CN203588443U - 一种监测农作物生长环境二氧化碳浓度的无线网络装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种监测农作物生长环境二氧化碳浓度的无线网络装置，包括发送端和接收端，所述发送端包括电源、传感器接口电路和单片机，电源为整个装置供电，所述传感器接口电路连接单片机，其特征在于：发送端还包括射频电路，所述射频电路连接单片机；所述的传感器接口电路包含二氧化碳浓度传感器和低通滤波器，二氧化碳浓度传感器通过低通滤波器与单片机连接。本实用新型采用无线传输方式，无需铺设线路，安装方便，扩展性较好，节点功耗较低，网络生命周期较长，从而有效地节约了农业生产的成本。

Description

一种监测农作物生长环境二氧化碳浓度的无线网络装置

技术领域

本实用新型涉及一种监测农作物生长环境二氧化碳浓度的无线网络装置，属于农业测控领域。

背景技术                   

随着计算机与信息技术在农业上的广泛应用，精准农业控制可以极大地节约人力的投入，降低生产成本，提高土地的收益率，同时十分有利于环境保护。农业环境信息的获取为精准农业提供了数据基础，是精准农业的前提。监测农作物生长环境二氧化碳浓度的无线网络装置通过实时测量农作物环境空气中的二氧化碳浓度信息，传送给信息中心收集和处理，为农作物提供个最佳的生长环境，能有效提高农作物的产量。

目前二氧化碳浓度信息监测在农业大棚、环境监测等方面应用越来越广泛，随之而来对成本、精确度、操作简便性等要求也越来越高。由于传感器节点通常数量较多且位置不定，数据传输上采用传统的有线传输方式在实际操作中不易实施，同时在能源提供上，采用电缆供电的方式也同样面临不易操作和成本较高的问题。

实用新型内容

为了解决上述背景技术存在的问题，本实用新型旨在提供一种监测农作物生长环境二氧化碳浓度的无线网络装置。

为了实现上述的技术目的，本实用新型的技术方案为：

一种监测农作物生长环境二氧化碳浓度的无线网络装置，包括发送端和接收端，所述发送端包括电源、传感器接口电路和单片机，电源为整个装置供电，所述传感器接口电路连接单片机，发送端还包括射频电路，所述射频电路连接单片机；所述的传感器接口电路包含二氧化碳浓度传感器和低通滤波器，二氧化碳浓度传感器通过低通滤波器与单片机连接。

其中，上述的射频电路包含依次连接的AT86RF212射频芯片、平衡-不平衡转换器、低通滤波芯片和天线，所述AT86RF212射频芯片连接单片机。

其中，上述的单片机采用C8051F912单片机。

其中，上述的C8051F912单片机的P0.7口经一个电阻与传感器接口电路的模拟信号输出端连接。

其中，上述的C8051F912单片机的P1.0口、P1.1口、P1.2口、P1.3口、P1.4口、P1.5口和P0.1口分别与AT86RF212射频芯片的SCLK端、MISO端、MOSI端、SEL端、/RST端、SLP_TR端和IRQ端连接。

采用上述技术方案，带来的有益效果是：

（1）    本实用新型用无线传输方式取代了有线连接方式，无需铺设线路，安装方便，具有良的扩展性；使用干电池供电，取代了传统的电缆供电方式，节约了农业生产的成本；

（2）    本实用新型采用提供低功耗模式的C8051F912为处理器，降低了节点功耗，有助于延长网络生命周期。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构框图。

图2是本实用新型的发送端的具体电路图。

标号说明： U1——低通滤波芯片；U2——平衡-不平衡转换器；P1——天线。

具体实施方式

以下将结合附图，对本实用新型的技术方案进行详细说明。

如图1所示的本实用新型的结构框图，一种监测农作物生长环境二氧化碳浓度的无线网络装置，包括发送端和接收端，所述发送端包括电源、传感器接口电路和单片机，电源为整个装置供电，所述传感器接口电路连接单片机，发送端还包括射频电路，所述射频电路连接单片机。其中，传感器接口电路包含二氧化碳浓度传感器和低通滤波器，二氧化碳浓度传感器通过低通滤波器与单片机连接。射频电路包含依次连接的AT86RF212射频芯片、平衡-不平衡转换器、低通滤波芯片和天线，所述AT86RF212射频芯片连接单片机。单片机采用C8051F912单片机，且C8051F912单片机的P0.7口经一个电阻与传感器接口电路的模拟信号输出端连接，C8051F912单片机的P1.0口、P1.1口、P1.2口、P1.3口、P1.4口、P1.5口和P0.1口分别与AT86RF212射频芯片的SCLK端、MISO端、MOSI端、SEL端、/RST端、SLP_TR端和IRQ端连接。

