CN208818374U - 一种气球悬浮式茶园逆温监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气球悬浮式茶园逆温监测系统。包括分布于茶园中各区域的监测单元，各监测单元经协调模组与上位机连接；监测单元的ZigBee控制器蓝牙模块分别与采集模块的温度传感器和测高传感器连接，采集模块与与控制其升/降的升降机构连接；升降机构包括箱体，箱体下部的腔体内设有转轴，转轴上依次设有收线盘和蜗杆，蜗杆经蜗轮与驱动电机连接；收线盘与线体的一端连接，线体另一端与箱体上部的气球放置穴内的氢气球连接，线体还与采集模块的基板连接，驱动电机的驱动器还与ZigBee控制器连接。本实用新型能够对茶园的逆温进行有效地监测，且其监测范围广，监测方便，成本低。

Description

一种气球悬浮式茶园逆温监测系统

技术领域

本实用新型涉及茶叶生产监测领域，特别是一种气球悬浮式茶园逆温监测系统。

背景技术

逆温，是指在一定条件下，某一高度段的气温会随着高度增加而升高的现象。在茶叶生长中，逆温对茶叶生长的影响明显，因此对茶叶生长的逆温监控能够有效控制茶叶的生长质量。而目前对茶园温度的监控通常都是监控其地表或距地表一定高度的温度；该温度监测不能够有效地对逆温起到监测作用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种气球悬浮式茶园逆温监测系统。本实用新型能够对茶园的逆温进行有效地监测，且其监测范围广，监测方便，成本低。

本实用新型的技术方案：一种气球悬浮式茶园逆温监测系统，包括分布于茶园中各区域的监测单元，各监测单元经协调模组与上位机连接；所述的监测单元包括ZigBee控制器，ZigBee控制器经控制端蓝牙模块与采集模块连接，采集模块与控制其升/降的升降机构连接；所述的协调模组包括ZigBee协调器，ZigBee协调器经协调器串口与上位机连接；所述的ZigBee控制器与ZigBee协调器连接；所述升降机构包括箱体，箱体的上部设有气球放置穴，下部设有腔体，腔体内设有转轴，转轴上依次设有收线盘和蜗杆，蜗杆经蜗轮与驱动电机连接，收线盘与线体的一端连接，线体的另一端穿过设于气球放置穴与腔体间的过孔与设于气球放置穴内的氢气球连接，线体上还连接有采集模块，驱动电机的驱动器还与ZigBee控制器连接；所述的采集模块包括基板，基板上分别设置有温度传感器和测高传感器，温度传感器和测高传感器均与采集端蓝牙模块连接，基板与线体连接；采集端蓝牙模块与控制端蓝牙模块。

前述的气球悬浮式茶园逆温监测系统中，所述的氢气球的上部还设有雨蓬。

前述的气球悬浮式茶园逆温监测系统中，所述的ZigBee控制器还与控制端放大模组连接；所述的ZigBee协调器还与协调端放大模组连接；控制端放大模组与协调端放大模组的结构相同；所述的控制端放大模组包括射频功率放大器，射频功率放大器与天线连接；射频功率放大器还与ZigBee控制器/ ZigBee协调器连接。

前述的气球悬浮式茶园逆温监测系统中，所述的ZigBee控制器与控制器串口连接。

有益效果

与现有技术相比，本实用新型将茶园分成若干温度监测区域，每个监测区域对应设置一个监测单元，各监测单元经协调模组与上位机连接；监测单元的ZigBee控制器蓝牙模块分别与采集模块的温度传感器和测高传感器连接，采集模块与与控制其升/降的升降机构连接；升降机构包括箱体，箱体下部的腔体内设有转轴，转轴上依次设有收线盘和蜗杆，蜗杆经蜗轮与驱动电机连接；收线盘与线体的一端连接，线体另一端与箱体上部的气球放置穴内的氢气球连接，线体还与采集模块的基板连接，驱动电机的驱动器还与ZigBee控制器连接；在进行逆温监测时，ZigBee控制器控制驱动电机驱动收线盘放线，使氢气球上浮，测高传感器监测上浮的高度到达预设高度时，温度传感器采集预设高度的温度数据，并通过蓝牙模块(即通过控制端蓝牙模块与采集端蓝牙模块的通信)传输给ZigBee控制器；采集完一个预设高度上的温度数据后，ZigBee控制器继续控制收线盘放/收线，使温度传感器采集下一预设高度的温度数据，如此循环完成各个预设高度的温度数据的采集，以实现逆温的监测；因ZigBee控制器本身具有路由功能，在温度信息采集完成后，各温度监测区域的ZigBee控制器能够自动组建成ZigBee 无线网络，处于网络中的各ZigBee控制器均充当网络中继站；上述结构，能够将茶园各监测区域的不同预设高度的温度数据通过多次中继后传送到协调模组，再由协调模组传送到上位机进行处理。由上述可知，本实用新型充分利用了ZigBee的路由特性，实现了大面积逆温茶园监测，也使监测更加方便。

