CN204044147U - 一种基于WiFi的便携式土壤墒情采集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于WiFi的便携式土壤墒情采集装置，包括处理器以及与处理器连接的固态存储电路、人机交互电路、数据采集电路以及WiFi通讯电路，所述数据采集电路连接有传感器电路，所述处理器通过WiFi通讯电路与智能手持终端无线连接。传统的墒情移动监测需要墒情采集设备、卫星定位仪、图像采集设备以及无线通讯设备等多种仪器设备，操作繁琐且携带不便，本实用新型改变了传统的监测方式，仅需一台智能手持终端配合即可完成全部工作，不但大幅降低了设备成本，而且提高了墒情移动监测的效率；同时，减少了设备体积，使得装置利于携带，方便野外测量。
Description
技术领域
本实用新型涉及水利自动化技术领域，特别涉及一种基于WiFi的便携式土壤墒情采集装置。
背景技术
目前，公知的土壤墒情移动监测需要土壤墒情采集设备、卫星定位仪、图像采集设备以及无线通讯设备等多种设备共同完成，携带不便且操作复杂，而且价格较高，难以满足墒情监测的需要。中国发明专利公开了一种土壤墒情自动监测终端机(公开号为CN101846669A，公开日为2010年9月20日)，主要结构由终端箱体、太阳能电池板、GPRS发射天线、墒情电路板、墒情传感器、通讯电路板、温度传感器、湿度传感器、墒情屏蔽电路箱、通讯屏蔽电路箱、太阳能蓄电池、太阳能控制器组成，终端机通过屏蔽电缆联接埋入土壤内的墒情传感器，然后把墒情信息传输给墒情电路，通过通讯电路远程传输给总站计算机进行信息化数字处理，得出某地域土壤墒情状况，此终端机数据采集传输准确翔实可靠，对不同地域土壤墒情可远程自动监测，并可预报墒情状况，但是上述墒情自动监测终端机体积庞大，不方便携带，同时也不支持WiFi通讯，不能够配合手持终端实现现场图像、视频、经纬度等信息的监测。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于WiFi的便携式土壤墒情采集装置。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种基于WiFi的便携式土壤墒情采集装置，包括处理器以及与处理器连接的固态存储电路、人机交互电路、数据采集电路以及WiFi通讯电路，所述数据采集电路连接有传感器电路，所述处理器通过WiFi通讯电路与智能手持终端连接。
优选的，所述处理器为MSP430处理器；MSP430处理器通过IO口与人机交 互电路连接，通过USART接口与WiFi通讯电路连接，通过ADC接口与数据采集电路连接。
优选的，还包括电源电路，所述电源电路包括电源、充电保护电路及电压转换电路，所述电源为可充电的锂电池。
优选的，所述固态存储电路为FLASH芯片，所述FLASH芯片通过SPI总线与处理器连接。
优选的，所述处理器、固态存储电路、人机交互电路、数据采集电路以及WiFi通讯电路均集成在金属管内，所述金属管的前端设有测量土壤水含量的探针，所述金属管的管壁上设有可观察测量深度的刻度；所述金属管的末端设有显示屏和按键。
优选的，所述WiFi通讯电路与处理器通过USART接口连接，WiFi通讯电路通过WiFi网络与智能手持终端进行数据交互，WiFi通讯电路可作为AP无线接入点支持多个智能设备同时连接。
优选的，所述人机交互电路包括显示屏和按键，所述显示屏为OLED屏。
优选的，所述智能手持终端包括手机或掌上电脑。
本实用新型的工作过程为：
传感器电路将土壤体积含水量转化为4-20mA的电流信号输出给数据采集电路；数据采集电路将信号调理后进行模数转换，转换成数字信号输出给处理器；处理器将采集到的土壤墒情数据存储到固态存储电路，并通过人机交互电路显示到OLED屏上，接收按键发来的指令信息进行采样、查询和开关机操作；WiFi通讯电路与处理器电路通过USART接口进行数据传输，WiFi通讯电路通过WiFi网络与智能手持终端进行数据交互，WiFi通讯电路可作为AP(无线接入点)，可同时支持多个智能设备同时连接；智能手持终端通过WiFi网络实时获取测量的土壤体积含水量数据，并通过自带的2G/3G网络通讯功能将数据上报给远程服务器；上述数据采集、数据处理以及通过2G/3G网络通讯功能将数据上报数据均采用本领域的通用技术。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本实用新型通过使用WiFi电路将墒情信息传输给智能手持终端，再通过智能手持终端进行数据上报，提高了墒情采集的实效性和测量效率，降低了 设备成本。
2、本实用新型通过高集成度设计方案，将各电路集成到金属管中，有效降低了设备功耗提高了设备稳定性，减少了设备体积，使得装置利于携带，方便野外测量。
3、本实用新型改变了传统的监测方式，只需一台智能手持终端配合即可完成全部工作，不但大幅降低了监测成本，而且提高了墒情移动监测的效率。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图；
