CN203274794U - 胡杨林春尺蠖虫害发生期预测数据采集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种农作物病害预测数据采集装置，特别是一种胡杨林春尺蠖虫害发生期预测数据采集装置，包括供电模块、传感器模块、中央控制器U1和远程通讯模块GPRS，所述传感器模块至少包含温度传感器、湿度传感器、光照度传感器和风速传感器，远程通讯模块GPRS通过串行通讯模块与中央控制器U1连接并实现与远端的计算机MC进行数据传输。本实用新型能够实时、准确的获得某一地点或多个地点的土壤温度和湿度、光照度、风速、土壤类型与土壤结构等数据并发送到远端的分析设备中，由远端的分析设备根据春尺蠖发生期预测模型，精准地预测某一具体区域的春尺蠖发生情况，进而为森林虫害预测预报和精准防治提供保障。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种农作物病害检测或预测的数据采集装置，特别是一种胡杨林春尺蠖虫害发生期预测数据采集装置。
背景技术
传统的春尺蠖发生期预测方法主要包括历期法预测和相关回归法预测。
历期法预测：根据预测或实测春尺蠖起始虫态发育进度分别达到始见期（>0）、始盛期（16％）、高峰期（50％）、盛末期（84%）时，加上当地历年各虫态平均历期，推算各虫态或各虫龄发生期。
相关回归法预测：利用3月下旬平均气温、地温及3月下旬—4月上旬平均气温总和、地温总和与春尺蠖成虫出现期的显著相关性建立回归预测式。以上方法存在以下不足：
（1）历期法需要大量的人工调研数据，需要耗费大量人力，物力。
（2）相关回归法预测存在以下3个问题，第一，只考虑了气温影响因子，而与春尺蠖发生相关的影响因子如湿度、土壤类型、土壤结构等因素并没有考虑，第二，所用到的气温因子是根据气象信息获得，气象信息只是某一地区的整体气温，无法反映某一具体地点的局部气温，土壤温湿度信息无法通过气象信息获取，导致精度不高。第三，并没有考虑冬季最低气温及持续时间等因素可能导致害虫死亡的情况。导致针对某一地点的发生期预测精度不高。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种主要针对春尺蠖虫害发生期进行精准预测的数据采集装置，进而为森林虫害预测预报和精准防治提供保障。
本实用新型的目的是通过以下结构实现的：包括供电模块、传感器模块、中央控制器U1和远程通讯模块GPRS，所述传感器模块至少包含温度传感器、湿度传感器、光照度传感器和风速传感器，远程通讯模块GPRS通过串行通讯模块与中央控制器U1连接并实现与远端的计算机MC进行数据传输。
中央控制器U1采用MSP430F149型号微控制器，把温湿度传感器、光照度传感器、风速传感器输入的信号由模拟信号转化为数字信号，并通过串行接口驱动GTM900C型号的GPRS模块，并将微环境信息发送到远端的计算机MC，同时还完成外围电路的管理功能，系统所采用的GTM900C模块采用串口驱动方式，通过RS232串口驱动芯片实现；
供电模块：采用太阳能电池板供电，太阳能电池板输出电压为5V，经两个LM117DT芯片U3和U4转化为3.3V和1.8V电压，即UDD1和VDD2，其中3.3V是给串口、数码管和按键的电路供电，1.8V电压给MSP430微控制器内核供电；
传感器直接采用太阳能电池板的5V电压供电，GPRS模块采用3.8V供电，采用自带的转换模块将5V电压转化为3.8V；
温度传感器与湿度传感器集成为温湿度传感器Q1，温湿度传感器Q1采用SHT15传感器；
光照度传感器Q2采用OPT101P型传感器，该传感器是美国TI公司研制生产的集光敏器件与信号放大于一体的器件，采用单电源供电，电压输出；
风速传感器Q3采用风杯式风速传感器，风速传感器的感应元件为三杯式回转架，信号变换电路为霍尔开关电路。
作为改进，上述的传感器模块还可设置土壤传感器。
本实用新型可设置多个，进行多点监测，由远端的计算机MC对各点收集到的数据进行汇集分析，进而得出森林虫害的准确预测预报。
与现有技术相比，本实用新型能够实时、准确的获得某一地点或多个地点的土壤温度和湿度、光照度、风速、土壤类型与土壤结构等数据并发送到远端的分析设备中，由远端的分析设备根据春尺蠖发生期预测模型，精准地预测某一具体区域的春尺蠖发生情况，进而为森林虫害预测预报和精准防治提供保障。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的电路图。
图中所示，C1～C8为电容器，E为电池，GPRS为远程通讯集成芯片，JDB1为接口，MC为远端的计算机，R1～R8为电阻，U1～U4为集成芯片，Q1～Q3为传感器，W1～W2为功放器。
具体实施方式
实施例1：参照图1，是本实用新型实施例1的电路图，包括供电模块、传感器模块、中央控制器U1和远程通讯模块GPRS，所述传感器模块包含温度传感器、湿度传感器、光照度传感器Q2和风速传感器Q3，温度传感器与湿度传感器集成为温湿度传感器Q1，远程通讯模块GPRS通过串行通讯模块与中央控制器U1连接并实现与远端的计算机MC进行数据传输，所述串行通讯模块由串行通讯接口芯片U2与接口JBD1组成。
中央控制器U1采用MSP430F149型号微控制器，该微控制器具有低功耗、自带AD模块。把温湿度传感器、光照度传感器、风速传感器输入信号从模拟信号转化为数字信号，并通过串行接口驱动GTM900C型号的GPRS模块，并将微环境信息发送到无端的计算机MC。同时还完成外围电路的管理功能。
供电模块：采用太阳能电池板供电，当然也可采用蓄电池供电，太阳能电池板输出电压为5V，经两个LM117DT芯片U3和U4转化为3.3V和1.8V电压，即UDD1和VDD2，其中3.3V主要是给串口、数码管和按键等外围电路供电，1.8V电压主要给MSP430单片机内核供电。传感器供电直接采用太阳能电池板的5V电压供电。GPRS模块采用3.8V供电，采用自带的转换模块将5V电压转化为3.8V。
