專利名稱：基于mcu的多通道農(nóng)業(yè)測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種農(nóng)田測量裝置，特別是一種將方便、準確、安全性好等性能集 于一體的基于MCU的多通道農(nóng)業(yè)測量裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)正在向精準化方向邁進。精準農(nóng)業(yè)由現(xiàn)代信息技術(shù)、生物技術(shù)、工程裝備 技術(shù)等高新技術(shù)支持，根據(jù)農(nóng)田的空間變異，定時、定量地實施現(xiàn)代化農(nóng)事操作技術(shù)與農(nóng)田 管理系統(tǒng)，是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)低耗、高效、優(yōu)質(zhì)、安全、環(huán)保的重要途徑。現(xiàn)代信息技術(shù)，由此來 支持農(nóng)田信息采集系統(tǒng)、農(nóng)田遙感監(jiān)測系統(tǒng)、農(nóng)田地理空間信息系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)、農(nóng)機 具智能化系統(tǒng)、農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)等6個子系統(tǒng)的建立和應(yīng)用。這些子系統(tǒng)的綜合應(yīng)用可 以做到精準種植、精準采樣、精準分析影響作物正常生長的環(huán)境因子數(shù)量，進而精準確定因 子投入量，獲得作物效益的最大化。還可將上述某些系統(tǒng)安裝于不同的農(nóng)機具上，工作時可 自動記錄單位面積的作物產(chǎn)量，土壤濕度、養(yǎng)分、用藥量(濃度)等的精確數(shù)據(jù)。當然以上所述的6個子系統(tǒng)的建立與應(yīng)用在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)用的還比較少，正處于 發(fā)展初期，我國的農(nóng)田信息采集系統(tǒng)、農(nóng)田遙感監(jiān)測系統(tǒng)、農(nóng)田地理空間信息系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)專 家系統(tǒng)、農(nóng)機具智能化系統(tǒng)、農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)等6個子系統(tǒng)的建立和應(yīng)用主要是依賴于 進口，價格昂貴，維修不便，很難在設(shè)施農(nóng)業(yè)中推廣使用。而且，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)測量裝置檢測效率底，只能單一對某一個量進行檢測；當有數(shù)據(jù)采 集錯誤時，必影響測量精度。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種信息化程度高、成本低廉、易于推 廣，便于使用的基于MCU的多通道農(nóng)業(yè)測量裝置。本實用新型所采用的技術(shù)方案是一種基于MCU的多通道農(nóng)業(yè)測量裝置，具有控 制器，還包括有與控制器的輸入端相連用于向控制器提供地表溫濕度、大氣溫濕度以及葉 層溫濕度信息的溫濕度傳感器組；與控制器的輸入端相連用于向控制器提供二氧化碳濃 渡、土壤溫度、土壤含水量和光照信息的第一傳感器組；與控制器的輸入端相連用于向控制 器提供冠層溫度和冠層風(fēng)速的第二傳感器組；以及與控制器的輸出端相連用于將控制器所 接收的信息顯示出來的液晶顯示模塊。所述的溫濕度傳感器組包括有第一至第八共8個葉層溫濕度傳感器，均是通過多 路模擬選擇開關(guān)與控制器相連。所述的第一傳感器組包括有第一二氧化碳傳感器、第二二氧化碳傳感器、土壤溫 度傳感器、土壤水分傳感器和光照傳感器，所述的第一傳感器組是通過A/D轉(zhuǎn)換器與控制 器相連。所述的第二傳感器組包括有冠層溫度傳感器和冠層風(fēng)速傳感器。所述的控制器上還設(shè)置有選擇和確認開關(guān)。[0011] 所述的控制器上還設(shè)置有寫程序接口。所述的控制器上還設(shè)置有RS485通信接口。本實用新型的基于MCU的多通道農(nóng)業(yè)測量裝置，是將地表溫濕度、大氣溫濕度、上 葉層溫濕度、冠層溫度、冠層風(fēng)速、C02濃度、土壤溫度、土壤含水量等信息通過傳感器采集 到單片機內(nèi)由單片機程序?qū)⑵湫畔@示出來，構(gòu)成一個完整的農(nóng)業(yè)子系統(tǒng)，從而使本多通 道農(nóng)業(yè)測量裝置把方便、準確、安全性好等性能集于一體。具有信息化程度高、成本低廉、易 于推廣，便于使用的特點。


