CN202956875U - 一种受雨量驱动的土壤墒情自动采集传输系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种受雨量驱动的土壤墒情自动采集传输系统，包括采集系统和数据接收系统，采集系统采集的数据传输给数据接收系统；所述采集控制模块包括微处理器，以及与微处理器连接的模数转换模块，所述模数转换模块连接有温度传感器和湿度传感器，采集控制模块还通过串口直接与CDMADTU模块相连接，所述电源模块为采集控制模块，CDMADTU传输模块以及模数转换模块提供电能；所述数据接收系统包括与CDMADTU传输模块连通的数据服务中心。通过系统中的土壤温湿度传感器可对检测到的数据通过微处理器进行处理，根据温度湿度的变化来判断是否有降雨以及雨量的大小，再由此计算土壤墒情数据的采集频率。
Description
技术领域
本实用新型涉及信息采集系统，具体涉及一种受雨量驱动的土壤墒情自动采集传输系统。
背景技术
土壤墒情(温度和湿度等)是重要的土壤信息，是农作物和树木生长的重要生态因素，进行土壤墒情的测定，掌握土壤墒情变化的规律，对农作物和树木生长状况的监测和预报具有重要意义。
随着计算机技术的不断进步和智能化测量技术的飞速发展，嵌入式系统已成为各类数据采集系统的优选设计方案，同时，基于CDMA 1X的无线数据传输又使嵌入式数据采集具有了高可靠性和高智能化等优点。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种受雨量驱动的土壤墒情自动采集传输系统，建立在嵌入式32位ARM处理器平台以及CDMA技术上受雨量驱动的土壤墒情自动采集传输系统，通过该系统可以实现远程无线数据采集传输。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种受雨量驱动的土壤墒情自动采集传输系统，包括采集系统和数据接收系统，采集系统采集的数据传输给数据接收系统；
所述采集系统包括采集控制模块、CDMA DTU传输模块、模数转换模块和电源模块，
所述采集控制模块包括微处理器，以及与微处理器连接的模数转换模块，所述模数转换模块连接有温度传感器和湿度传感器，采集控制模块还通过串口直接与CDMA DTU模块相连接，所述电源模块为采集控制模块，CDMA DTU传输模块以及模数转换模块提供电能；
所述数据接收系统包括与CDMA DTU传输模块连通的数据服务中心。
优选的，所述微处理器的型号为AT91SAM9261。
通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
通过系统中的土壤温湿度传感器可对检测到的数据通过微处理器进行处理，根据温度湿度的变化来判断是否有降雨以及雨量的大小，再由此计算土壤墒情数据的采集频率。
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为本实用新型的工作原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
参照图1，一种受雨量驱动的土壤墒情自动采集传输系统，包括采集系统和数据接收系统，采集系统采集的数据传输给数据接收系统；
所述采集系统包括采集控制模块、CDMA DTU传输模块、模数转换模块和电源模块，
所述采集控制模块包括微处理器，以及与微处理器连接的模数转换模块，所述模数转换模块连接有温度传感器和湿度传感器，采集控制模块还通过串口直接与CDMA DTU模块相连接，所述电源模块为采集控制模块，CDMA DTU传输模块以及模数转换模块提供电能；
所述数据接收系统包括与CDMA DTU传输模块连通的数据服务中心。
各个模块功能如下：
(1) 采集系统控制模块
CPU控制器是整个采集系统的核心。考虑到双串口性能和高速传输需要，系统中的嵌入式CPU选用ATMEL的低功耗32位RISC微处理器AT91SAM9261芯片作为MCU模块的处理器芯片，该处理器具有独立的16 KB指令和16 KB数据cache，以及全功能的MMU虚拟内存管理系统。同时具有DSP扩展功能的指令集和丰富的外部接口，可工作在180 MHz频率下其运算速度可达200MHz，能够满足系统工作要求。
AT91SAM9261通过串口直接与CDMA DTU模块相连接，可完成对DTU的模块初始化和基于CDMA的数据收发。
SDRAM用于系统运行时暂存操作系统和有关数据，为提高系统的运行速度。设计中选用两片32 M×8位的外扩64 MB的SDRAM存储器MT48LC16M16A2-75B，存储空间分配到AT91SAM9261的NCS1(0x20000000)地址空间。
FLASH ROM主要用于存放引导程序、操作系统内核和应用程序代码，本设计中选用两片16 M×8位的外扩32 MB的ROM存储器E28F128，存储空间分配到AT91SAM9261的NCS0 (0x10000000)地址空间。
(2) CDMA DTU传输模块
系统中的DTU对上可建立CDMA无线通信链路，对下可提供RS-232用户数据接口，CDMA数据传输终端选用CDMA Modem模块MG801A，该模块是中兴通兴公司推出的一款基于高通MSM5105的移动式Modem，它内嵌TCP／IP协议栈，支持最高达153.6 kbit／s的数据吞吐速率。该器件为工业级芯片，具有良好的稳定性，其优点是可直接提供RS 232／422／485接口，能为用户的数据设备提供透明、全双工和对等的数据传输通道，而且开机就能自动附着到CDMA网络上，并与数据接收系统建立通信链路，以便随时收发数据；
