CN205264044U - 一种基于ZigBee的农作物信息感知节点 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于ZigBee的农作物信息感知节点，包括第一感知单元和第二感知单元，所述第一感知单元包括第一立柱、位于第一立柱顶端的第一控制箱和第一扎带，所述第一控制箱上靠近第二感知单元的一侧设有红外线发射器，该基于ZigBee的农作物信息感知节点通过第一感知单元中的红外线发射器发送红外线信号，由第二感知单元中的红外线接收器对红外线进行接收，再通过无线通讯模块将统计数据进行无线传输，保证后台对该区域的害虫的数量进行实时监控；其中通过红外线发射电路中的第一电容对干扰信号进行滤除，提高了红外线发射电路的可靠性，通过光耦将电路进行隔离从而防止由于外部干扰信号对内部电路造成损坏，从而提高了红外线接收电路的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于ZigBee的农作物信息感知节点。
背景技术
随着科学技术水平的不断发展，我国进入了物联网时代，其中农业生产也慢慢开始对物联网进行引入。
在农业生产过程中，我国大部分都是采用最为原始的人力进行种植和生产，这样不仅耗费劳动力，而且效率低下。而在部分地区，开始慢慢采用简单的感知节点对农作物的生长状况和环境信息进行采集，然后通过通讯的方式将数据进行上传，从而实现了对农作物的信息远程监控。
在现有技术中，对于农作物周围害虫的监控都是采用图像监控的方式，这样的建设成本高，不利于小范围的农作物害虫监控，而且现在都是采用有线通讯的方式，虽然通讯稳定可靠，但是会因为高布线成本而增加了成本预算，限制了其实用性和推广价值。
在该实用新型中，采用了红外线收发的技术来对害虫的数量进行统计，在目前对于红外线收发都是采用红外线感应二极管进行接收，但是由于缺少对接收电路做好隔离，往往会因为干扰(如尖峰电压等)而造成接收电路中元器件的损坏。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：为了克服现有技术的对害虫监控成本高、可靠性差且通讯布线成本高的不足，提供一种能够通过无线传输且监控成本低、具有隔离作用的基于ZigBee的农作物信息感知节点。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于ZigBee的农作物信息感知节点，包括第一感知单元和第二感知单元，所述第一感知单元包括第一立柱、位于第一立柱顶端的第一控制箱和第一扎带，所述第一控制箱上靠近第二感知单元的一侧设有红外线发射器，所述第二感知单元包括第二立柱、位于第二立柱顶端的第二控制箱和第二扎带，所述第二控制箱上靠近第一感知单元的一侧设有红外线接收器；
所述第一控制箱中设有红外线发射模块，所述红外线发射器与红外线发射模块电连接，所述红外线发射模块包括红外线发射电路，所述红外线发射电路包括第一电阻、红外线发光二极管、第一电容和三极管，所述三极管的基极与第一电阻连接，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极与红外线发光二极管的阳极连接且通过红外线发光二极管外接5V直流电压电源，所述第一电容的一端外接5V直流电压电源，所述第一电容的另一端接地；
所述第二控制箱中设有红外线接收模块和无线通讯模块，所述红外线接收器与红外线接收模块电连接，所述红外线接收模块包括红外线接收电路，所述红外线接收电路包括光耦、红外线感应二极管、第二电阻、第三电阻和第二电容，所述光耦的第一端与红外线感应二极管的阴极连接且通过红外线感应二极管和第二电阻组成的串联电阻外接5V直流电压电源，所述光耦的第二端接地，所述光耦的第四端接地，所述光耦的第三端通过第三电阻外接9V直流电压电源，所述光耦的第三端通过第二电容接地；
所述无线通讯模块采用的通讯协议为ZigBee通讯协议。
作为优选，为了增加该感知节点测温的功能，所述第一扎带和第二扎带上均设有温度传感器。
作为优选，利用钽电容寿命长、精确度高和滤高频性能好的特点，能够保证外线发射电路能够长时间可靠工作，所述第一电容为钽电容，所述第一电容的电容值为10uF。