圖1是本實用新型的整體框圖2是本實用新型控制器的電路原理圖3是本實用新型溫濕度傳感器組的電路原理圖4是本實用新型第一傳感器組和第二傳感器組的電路原理圖
圖5是本實用新型選擇和確認開關(guān)的構(gòu)成示意圖6是本實用新型的時鐘電路；
圖7是本實用新型的A/D轉(zhuǎn)換電路原理圖8是本實用新型的多路模擬選擇開關(guān)電路的原理圖9是本實用新型的RS485通信接口電路的原理圖10是本實用新型的AD基準電壓的電路原理圖11是本實用新型的液晶顯示模塊的接口 ；
圖12是本實用新型的寫程序接口。
其中
A/D轉(zhuǎn)換器
1 控制器2
3 多路模擬選擇開關(guān)4
5 第一傳感器組6
7 液晶顯示模塊8
9:寫程序接口10
溫濕度傳感器組 第二傳感器組 選擇和確認開關(guān) :RS485通信接口
具體實施方式
以下結(jié)合附圖給出具體實施例，進一步說明本實用新型的基于MCU的多通道農(nóng)業(yè) 測量裝置是如何實現(xiàn)的。本實用新型的基于MCU的多通道農(nóng)業(yè)測量裝置，將地表溫濕度、大氣溫濕度、上葉 層溫濕度、冠層溫度、冠層風(fēng)速、C02濃度、土壤溫度、土壤含水量等信息通過傳感器采集到 單片機內(nèi)由單片機程序?qū)⑵湫畔@示出來，構(gòu)成一個完整的農(nóng)業(yè)子系統(tǒng)。如圖1所示，本實用新型的基于MCU的多通道農(nóng)業(yè)測量裝置，具有控制器1，還包括 有與控制器1的輸入端相連用于向控制器1提供地表溫濕度、大氣溫濕度以及葉層溫濕度 信息的溫濕度傳感器組4 ；與控制器1的輸入端相連用于向控制器1提供二氧化碳濃渡、土 壤溫度、土壤含水量和光照信息的第一傳感器組5 ；與控制器1的輸入端相連用于向控制器 1提供冠層溫度和冠層風(fēng)速的第二傳感器組6 ；以及與控制器1的輸出端相連用于將控制器
41所接收的信息顯示出來的液晶顯示模塊7。所述的液晶顯示模塊7選用C系列中文液晶 顯示模塊，最終經(jīng)過采集處理后用中文液晶顯示出來。如圖2所述，本實用新型的控制器1采用單片機MCU，選用型號為ATmegal28的單 片機。所述的控制器1上還設(shè)置有選擇和確認開關(guān)8。所述的控制器1上還設(shè)置有寫程序接口 9。所述的控制器1上還設(shè)置有RS485通信接口 10。所述的控制器1上還設(shè)置有備用接口 SD。如圖3所示，本實用新型所述的溫濕度傳感器組4包括有第一至第八共8個葉層 溫濕度傳感器41 48，選用SHT11溫濕度傳感器，精度士3% (RH)，安放于作物頂部、中部 和下部的葉層上。所述的葉層溫濕度傳感器均是通過多路模擬選擇開關(guān)3與控制器1相連。 如圖4所示，所述的第一傳感器組5包括有第一二氧化碳傳感器51、第二二氧化碳 傳感器52、土壤溫度傳感器53、土壤水分傳感器54和光照傳感器55，所述的第一傳感器組 5是通過A/D轉(zhuǎn)換器2與控制器1相連。其中，所述的第一二氧化碳傳感器51和第二二氧化碳傳感器52選用NDIR傳感器 模塊，安放于作物中部枝葉較多處。所述的土壤溫度傳感器53選用PtlOO鉬電阻溫度傳感 器，安放于作物根部。所述的土壤水分傳感器54選用TDR 土壤含水量傳感器安放于作物根 部。所述的光照傳感器55選用對弱光強度也有較高靈敏度的硅蘭光伏探測器，將光輻射強 度(0-200000LUX)變換為0-5V或4_20mA的標準信號。安放于作物頂部。所述的第二傳感器組6包括有冠層溫度傳感器61和冠層風(fēng)速傳感器62。其中，所 述的冠層溫度傳感器61選用數(shù)字式紅外測溫傳感器，安放于作物頂部。所述的冠層風(fēng)速傳 感器62選用M288865風(fēng)速風(fēng)向傳感器，安放于作物頂部。如圖5所示是選擇和確認開關(guān)8的構(gòu)成示意圖，包括有左、右、下、上和確認五個開關(guān)。