本实用新型直接将驱动电机的驱动器与ZigBee控制器连接；使用时，直接通过ZigBee控制器控制驱动电机，进而控制温度传感器和测高传感器升/降；该结构，无需再另用一个控制器对步进电机进行控制，降低了系统硬件构架的复杂度；且使用一个ZigBee控制器控制，系统各部分间的协同性更好，响应速度更快。

本实用新型的ZigBee控制器和ZigBee协调器均设有由射频功率放大器和天线构成的放大模组；通过该结构，能够延长各监测区域的监测单元间的通信距离，进而能够扩大各监测区域的面积，减少监测单元的数量，从而降低了设备的投入成本。

本实用新型的升降机构，在铺装时，无需架设大量的用于升/降的支架，大大降低了野外铺设的难度，降低了系统铺设的施工成，也大大降低了系统本身的设备投入成本，更适用于茶园之类的野外环境。不仅如此，在不进行温度监测时，本实用新型的氢气球位于气球放置穴内，整个升降机构的高度矮于茶园中茶树的高度，因此茶园中不会看见高高立着的设备，防止茶园的观赏性受到影响，在实现监测的同时，兼具了茶园的美观。

综上，本实用新型能够对茶园的逆温进行有效地监测，且其监测范围广，监测方便，成本低。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是升降机构的结构示意图。

附图中的标记为：1-监测单元，11-ZigBee控制器，12-控制端蓝牙模块，13-采集模块，131-基板，132-温度传感器，133-测高传感器，134-采集端蓝牙模块，14-升降机构，141-箱体，142-气球放置穴，143-腔体，144-转轴，145-收线盘，146-蜗杆，147-蜗轮，148-驱动电机，149-线体，1410-氢气球，1411-过孔，1412-雨蓬，15-控制端放大模组，151-射频功率放大器，152-天线，16-控制器串口，2-协调模组，21-ZigBee协调器，22-协调器串口，23-协调端放大模组，3-上位机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

实施例。一种气球悬浮式茶园逆温监测系统，构成如图1和2所示，包括分布于茶园中各区域的监测单元1，各监测单元1经协调模组2与上位机3连接；所述的监测单元1包括ZigBee控制器11，ZigBee控制器11经控制端蓝牙模块12与采集模块13连接，采集模块13与控制其升/降的升降机构14连接；所述的协调模组2包括ZigBee协调器21，ZigBee协调器21经协调器串口22与上位机3连接；所述的ZigBee控制器11与ZigBee协调器21连接；所述升降机构14包括箱体141，箱体141的上部设有气球放置穴142，下部设有腔体143，腔体143内设有转轴144，转轴144上依次设有收线盘145和蜗杆146，蜗杆146经蜗轮147与驱动电机148连接，收线盘145与线体149的一端连接，线体149的另一端穿过设于气球放置穴142与腔体143间的过孔1411与设于气球放置穴142内的氢气球1410连接，线体149上还连接有采集模块13，驱动电机148的驱动器还与ZigBee控制器11连接；所述的采集模块13包括基板131，基板131上分别设置有温度传感器132和测高传感器133，温度传感器132和测高传感器133均与采集端蓝牙模块134连接，基板131与线体149连接；采集端蓝牙模块134与控制端蓝牙模块12。上述的ZigBee控制器和ZigBee协调器均为型号为CC2530。ZigBee控制器11设置于箱体141等位置固定。