作为优选，为了增加红外线接收电路的隔离作用，进一步提高了感知节点的可靠性，所述光耦的第二端接的地与光耦的第四端接的地隔离，所述光耦的第四端接的地与第二电容接的地连接。
本实用新型的有益效果是，该基于ZigBee的农作物信息感知节点通过第一感知单元中的红外线发射器发送红外线信号，由第二感知单元中的红外线接收器对红外线进行接收，再通过无线通讯模块将统计数据进行无线传输，保证后台对该区域的害虫的数量进行实时监控；其中通过红外线发射电路中的第一电容对干扰信号进行滤除，提高了红外线发射电路的可靠性，通过光耦将电路进行隔离从而防止由于外部干扰信号对内部电路造成损坏，从而提高了红外线接收电路的可靠性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的基于ZigBee的农作物信息感知节点的结构示意图；
图2是本实用新型的基于ZigBee的农作物信息感知节点的红外线发射电路的电路原理图；
图3是本实用新型的基于ZigBee的农作物信息感知节点的红外线接收电路的电路原理图；
图中：1.第二控制箱，2.第二立柱，3.第二扎带，4.红外线接收器，5.红外线发射器，6.第一控制箱，7.第一立柱，8.第一扎带，R1.第一电阻，R2.第二电阻，R3.第三电阻，C1.第一电容，C2.第二电容，LED1.红外线发光二极管，LED2.红外线感应二极管，Q1.三极管，U1.光耦。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
如图1-图3所示，一种基于ZigBee的农作物信息感知节点，包括第一感知单元和第二感知单元，所述第一感知单元包括第一立柱7、位于第一立柱7顶端的第一控制箱6和第一扎带8，所述第一控制箱6上靠近第二感知单元的一侧设有红外线发射器5，所述第二感知单元包括第二立柱2、位于第二立柱2顶端的第二控制箱1和第二扎带3，所述第二控制箱1上靠近第一感知单元的一侧设有红外线接收器4；
所述第一控制箱6中设有红外线发射模块，所述红外线发射器5与红外线发射模块电连接，所述红外线发射模块包括红外线发射电路，所述红外线发射电路包括第一电阻R1、红外线发光二极管LED1、第一电容C1和三极管Q1，所述三极管Q1的基极与第一电阻R1连接，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极与红外线发光二极管LED1的阳极连接且通过红外线发光二极管LED1外接5V直流电压电源，所述第一电容C1的一端外接5V直流电压电源，所述第一电容C1的另一端接地；
所述第二控制箱1中设有红外线接收模块和无线通讯模块，所述红外线接收器4与红外线接收模块电连接，所述红外线接收模块包括红外线接收电路，所述红外线接收电路包括光耦U1、红外线感应二极管LED2、第二电阻R2、第三电阻R3和第二电容C2，所述光耦U1的第一端与红外线感应二极管LED2的阴极连接且通过红外线感应二极管LED2和第二电阻R2组成的串联电阻外接5V直流电压电源，所述光耦U1的第二端接地，所述光耦U1的第四端接地，所述光耦U1的第三端通过第三电阻R3外接9V直流电压电源，所述光耦U1的第三端通过第二电容C2接地；
所述无线通讯模块采用的通讯协议为ZigBee通讯协议。
作为优选，为了增加该感知节点测温的功能，所述第一扎带8和第二扎带3上均设有温度传感器。
作为优选，利用钽电容寿命长、精确度高和滤高频性能好的特点，能够保证外线发射电路能够长时间可靠工作，所述第一电容C1为钽电容，所述第一电容C1的电容值为10uF。
作为优选，为了增加红外线接收电路的隔离作用，进一步提高了感知节点的可靠性，所述光耦U1的第二端接的地与光耦U1的第四端接的地隔离，所述光耦U1的第四端接的地与第二电容C2接的地连接。
该基于ZigBee的农作物信息感知节点的工作原理是：该感知节点是通过红外线的收发对农作物周围的害虫进行统计和监控。其中第一感知单元和第二感知单元通过各自的扎带能够固定在指定的农作物处，各自的立柱则进一步保证了其牢固；随后通过第一感知单元中的红外线发射器5一直发送红外线，则位于第一感知单元一定距离的第二感知单元中的红外线接收器4就能够对红外线进行接收，当有害虫经过时，则红外线就会被遮住，从而第二感知单元就会进行统计，随后通过无线通讯模块将统计数据进行无线传输，保证后台对该区域的害虫的数量进行实时监控。