圖7是本實用新型的A/D轉(zhuǎn)換電路原理圖，所述的第一二氧化碳傳感器51、第二二 氧化碳傳感器52、土壤溫度傳感器53、土壤水分傳感器54和光照傳感器55均是通過此A/ D轉(zhuǎn)換電路將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后進入由單片機MCU構(gòu)成的控制器1。圖8是本實用新型的多路模擬選擇開關(guān)電路的原理圖，所述的葉層溫濕度傳感器 41 48(SHT11-1-SHT11_8)均是通過此多路模擬選擇開關(guān)電路有選擇的進入由單片機MCU 構(gòu)成的控制器1。由上所述，本實用新型的基于MCU的多通道農(nóng)業(yè)測量裝置，在使用時即可提高采 樣精度及避免誤操作。
權(quán)利要求一種基于MCU的多通道農(nóng)業(yè)測量裝置，具有控制器(1)，其特征在于，還包括有與控制器(1)的輸入端相連用于向控制器(1)提供地表溫濕度、大氣溫濕度以及葉層溫濕度信息的溫濕度傳感器組(4)；與控制器(1)的輸入端相連用于向控制器(1)提供二氧化碳濃渡、土壤溫度、土壤含水量和光照信息的第一傳感器組(5)；與控制器(1)的輸入端相連用于向控制器(1)提供冠層溫度和冠層風(fēng)速的第二傳感器組(6)；以及與控制器(1)的輸出端相連用于將控制器(1)所接收的信息顯示出來的液晶顯示模塊(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MCU的多通道農(nóng)業(yè)測量裝置，其特征在于，所述的溫濕度 傳感器組(4)包括有第一至第八共8個葉層溫濕度傳感器(41 48)，均是通過多路模擬選 擇開關(guān)(3)與控制器(1)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MCU的多通道農(nóng)業(yè)測量裝置，其特征在于，所述的第一傳 感器組(5)包括有第一二氧化碳傳感器(51)、第二二氧化碳傳感器(52)、土壤溫度傳感器 (53)、土壤水分傳感器(54)和光照傳感器(55)，所述的第一傳感器組(5)是通過A/D轉(zhuǎn)換 器⑵與控制器⑴相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MCU的多通道農(nóng)業(yè)測量裝置，其特征在于，所述的第二傳 感器組(6)包括有冠層溫度傳感器(61)和冠層風(fēng)速傳感器(62)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MCU的多通道農(nóng)業(yè)測量裝置，其特征在于，所述的控制器 (1)上還設(shè)置有選擇和確認開關(guān)(8)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MCU的多通道農(nóng)業(yè)測量裝置，其特征在于，所述的控制器 (1)上還設(shè)置有寫程序接口(9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MCU的多通道農(nóng)業(yè)測量裝置，其特征在于，所述的控制器 (1)上還設(shè)置有RS485通信接口(10)。
專利摘要一種基于MCU的多通道農(nóng)業(yè)測量裝置，具有控制器，與控制器的輸入端相連用于向控制器提供地表溫濕度、大氣溫濕度以及葉層溫濕度信息的溫濕度傳感器組；與控制器的輸入端相連用于向控制器提供二氧化碳濃渡、土壤溫度、土壤含水量和光照信息的第一傳感器組；與控制器的輸入端相連用于向控制器提供冠層溫度和冠層風(fēng)速的第二傳感器組；以及與控制器的輸出端相連用于將控制器所接收的信息顯示出來的液晶顯示模塊。本實用新型是將地表溫濕度等各種信息通過傳感器采集到單片機內(nèi)由單片機程序?qū)⑵湫畔@示出來，構(gòu)成一個完整的農(nóng)業(yè)子系統(tǒng)，從而使本多通道農(nóng)業(yè)測量裝置把方便、準確、安全性好等性能集于一體。具有信息化程度高、成本低廉、易于推廣，便于使用的特點。
文檔編號G01D21/02GK201680860SQ201020206950
公開日2010年12月22日 申請日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者盧勝利, 吳興利, 田立國 申請人:天津工程師范學(xué)院