图2是本实用新型的各电路集成到金属管中的结构示意图；
图3是本实用新型处理器的电路原理图；
图4(a)是本实用新型电源电路的锂电池充电保护控制电路原理图；
图4(b)是本实用新型电源电路的电源开关控制电路原理图；
图4(c)是本实用新型电源电路的传感器供电电压转换电路原理图；
图4(d)是本实用新型电源电路的处理器供电电压转换电路原理图；
图5是本实用新型WiFi通讯电路的电路原理图；
图6是本实用新型外部存储电路的电路原理图；
图7(a)是本实用新型人机交互电路显示屏的电路原理图；
图7(b)是本实用新型人机交互电路按键的电路原理图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，本实施例基于WiFi的便携式土壤墒情采集装置，包括处理器，与处理器连接的固态存储电路、人机交互电路、数据采集电路以及WiFi通讯电路，所述数据采集电路连接有传感器电路，所述处理器通过WiFi通讯电路与智能手持终端连接，所述电源为可充电的锂电池,电源电路包含充电保护电路及电压转换电路。
如图2所示，所述处理器、固态存储电路、人机交互电路、数据采集电路以及WiFi通讯电路均集成在金属管内，所述金属管的前端设有测量土壤水含量 的探针，所述金属管的管壁上设有可观察测量深度的刻度；所述金属管的末端设有显示屏和按键；本实施例金属管的外壳为金属铝管3，顶端为传感器探针1，该传感器探针可插入土壤中，管壁上刻有刻度2，方便测量土壤的深度，末端为金属帽5，能够打开对设备进行检修，金属帽顶为人机交互电路4。
如图3所示，U2为处理器电路，选用MSP430F149，通过IO口与人机交互电路连接，通过USART接口与WiFi通讯电路连接，通过ADC接口与数据采集电路连接。
如图4(a)-图4(d)所示，本实施例的土壤墒情采集装置还包括电源电路，所述电源电路包括电源、充电保护电路及电压转换电路，所述电源为可充电的锂电池；如图4(a)所示，U1为充电控制芯片可实现锂电池的充电保护；如图4(b)所示，Q3为MOS管可实现电源的开关控制；如图4(c)所示，U4为稳压芯片为传感器提供稳压5V电源；如图4(d)所示，U7为稳压芯片为核心处理电路提供稳压3.3V电源。
如图5所示，所述WiFi通讯电路与处理器通过USART接口连接，WiFi通讯电路通过WiFi网络与智能手机进行数据交互，WiFi通讯电路可作为AP无线接入点支持多个智能设备同时接入。U5为WiFi通讯芯片，与核心处理电路通过USART接口连接，采用5V供电，可通过WiFi网络与智能手机通讯。
如图6所示，所述存储电路为FLASH芯片，所述FLASH芯片通过SPI总线与处理器连接；U6为AT45DB161为SPI接口的FLASH芯片，与处理器U2之间通过SPI总线连接。
如图7(a)、图7(b)所示，所述人机交互电路包括显示屏和按键，所述显示屏为OLED屏；其中，P1为OLED液晶显示屏接口，KEY1，KEY2两个多功能按键，液晶显示屏接MSP430处理器(U2)的IO管脚，按键接处理器(U2)的中断管脚。
本实施例，所述智能手持终端可以是手机、个人数字助理(PDA)、掌上电脑、人机交互终端或其他具有WiFi接口的多功能手持式终端设备。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于WiFi的便携式土壤墒情采集装置，包括处理器，其特征在于，还包括与处理器连接的固态存储电路、人机交互电路、数据采集电路以及WiFi通讯电路，所述数据采集电路连接有传感器电路，所述处理器通过WiFi通讯电路与智能手持终端无线连接；所述处理器、固态存储电路、人机交互电路、数据采集电路以及WiFi通讯电路均集成在金属管内，所述金属管的前端设有测量土壤水含量的探针，所述金属管的管壁上设有可观察测量深度的刻度；所述金属管的末端设有显示屏和按键；WiFi通讯电路与处理器通过USART接口连接，WiFi通讯电路通过WiFi网络与智能手持终端进行数据交互，WiFi通讯电路可作为AP无线接入点支持多个智能设备同时连接。
2.根据权利要求1所述基于WiFi的便携式土壤墒情采集装置，其特征在于，所述处理器为MSP430处理器；MSP430处理器通过IO口与人机交互电路连接，通过USART接口与WiFi通讯电路连接，通过ADC接口与数据采集电路连接。
3.根据权利要求1所述基于WiFi的便携式土壤墒情采集装置，其特征在于，还包括电源电路，所述电源电路包括电源、充电保护电路及电压转换电路，所述电源为可充电的锂电池。
4.根据权利要求1所述基于WiFi的便携式土壤墒情采集装置，其特征在于，所述固态存储电路为FLASH芯片，所述FLASH芯片通过SPI总线与处理器连接。
5.根据权利要求1所述基于WiFi的便携式土壤墒情采集装置，其特征在于，所述人机交互电路包括显示屏和按键，所述显示屏为OLED屏。
6.根据权利要求1-5任一项所述基于WiFi的便携式土壤墒情采集装置，其特征在于，所述智能手持终端包括手机或掌上电脑。
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