在本实例中，采用如图2所示的本实用新型的发送端的具体电路图。本实用新型的发送端包括电源、传感器接口电路、单片机和射频电路。电源采用3节干电池供电，二极管D1的正极连接干电池的负极，二极管D1的负极通过电容C1滤波后，一端接到单片机和射频芯片的模拟电源输入端VCC_SYS2，另一端通过一个电阻R1接到为单片机、二氧化碳浓度感器和射频芯片供电的数字电源输入端VCC_SYS1。在传感器接口电路中，电阻R2的一端经电容C2后接VCC_SYS1，另一端与C8051F912单片机的P0.7口连接，从而构成一个低通滤波器。二氧化碳浓度传感器与电阻R2和电容C1的连接点连接，利用低通滤波原理为传感器输出的模拟信号进行滤波。C8051F912单片机的P1.0端、P1.1端、P1.2端、P1.3端  P1.4端、P1.5端和P0.1端分别与AT86RF212射频芯片的SCLK端、MISO端、MOSI端、SEL端、/RST端、SLP_TR端和IRQ端连接。C8051F912单片机与AT86RF212射频芯片之间采用串行外设接口协议进行通信，其中单片机为SPI主器件，射频芯片为SPI从器件。AT86RF212射频芯片的引脚1、2、3、6、7、9、10、14、16、17、18、21、27、30、31和32接地，引脚13与引脚12连接并一同经旁路电容C10接地，引脚15经3.3V电源与电源旁路电容C9连接后接地。AT86RF212射频芯片的XTAL1端和XTAL2端分别经电容C5和C6后接地，XTAL1与C5的连接点和XTAL2与C6的连接点之间接入晶振X2。AT86RF212射频芯片的EVDD端接数字电源输入端VCC_SYS1，且EVDD端接数字电源输入端VCC_SYS1的连接点经电源旁路电容C3接地，AVDD端经旁路电容C4接地。AT86RF212射频芯片的双向差分天线引脚RFP、RFN分别经RF耦合电容C7、C8与平衡-不平衡转换器U2连接，平衡-不平衡转换器U2再与低通滤波芯片U1连接，实现差分信号向单端信号的转换。低通滤波芯片U1再与天线P1连接，将数据以无线传输的形式发送给接收端。在进行一次数据采集和发送后，可通过配置C8051F912单片机中的电源管理模块（PMU0）进入SLEEP模式，在下一个工作周期到来时再切换回NORMAL模式。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。

Claims (5)

1.一种监测农作物生长环境二氧化碳浓度的无线网络装置，包括发送端和接收端，所述发送端包括电源、传感器接口电路和单片机，电源为整个装置供电，所述传感器接口电路连接单片机，其特征在于：发送端还包括射频电路，所述射频电路连接单片机；所述的传感器接口电路包含二氧化碳浓度传感器和低通滤波器，二氧化碳浓度传感器通过低通滤波器与单片机连接。

2.根据权利要求1所述的一种监测农作物生长环境二氧化碳浓度的无线网络装置，其特征在于：所述的射频电路包含依次连接的AT86RF212射频芯片、平衡-不平衡转换器、低通滤波芯片和天线，所述AT86RF212射频芯片连接单片机。

3.根据权利要求2所述的一种监测农作物生长环境二氧化碳浓度的无线网络装置，其特征在于：所述的单片机采用C8051F912单片机。

4.根据权利要求3所述的一种监测农作物生长环境二氧化碳浓度的无线网络装置，其特征在于：所述的C8051F912单片机的P0.7口经一个电阻与传感器接口电路的模拟信号输出端连接。

5.根据权利要求3或4所述的一种监测农作物生长环境二氧化碳浓度的无线网络装置，其特征在于：所述的C8051F912单片机的P1.0口、P1.1口、P1.2口、P1.3口、P1.4口、P1.5口和P0.1口分别与射频芯片AT86RF212的SCLK端、MISO端、MOSI端、SEL端、/RST端、SLP_TR端和IRQ端连接。

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