CN206876225U - 远程环境参数采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种远程环境参数采集装置，包括温湿度检测电路、按键电路、存储电路、显示电路、单片机、报警电路、继电器控制电路、以及无线传输电路。该远程环境参数采集装置的温湿度检测电路采用全数字型温湿度传感器测量植物生长的环境参数，可用来满足大棚温湿度控制等工农业生产领域需要，测量响应时间快、长期稳定性好，抗干扰能力强，同时还数据显示、过限报警、过限启动外接设备、数据远程传输的功能，具备具有较高的应用价值。

Description

远程环境参数采集装置

技术领域

本实用新型的实施例涉及一种远程环境参数采集装置。

背景技术

大棚是一种现代化农业生产的重要设备，在国内外得到广泛应用。大棚可以结合作物生长规律，控制环境条件，使作物在不适宜生长的反季节中获得比室外生长更优的环境条件，从而使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。由于各项环境参数严重影响着农作物的生长，因此实时环境参数采集是必要的。目前大多数大棚的各项环境参数是分别采集，分别显示的，而且还需要实地读数，自动化较弱。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种远程环境参数采集装置，该装置测量回应时间快，稳定性好，抗干扰能力强，并且具备远程数据传输功能。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种远程环境参数采集装置，包括温湿度检测电路、按键电路、存储电路、显示电路、单片机、报警电路、继电器控制电路、以及无线传输电路；温湿度检测电路与单片机耦合，用于检测环境温度和湿度，并将信号送给单片机；按键电路与单片机耦合，用于向单片机键入温度上下限值和湿度上下限值；存储电路与单片机耦合，用于存储按键电路键入的温度上下限值和湿度上下限值；显示电路与单片机耦合，用于显示温湿度检测电路检测到的环境温度和湿度，以及按键电路键入的温度上下限值和湿度上下限值；报警电路与单片机耦合，由单片机控制发出报警信号；继电器控制电路与单片机耦合，由单片机控制触动；无线传输电路与单片机耦合，用于将检测到的环境温度和湿度无线传输。

此外，本实用新型还提供如下附属技术方案：

温湿度检测电路包括温湿度传感器和第六上拉电阻，温湿度传感器的型号为DHT11，其I/O口与单片机的第8脚耦合。

按键电路包括四个相互并联的按键分路，该四个按键分路分别与单片机的第12、13、14、15脚耦合，分别为设置键、上调键、下调键和保存键，用以调整温湿度上下限值并保存数据。

存储电路包括存储器、第二上拉电阻和第三上拉电阻，存储器的型号为24c02，其SCL引脚和SDA引脚分别与单片机第1脚、第2脚耦合。

显示电路包括液晶显示屏及其外围电路，液晶显示屏的型号为1602LCD。

报警电路包括四个发光电路，该四个发光电路分别与单片机的第4、5、6、7脚耦合，分别为低温报警、高温报警、低湿报警、高湿报警。

继电器控制电路包括继电器和三极管，三极管基极耦合单片机第21脚，发射极耦合继电器线圈。

无线传输电路包括wifi电路、电源转换电路和接插件；wifi电路采用ESP8266芯片；电源转换电路采用RT9193-33芯片，输出3.3V直流电供给wifi电路；接插件耦合在wifi电路与单片机之间。

相比于现有技术，本实用新型的远程环境参数采集装置包括有：温湿度检测电路、按键电路、存储电路、显示电路、单片机、报警电路、继电器控制电路、以及无线传输电路。具备性能特点：

1、温湿度检测电路配用全数字型温湿度传感器DHT11，温度测量范围0℃--100℃，湿度测量范围0％RH—90％RH，可以满足一般需要。若要求更宽测量范围，只需更换温湿度传感器型号，硬件电路及软件程序全兼容。

2、温湿度测量回应时间快、长期稳定性好。

3、单片机采用STC89C52芯片，可靠性高，抗干扰能力强。

4、存储电路配用EEPROM芯片AT24C04，使存储的温度上下限和湿度上下限可以掉电永久保存。

5、可以通过按键电路方便地实现温湿度上下限的调整。

6、当温度或湿度超限后，报警电路启动相应报警信号。

7、继电器控制电路包括三极管和继电器，可以通过驱动继电器打开或切断风机、加热器等外部设备。

8、可以通过无线传输电路的wifi电路实现远程数据采集和控制。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，并非对本实用新型的限制。

图1是远程环境参数采集装置的原理框图。

图2是温湿度检测电路和存储电路的电路图。

图3是单片机、按键电路、报警电路、继电器控制电路的电路图。

图4是显示电路的电路图

图5是无线传输电路的电路图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型技术方案作进一步非限制性的详细描述。

如图1所示远程环境参数采集装置包括温湿度检测电路、按键电路、存储电路、显示电路、单片机、报警电路、继电器控制电路、以及无线传输电路。

见图2和图3：

单片机U1组成一个单片机最小系统，U1的型号为STC89C52，选用40DIP封装。

温湿度检测电路包括温湿度传感器J3和第六上拉电阻R6，温湿度传感器的型号为DHT11，其I/O口与单片机的第8脚耦合。DHT11温度测量范围0℃--100℃，湿度测量范围0％RH--90％RH，可以大多数需要。DHT11采用单总线数据格式，即单个数据引脚端口完成输入输出双向传输，其数据包由5Byte(40Bit)组成，一次通讯时间最大3ms,数据分小数部分和整数部分，一次完整的数据传输为40bit，高位先出。