传感器模块中：所述传感器模块包含温度传感器、湿度传感器、光照度传感器Q2和风速传感器Q3，温度传感器与湿度传感器集成为温湿度传感器Q1，温湿度传感器Q1采用SHT15传感器，该传感器为电压输出型，供电电压为2.4-5.5V；测量湿度量程为0-100%RH；测量温度量程为-40-123.8℃；测湿精度为±2.0[%RH]；测温精度为±0.3℃。只需设计上拉电阻即可实现温湿度信息的获取，所得的温湿度信号为模拟信号，需输入到MSP430单片机的ADC引脚。光照度传感器Q2采用OPT101P型传感器，该传感器是美国TI公司研制生产的集光敏器件(光敏二极管)与信号放大于一体的器件，采用单电源供电，电压输出。输出电压随照射到光敏器件上的光强度呈线性变化。OPT101P型传感器的性能、特点：单电源供电电压为+2.7～+36V；光敏二极管尺寸为0.09×O.09英寸，片内放大器反馈电阻R =1MΩ；光敏二极管响应为O.45A/W（650nm时)；响应带宽为14kHz(R =1MΩ)，后级信号调理电路采用的是运放LM358。经放大后的模拟光强度信号输入到MSP430的ADC引脚。风速传感器Q3采用风杯式风速传感器，风速传感器的感应元件为三杯式回转架，信号变换电路为霍尔开关电路。在水平风力作用下，风杯组单向旋转，通过主轴带动磁棒盘旋转，其上的2只磁体形成2个小磁场，风杯组每旋转1圈，在霍尔开关电路中感应出2个脉冲信号，其频率随风速的增大而线性增加，脉冲信号经过LM2907频率/电压转换芯片变换成相应的电压信号，后级信号调理电路采用的是运放LM358，经放大后的模拟光强度信号输入到MSP430的ADC引脚。
串口与GPRS模块：系统所采用的GTM900C模块采用串口驱动方式，通过RS232串口驱动芯片实现。GTM900C工作频段为EGSM900/GSM1800双频，最大发射功率EGSM900 Class4为2W，GSM1800 Class1为1W，接收灵敏度<-106dBm，工作温度为-20℃到+70℃，平均待机电流为3.5mA，GPRS数据业务为GPRS CLASS 10。通过MSP430单片机的串口输入AT命令实现数据的收发。
本发明也可通过其它的电信网络或无线通讯网络进行交换数据，能起到同等效果。
远端计算机MC：可接收汇集多个监测点的数据采集装置采集的数据并进行综合分析，对某一区域春尺蠖发生期进行预测。
Claims (2)
1.一种胡杨林春尺蠖虫害发生期预测数据采集装置，其特征在于：包含供电模块、传感器模块、中央控制器U1和远程通讯模块GPRS，所述传感器模块至少包含温度传感器、湿度传感器、光照度传感器和风速传感器，远程通讯模块GPRS通过串行通讯模块与中央控制器U1连接并实现与远端的计算机MC进行数据传输；
中央控制器U1采用MSP430F149型号微控制器，把温湿度传感器、光照度传感器、风速传感器输入的信号由模拟信号转化为数字信号，并通过串行接口驱动GTM900C型号的GPRS模块，并将微环境信息发送到远端的计算机MC，同时还完成外围电路的管理功能，系统所采用的GTM900C模块采用串口驱动方式，通过RS232串口驱动芯片实现；
供电模块：采用太阳能电池板供电，太阳能电池板输出电压为5V，经两个LM117DT芯片U3和U4转化为3.3V和1.8V电压，即UDD1和VDD2，其中3.3V是给串口、数码管和按键的电路供电，1.8V电压给MSP430微控制器内核供电；
传感器直接采用太阳能电池板的5V电压供电，GPRS模块采用3.8V供电，采用自带的转换模块将5V电压转化为3.8V；
温度传感器与湿度传感器集成为温湿度传感器Q1，温湿度传感器Q1采用SHT15传感器；
光照度传感器Q2采用OPT101P型传感器，该传感器是美国TI公司研制生产的集光敏器件与信号放大于一体的器件，采用单电源供电，电压输出；
风速传感器Q3采用风杯式风速传感器，风速传感器的感应元件为三杯式回转架，信号变换电路为霍尔开关电路。
2.根据权利要求1所述的胡杨林春尺蠖虫害发生期预测数据采集装置，其特征在于：所述的传感器模块设有土壤传感器。
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| CN 201320204923 CN203274794U (zh) | 2013-04-22 | 2013-04-22 | 胡杨林春尺蠖虫害发生期预测数据采集装置 |
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| CN 201320204923 CN203274794U (zh) | 2013-04-22 | 2013-04-22 | 胡杨林春尺蠖虫害发生期预测数据采集装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN108665111A (zh) * | 2018-05-16 | 2018-10-16 | 陈孟禹 | 基于虫态发育与温度关系的胡杨春尺蠖防治期预测方法 |
| CN108764542A (zh) * | 2018-05-16 | 2018-11-06 | 贾翔 | 胡杨春尺蠖发生期与发生量的遥感预测方法 |
| CN109635490A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-04-16 | 贾翔 | 基于clue-s模型的胡杨春尺蠖发生蔓延过程的动态模拟方法 |
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2013
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