DTU使用前，需对其进行初始化配置，并选择适宜的模式；其主要配置是为每一个DTU设定唯一对应的SIM卡卡号，这个卡号可以作为下位机的ID来为数据中心所识别和管理；而设定通信波特率则可根据土壤温湿度检测的实际需要来进行，本系统选用1200 bit／s；然后应设定上位机数据中心的IP地址，并给予数据流指向。
(3) 模数转换模块
土壤的温湿度模拟数据须经模数转换才能输入到嵌入式CPU进行处理，数据采集处理器必须具有丰富的外设接口资源和足够高的运算速度才能满足系统的紧凑性和实时性要求。
本设计选用CYGNAL公司的C8051F020作为数据采集的处理器，C8051F020的ADC0为增益可编程的12位逐次逼近型A／D转换器，且自带8路外部模拟量检测通道。
为了满足系统对不同深度土层的湿度测量，本系统外加了4片单16／双8选一模拟开关DG407来与C8051F020的ADC0相连接，以对每路模拟量进行巡回检测。鉴于C8051F020的I／O口资源问题，本设计中选用了4片16位并／串转换器74HC674并采用相级联的方式来完成可能多达64个采集点的采集。C8051F020自带两个增强型串口UART0和UART1，设计中将UART0作为与CDMA模块的接口，UART1作为预留的扩展口。考虑到C8051F020与AT91SAM9261之间的数据交换量较大，本设计选用一片2K×8位的双口RAM芯片CY7C142来作为两者之间的数据交换缓冲区。
(4) 电源模块
本数据采集系统使用12V／40AH的铅酸免维护蓄电池供电。白天，太阳能电池通过充电器对蓄电池充电。太阳能电池的额定功率为34 W，输出电压17 V，输出电流2 A；充电器过压和过流保护点分别设置为17.5 V和2.5 A，超过此值则停止充电，一般夏季七个小时就可充满，蓄电池可连续供电六天以上；
系统中的嵌入式CPU有两种工作模式。其一是在正常工作模式时执行定时采集子程序；其余时间，CPU则进入节电的睡眠工作模式，但可随时唤醒以接收采集指令；为了防止雷击，系统在太阳能电池上方设置了避雷针。
本实用新型工作原理：
嵌入式微处理器在初始化CDMA无线模块后，即可使之附着在CDMA网络上，并通过拨号过程(号码、用户名、密码)建立PPP连接，以获得网络运营商ISP动态分配给数传终端的IP地址，并与服务器固定IP之间建立Socket链接。一旦该链接成功，数传终端即可通过RS232串口向采集系统收、发数据或指令。另外，该系统采用太阳能电池板+蓄电池的形式来为采集系统供电。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定 
。
Claims (2)
1.一种受雨量驱动的土壤墒情自动采集传输系统，其特征在于：包括采集系统和数据接收系统，采集系统采集的数据传输给数据接收系统；
所述采集系统包括采集控制模块、CDMA DTU传输模块、模数转换模块和电源模块，
所述采集控制模块包括微处理器，以及与微处理器连接的模数转换模块，所述模数转换模块连接有温度传感器和湿度传感器，采集控制模块还通过串口直接与CDMA DTU模块相连接，所述电源模块为采集控制模块，CDMA DTU传输模块以及模数转换模块提供电能；
所述数据接收系统包括与CDMA DTU传输模块连通的数据服务中心。
2.根据权利要求1所述的一种受雨量驱动的土壤墒情自动采集传输系统，其特征在于：所述微处理器的型号为AT91SAM9261。
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| CN 201220558568 CN202956875U (zh) | 2012-10-29 | 2012-10-29 | 一种受雨量驱动的土壤墒情自动采集传输系统 |
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| CN 201220558568 CN202956875U (zh) | 2012-10-29 | 2012-10-29 | 一种受雨量驱动的土壤墒情自动采集传输系统 |
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN108235924A (zh) * | 2016-12-26 | 2018-07-03 | 天津优爱创科技有限公司 | 一种智能灌溉管理系统 |
| CN108235925A (zh) * | 2016-12-26 | 2018-07-03 | 天津优爱创科技有限公司 | 一种用于灌溉管理的湿度监测系统 |
| CN108235923A (zh) * | 2016-12-26 | 2018-07-03 | 天津优爱创科技有限公司 | 一种用于灌溉管理的湿度监测方法 |
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2012
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