在进行逆温监测时，ZigBee控制器11控制驱动电机148经蜗轮蜗杆的联动驱动收线盘145放线，使氢气球1410上浮，测高传感器133监测上浮的高度到达预设高度时，温度传感器132采集预设高度的温度数据，并通过蓝牙模块传输给ZigBee控制器；采集完一个预设高度上的温度数据后，ZigBee控制器11继续控制收线盘145放/收线，使温度传感器132采集下一预设高度的温度数据，如此循环完成各个预设高度的温度数据的采集；采集完成后，ZigBee控制器根据自身路由功能自动组建成ZigBee 无线网络，各ZigBee控制器此时作为中继站，茶园各监测区域的采集到的温度数据和对应的高度信息通过中继站的多次中继后传送到协调模组2，再由协调模组2传送到上位机3进行处理，以实现逆温的监测。温度监测完成后，收线盘145收线将氢气球1410扯回气球放置穴142内。

前述的氢气球1410的上部还设有雨蓬1412。雨蓬1412与氢气球1410为一个整体，作用是当氢气球1410位于气球放置穴142时，为监测单元1遮雨。

前述的ZigBee控制器11还与控制端放大模组15连接；所述的ZigBee协调器21还与协调端放大模组23连接；控制端放大模组15与协调端放大模组23的结构相同；所述的控制端放大模组15包括射频功率放大器151，射频功率放大器151与天线152连接；射频功率放大器151还与ZigBee控制器11/ ZigBee协调器21连接。射频功率放大器的型号为RFX2401。

前述的ZigBee控制器11与控制器串口16连接。通过该结构，能够将ZigBee控制器与外部设备连接，实现对ZigBee控制器程序的调试及对ZigBee控制器数据的读取等操作。

Claims (4)

1.一种气球悬浮式茶园逆温监测系统，其特征在于：包括分布于茶园中各区域的监测单元（1），各监测单元（1）经协调模组（2）与上位机（3）连接；所述的监测单元（1）包括ZigBee控制器（11），ZigBee控制器（11）经控制端蓝牙模块（12）与采集模块（13）连接，采集模块（13）与控制其升/降的升降机构（14）连接；所述的协调模组（2）包括ZigBee协调器（21），ZigBee协调器（21）经协调器串口（22）与上位机（3）连接；所述的ZigBee控制器（11）与ZigBee协调器（21）连接；所述升降机构（14）包括箱体（141），箱体（141）的上部设有气球放置穴（142），下部设有腔体（143），腔体（143）内设有转轴（144），转轴（144）上依次设有收线盘（145）和蜗杆（146），蜗杆（146）经蜗轮（147）与驱动电机（148）连接，收线盘（145）与线体（149）的一端连接，线体（149）的另一端穿过设于气球放置穴（142）与腔体（143）间的过孔（1411）与设于气球放置穴（142）内的氢气球（1410）连接，线体（149）上还连接有采集模块（13），驱动电机（148）的驱动器还与ZigBee控制器（11）连接；所述的采集模块（13）包括基板（131），基板（131）上分别设置有温度传感器（132）和测高传感器（133），温度传感器（132）和测高传感器（133）均与采集端蓝牙模块（134）连接，基板（131）与线体（149）连接；采集端蓝牙模块（134）与控制端蓝牙模块（12）。

2.根据权利要求1所述的气球悬浮式茶园逆温监测系统，其特征在于：所述的氢气球（1410）的上部还设有雨蓬（1412）。

3.根据权利要求1所述的气球悬浮式茶园逆温监测系统，其特征在于：所述的ZigBee控制器（11）还与控制端放大模组（15）连接；所述的ZigBee协调器（21）还与协调端放大模组（23）连接；控制端放大模组（15）与协调端放大模组（23）的结构相同；所述的控制端放大模组（15）包括射频功率放大器（151），射频功率放大器（151）与天线（152）连接；射频功率放大器（151）还与ZigBee控制器（11）/ ZigBee协调器（21）连接。

4.根据权利要求1所述的气球悬浮式茶园逆温监测系统，其特征在于：所述的ZigBee控制器（11）与控制器串口（16）连接。