接口向手机用户终端13发送短信。

低功耗无线单片机6的工作流程如图3所示。可根据用户需要按照时间段分别可以设定三组温度、湿度报警门限值。

以上所述的仅是本实用新型的较佳实施例，并不局限本实用新型。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本实用新型所提供的技术启示下，还可以做出其它等同变型和改进，均可以实现本实用新型的目的，都应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种温室大棚环境监控装置，包括MIPS CPU模块（1）、电源模块（2）、温湿度传感器（3）、按键（4）、指示灯（5）和显示屏（9），其特征在于，还包括与所述MIPS CPU模块（1）相连接的低功耗无线单片机（6），所述低功耗无线单片机（6）分别与所述电源模块（2）、按键（4）、指示灯（5）和显示屏（9）相连接，所述低功耗无线单片机（6）与所述温湿度传感器（3）采用mini U口外接方式连接；所述MIPS CPU模块（1）与CDMA2000模块（8）连接。

2.根据权利要求1所述温室大棚环境监控装置，其特征在于，所述低功耗无线单片机（6）通过2.4G无线传输与温室大棚环境中的备选传感器（7）近程无线网络连接。

3.根据权利要求1所述温室大棚环境监控装置，其特征在于，所述低功耗无线单片机（6）通过2.4G无线传输与温室大棚的控制器（1 7）近程无线网络连接。

4.根据权利要求1所述温室大棚环境监控装置，其特征在于，所述CDMA2000模块（8）通过3G网络将数据利用Internet互联网（12）上传至智能支撑平台（16）。

5.根据权利要求1所述温室大棚环境监控装置，其特征在于，所述电源模块（2）与外接电源（10）或者电池（11）相连接。

6.根据权利要求1所述温室大棚环境监控装置，其特征在于，所述MIPS CPU模块（1）通过USB接口与所述CDMA2000模块（8）相连接。

7.根据权利要求2所述温室大棚环境监控装置，其特征在于，所述备选传感器（7）包括依次连接的传感器（28）、低功耗无线单片机、电源模块和电池。

8.根据权利要求3所述温室大棚环境监控装置，其特征在于，所述控制器（17）包括依次连接的接触器（29）、低功耗无线单片机、电源模块和外接电源。

9.根据权利要求7所述的温室大棚环境监控装置，其特征在于，所述备选传感器(7)是土壤温湿度传感器、CO₂传感器或光照强度传感器。