按键电路包括四个相互并联的按键分路，每个按键分路均包括电阻和按键，该四个按键分别为设置键、上调键、下调键和保存键。该四个按键分路分别与单片机的第12、13、14、15脚耦合，通过按键调整温度上下限和湿度上下限，操作方法大致是：连续按设置键直至温度下限、温度上限、湿度下限、湿度上限相应的位置闪烁，再通过上调键和下调键调整数值，调整完毕继续按设置键进入正常状态。

存储电路包括存储器U2、第二上拉电阻R2和第三上拉电阻R3，存储器U2的型号为24c02，其SCL引脚和SDA引脚分别与单片机U1的第1脚、第2脚耦合。存储电路可以保存按键电路设置的参数，并且可以掉电永久保存，操作方法大致是：按按键电路的保存键，此时当前设置参数存盘，重新上电显示新的设置值；如果不按保存键，所调整的设置参数只在此次运行有效，关电后恢复原先设定值。

报警电路包括四个相互并联的发光电路，该四个发光电路还分别与单片机的第4、5、6、7脚耦合，每个发光电路均包括电阻和发光二极管，该四个发光二极管分别用于低温报警、高温报警、低湿报警、高湿报警，当温度或湿度值超过上下限值时，单片机发出报警信号点亮相应发光二极管。

继电器控制电路包括继电器K1和三极管Q1，三极管Q1的基极耦合单片机第21脚，发射极耦合继电器K1线圈，集电极接地；继电器K1结点外接温度调节设备(如空调)和湿度调节设备(如加湿器)。当温湿度数据超过正常范围时，单片机发出继电器动作信号，该动作信号为低电平，通过三极管放大后驱动继电器线圈得电，继电器结点动作，该结点可以控制外接的温度调节设备和湿度调节设备，以控制温、湿度范围。

见图4，显示电路包括液晶显示屏及其外围电路，液晶显示屏的型号为1602LCD。单片机每2秒钟从DHT11温湿度传感器中读入温度和湿度，在液晶显示屏上即时显示，液晶显示屏上同时可以显示保存在存储器中的温、湿度上下限值。本实施例的液晶显示屏的接口信号说明如表1所示。

表1：

编号	符号	引脚说明	编号	符号	引脚说明
						1	VSS	电源地	9	D2	Data I/O
2	VDD	电源正极	10	D3	Data I/O
						3	VL	液晶显示偏压信号	11	D4	Data I/O
4	RS	数据/命令选择端(H/L)	12	D5	Data I/O
						5	R/W	读/写选择端(H/L)	13	D6	Data I/O
6	E	使能信号	14	D7	Data I/O
						7	D0	Data I/O	15	BLA	背光源正极
8	D1	Data I/O	16	BLK	背光源负极

见图5，无线传输电路主要包括wifi电路、电源转换电路和接插件。wifi电路采用ESP8266芯片；电源转换电路采用RT9193-33芯片，输出3.3V直流电供给wifi电路；接插件耦合在wifi电路与单片机之间。

需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种远程环境参数采集装置，其特征在于：包括温湿度检测电路、按键电路、存储电路、显示电路、单片机、报警电路、继电器控制电路、以及无线传输电路；

温湿度检测电路与单片机耦合，用于检测环境温度和湿度，并将信号送给单片机；

按键电路与单片机耦合，用于向单片机键入温度上下限值和湿度上下限值；

存储电路与单片机耦合，用于存储按键电路键入的温度上下限值和湿度上下限值；

显示电路与单片机耦合，用于显示温湿度检测电路检测到的环境温度和湿度，以及按键电路键入的温度上下限值和湿度上下限值；

报警电路与单片机耦合，由单片机控制发出报警信号；

继电器控制电路与单片机耦合，由单片机控制触动；

无线传输电路与单片机耦合，用于将检测到的环境温度和湿度无线传输。

2.根据权利要求1所述的远程环境参数采集装置，其特征在于：所述温湿度检测电路包括温湿度传感器和第六上拉电阻，温湿度传感器的型号为DHT11，其I/O口与单片机的第8脚耦合。

3.根据权利要求1所述的远程环境参数采集装置，其特征在于：所述按键电路包括四个相互并联的按键分路，该四个按键分路分别与单片机的第12、13、14、15脚耦合，分别为设置键、上调键、下调键和保存键，用以调整温湿度上下限值并保存数据。

4.根据权利要求1所述的远程环境参数采集装置，其特征在于：所述存储电路包括存储器、第二上拉电阻和第三上拉电阻，存储器的型号为24c02，其SCL引脚和SDA引脚分别与单片机第1脚、第2脚耦合。

5.根据权利要求1所述的远程环境参数采集装置，其特征在于：所述显示电路包括液晶显示屏及其外围电路，液晶显示屏的型号为1602LCD。

6.根据权利要求1所述的远程环境参数采集装置，其特征在于：所述报警电路包括四个发光电路，该四个发光电路分别与单片机的第4、5、6、7脚耦合，分别为低温报警、高温报警、低湿报警、高湿报警。

7.根据权利要求1所述的远程环境参数采集装置，其特征在于：所述继电器控制电路包括继电器和三极管，三极管基极耦合单片机第21脚，发射极耦合继电器线圈。

8.根据权利要求1所述的远程环境参数采集装置，其特征在于：所述无线传输电路包括wifi电路、电源转换电路和接插件；wifi电路采用ESP8266芯片；电源转换电路采用RT9193-33芯片，输出3.3V直流电供给wifi电路；接插件耦合在wifi电路与单片机之间。