CN204256195U - 一种农业气象信息采集装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种农业气象信息采集装置，包括信息采集单元、数据处理单元、数据传输单元和供电单元，其中信息采集单元采集农业信息，其结构包括风速风向传感器、雨量传感器、太阳辐射传感器、空气温湿度传感器；数据处理单元连接信息采集单元并处理该信息采集单元传递来的信息，其结构包括微控制器，该微控制器连接有USB接口、Flash存储芯片和显示装置；数据传输单元连接上述微控制器；供电单元，与信息采集单元、数据处理单元、数据传输单元均连接且为其供电。该农业气象信息采集装置和现有技术相比，可用于任何环境下的空气温湿度、雨量、光合有效辐射和风速风量的实时监测，安装位置无任何限制且无需不限、维护，低功耗、易扩展。

Description

一种农业气象信息采集装置
技术领域
本实用新型涉及农业信息化技术，具体的说是一种结构简单、实用性强、农业气象信息采集装置。
背景技术
在农业生产中，气象因素对其具有重要参考价值，及时准确地提供农业气象信息，找到气候与农业发展的内在规律，正确评价气象因素对作物生长的影响，提出趋利避害的适用技术，进而提高农业生产效率，对指导农业生产具有特别重要的意义。如何针对传统农业气象信息系统的不足，更好地科学利用农业气象基础数据，采用低功耗，延长续航能力，是当前迫切需要解决的问题。
目前，农业气象信息采集技术还比较落后，往往需要人为的在现场进行各类气象信息采集，并利用纸质记事本来记录气象的相关信息，采集到的数据不仅具有较大的延时性，而且采集到的数据难以实时的存储到计算机中，容易造成数据丢失或缺失，不利于第一手资料的收集和共享，导致农业科研人员难以及时对田间气象信息进行分析，造成大量数据资源的浪费。
基于此，现提供一种农业气象信息采集装置，该系统可在安全、稳定的环境中传输数据，整体能耗较低，为农业科研工作提供科学、合理的气象参考。
发明内容
本实用新型的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种实用性强、农业气象信息采集装置。
本实用新型的技术方案是按以下方式实现的，一种农业气象信息采集装置，包括信息采集单元、数据处理单元、数据传输单元和供电单元，其中
信息采集单元采集农业信息，其结构包括风速风向传感器、雨量传感器、太阳辐射传感器、空气温湿度传感器；
数据处理单元连接信息采集单元并处理该信息采集单元传递来的信息，其结构包括微控制器，该微控制器连接有USB接口、Flash存储芯片和显示装置；
数据传输单元连接上述微控制器；
供电单元，与信息采集单元、数据处理单元、数据传输单元均连接且为其供电。
作为优选，所述数据处理单元与信息采集单元通过串行数字接口SDI-12接口通信连接，该SDI-12接口连接微控制器。该种SDI-12接口可实现低功耗传输，降低整个采集装置的功能消耗，从而变相延长其使用寿命，并且可以减少干扰、降低功耗、提高气象信息的准确度。
作为优选，所述显示装置包括显示屏、设置在显示屏与微控制器之间的译码器，该显示屏为LCD段码屏。该技术方案中的译码器可实现对显示数据的精准处理，从而使得显示屏上的数字显示清楚，观察更加直观，同时该段码屏的设计一方面可降低系统功耗，另一方面也可减少项目开发周期与成本。
作为优选，所述微控制器与数据传输单元之间设置有加密模块，该加密模块包括与微控制器连接的加密芯片、与加密芯片连接的锁存器、连接锁存器的继电器、连接继电器的555定时器，所述555定时器连接数据传输单元。在该技术方案中，锁存器主要用于对来自微控制器的数据进行缓冲，以避免后侧连接的555定时器的定时工作影响数据的完整性；继电器来调节保护整个装置电路，555定时器实现在规定的时间内发射信号。
进一步的，所述数据传输单元为GPRS传输模块或北斗通信模块中的一种。当采用北斗通信模块时，其安全性更高，实用性更强；该技术方案中的北斗通信模块可采用型号为L20是一款高性能GPS模块，该L20支持48个PRN频道，即使在室内信号水平下，也能在最短的时间内捕获和跟踪卫星。
进一步的，所述供电单元包括太阳能电池板、与太阳能电池板连接的充电电池，该充电电池与上述信息采集单元、数据处理单元、数据传输单元供电连接。该种供电单元的设置能够实现节能减排、可持续的使用，降低环境污染。
本实用新型与现有技术相比所产生的有益效果是：
本实用新型的一种农业气象信息采集装置具有结构简单、使用方便、构思巧妙、设计合理等特点，结合了无线传感器网络与传感器检测技术，可用于任何环境下的空气温湿度、雨量、光合有效辐射和风速风量的实时监测，安装位置无任何限制且无需不限、维护，低功耗、易扩展；传输过程安全可靠，数据完整程度高，实用性强，适用范围广泛，易于推广。
附图说明
附图1是本实用新型的结构示意图。
附图中的标记分别表示：
1、信息采集单元，1.1、风速风向采集传感器，1.2、雨量传感器，1.3、太阳辐射传感器，1.4、空气温湿度传感器，2、数据处理单元，2.1、SDI-12接口，2.2、Flash存储芯片，2.3、USB接口，2.4、微控制器，2.5、显示装置，2.51、译码器，2.52、显示屏，3、加密模块，3.1、加密芯片，3.2、锁存器，3.3、继电器，3.4、555定时器，4、数据传输单元，5、供电单元，5.1、太阳能电池板，5.2、充电电池。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的一种农业气象信息采集装置作以下详细说明。
如附图1所示，一种农业气象信息采集装置，包括信息采集单元1、数据处理单元2、数据传输单元4和供电单元5，其中
信息采集单元1采集农业信息，其结构包括风速风向传感器1.1、雨量传感器1.2、太阳辐射传感器1.3、空气温湿度传感器1.4；
数据处理单元2连接信息采集单元1并处理该信息采集单元1传递来的信息，其结构包括微控制器2.4，该微控制器2.4连接有USB接口2.3、Flash存储芯片2.2和显示装置2.5；
数据传输单元4连接上述微控制器2.4，且该数据传输单元4用于将采集到的信息传输到监控平台上，进而控制整个装置；
供电单元5，与信息采集单元1、数据处理单元2、数据传输单元4均连接且为其供电。
实际使用时，微控制器2.4采用MSP430系列单片机集成电路芯片，也可以采用其它能够实现数据处理和控制的低功耗芯片。其中，MSP430 系列单片机是 16 位超低功耗单片机，非常适合各种功率要求低的场合，特别适合于电池应用的场合或手持设备。该单片机在1.8V～3.6V电压、1MHz的时钟条件下，耗电电流在0.1～400μA之间；含有P0～P6共7个 I/O口、2个定时器 Timer A、Timer B、1个看门狗，内部集成2K的RAM和60K的Flash，MSP430系列的Flash可十万次重复编程；MSP430系列单片机均为工业级的产品，运行环境温度为-40℃～+85℃；而MSP430系列单片机一般单价只有几十元。由此可以看出，MSP430系列单片机的性价比高，完全能够满足系统开发的需要。
所述数据处理单元2与信息采集单元1通过串行数字接口SDI-12接口2.1通信连接，该SDI-12接口2.1连接微控制器2.4。
所述显示装置2.5包括显示屏2.52、设置在显示屏2.52与微控制器2.4之间的译码器2.51，该显示屏2.52为LCD段码屏。
所述微控制器2.4与数据传输单元4之间设置有加密模块3，该加密模块3包括与微控制器2.4连接的加密芯片3.1、与加密芯片3.1连接的锁存器3.2、连接锁存器3.2的继电器3.3、连接继电器3.3的555定时器3.4，所述555定时器3.4连接数据传输单元44。
所述数据传输单元4为GPRS传输模块或北斗通信模块中的一种。
所述供电单元5包括太阳能电池板5.1、与太阳能电池板5.1连接的充电电池5.2，该充电电池5.2与上述信息采集单元1、数据处理单元2、数据传输单元4供电连接。
本实用新型通过利用采集装置采集农业气象信息，具有对空气温湿度、光合有效辐射、风速风向和雨量的实时监测功能，结构简单、功耗低、可靠性强，可广泛应用于农作物生长情况的监测及环境监测等领域。
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管该具体实施方式部分对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，这些都不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (3)