该红外线发射电路中：通过控制三极管Q1的通断，从而来控制红外线发光二极管LED1的亮暗，其中第一电容C1为钽电容，能够对干扰信号进行很好的滤除，提高了发射电路的可靠性。
该红外线接收电路中：当红外线感应二极管LED2接收到红外线信号时，则光耦U1将信号传递给后端采集电路的同时，能够将电路进行隔离，从而防止由于外部干扰信号对内部电路造成损坏，从而提高了电路的可靠性。
与现有技术相比，该基于ZigBee的农作物信息感知节点通过第一感知单元中的红外线发射器5发送红外线信号，由第二感知单元中的红外线接收器4对红外线进行接收，再通过无线通讯模块将统计数据进行无线传输，保证后台对该区域的害虫的数量进行实时监控；其中通过红外线发射电路中的第一电容C1对干扰信号进行滤除，提高了红外线发射电路的可靠性，通过光耦U1将电路进行隔离从而防止由于外部干扰信号对内部电路造成损坏，从而提高了红外线接收电路的可靠性。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (4)
1.一种基于ZigBee的农作物信息感知节点，其特征在于，包括第一感知单元和第二感知单元，所述第一感知单元包括第一立柱(7)、位于第一立柱(7)顶端的第一控制箱(6)和第一扎带(8)，所述第一控制箱(6)上靠近第二感知单元的一侧设有红外线发射器(5)，所述第二感知单元包括第二立柱(2)、位于第二立柱(2)顶端的第二控制箱(1)和第二扎带(3)，所述第二控制箱(1)上靠近第一感知单元的一侧设有红外线接收器(4)；
所述第一控制箱(6)中设有红外线发射模块，所述红外线发射器(5)与红外线发射模块电连接，所述红外线发射模块包括红外线发射电路，所述红外线发射电路包括第一电阻(R1)、红外线发光二极管(LED1)、第一电容(C1)和三极管(Q1)，所述三极管(Q1)的基极与第一电阻(R1)连接，所述三极管(Q1)的发射极接地，所述三极管(Q1)的集电极与红外线发光二极管(LED1)的阳极连接且通过红外线发光二极管(LED1)外接5V直流电压电源，所述第一电容(C1)的一端外接5V直流电压电源，所述第一电容(C1)的另一端接地；
所述第二控制箱(1)中设有红外线接收模块和无线通讯模块，所述红外线接收器(4)与红外线接收模块电连接，所述红外线接收模块包括红外线接收电路，所述红外线接收电路包括光耦(U1)、红外线感应二极管(LED2)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)和第二电容(C2)，所述光耦(U1)的第一端与红外线感应二极管(LED2)的阴极连接且通过红外线感应二极管(LED2)和第二电阻(R2)组成的串联电阻外接5V直流电压电源，所述光耦(U1)的第二端接地，所述光耦(U1)的第四端接地，所述光耦(U1)的第三端通过第三电阻(R3)外接9V直流电压电源，所述光耦(U1)的第三端通过第二电容(C2)接地；
所述无线通讯模块采用的通讯协议为ZigBee通讯协议。
2.如权利要求1所述的基于ZigBee的农作物信息感知节点，其特征在于，所述第一扎带(8)和第二扎带(3)上均设有温度传感器。
3.如权利要求1所述的基于ZigBee的农作物信息感知节点，其特征在于，所述第一电容(C1)为钽电容，所述第一电容(C1)的电容值为10uF。
4.如权利要求1所述的基于ZigBee的农作物信息感知节点，其特征在于，所述光耦(U1)的第二端接的地与光耦(U1)的第四端接的地隔离，所述光耦(U1)的第四端接的地与第二电容(C2)接的地连接。
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| CN105850614A (zh) * | 2016-05-27 | 2016-08-17 | 林少明 | 一种农作物种植遮阳网 |
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