1.一种农业气象信息采集装置，其特征在于，包括信息采集单元、数据处理单元、数据传输单元和供电单元，其中
信息采集单元采集农业信息，其结构包括风速风向传感器、雨量传感器、太阳辐射传感器、空气温湿度传感器；
数据处理单元连接信息采集单元并处理该信息采集单元传递来的信息，其结构包括微控制器，该微控制器连接有USB接口、Flash存储芯片和显示装置；
数据传输单元连接上述微控制器；
供电单元，与信息采集单元、数据处理单元、数据传输单元均连接且为其供电；
所述数据处理单元与信息采集单元通过串行数字接口SDI-12接口通信连接，该SDI-12接口连接微控制器；
所述显示装置包括显示屏、设置在显示屏与微控制器之间的译码器，该显示屏为LCD段码屏；
所述微控制器与数据传输单元之间设置有加密模块，该加密模块包括与微控制器连接的加密芯片、与加密芯片连接的锁存器、连接锁存器的继电器、连接继电器的555定时器，所述555定时器连接数据传输单元。
2.根据权利要求1所述的一种农业气象信息采集装置，其特征在于，所述数据传输单元为GPRS传输模块或北斗通信模块中的一种。
3.根据权利要求2所述的一种农业气象信息采集装置，其特征在于，所述供电单元包括太阳能电池板、与太阳能电池板连接的充电电池，该充电电池与上述信息采集单元、数据处理单元、数据传输单元供电连接。
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CN105424175A (zh) * 2015-11-16 2016-03-23 北京师范大学 一种用于光合有效辐射和窄波段辐射观测装置
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