本實(shí)用新型涉及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)采集器。

背景技術(shù)：

空氣溫濕度、二氧化碳濃度、光照度、土壤溫濕度等指標(biāo)是溫室農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中對(duì)作物生長至關(guān)重要的環(huán)境指標(biāo)。傳感器是指能感受規(guī)定的被測(cè)量，并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置，傳感器作為信息獲取的重要手段，與通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)共同構(gòu)成信息技術(shù)的三大支柱。目前我國常見溫室大棚環(huán)境監(jiān)測(cè)方法依然是采取人工觀察溫度計(jì)、濕度計(jì)并對(duì)其進(jìn)行紙質(zhì)記錄，而對(duì)土壤溫濕度的判斷則依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷。這種方法不僅數(shù)據(jù)獲取不準(zhǔn)確，且不易保存和后期的分析處理。因此，以快速、準(zhǔn)確獲取溫室生產(chǎn)環(huán)境參數(shù)為目的，設(shè)計(jì)一個(gè)設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)采集器尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)采集器。

本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

本實(shí)用新型一種設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)采集器，包括用于數(shù)據(jù)處理和任務(wù)管理的處理器模塊、用于測(cè)量環(huán)境信息采集的傳感器模塊、用于傳感器與處理器數(shù)據(jù)通信的RS485通訊接口、用于顯示檢測(cè)結(jié)果以及工作狀態(tài)的液晶顯示模塊、用于采集器與電腦終端數(shù)據(jù)通信的串口通信模塊、以及用于提供各模塊工作電源的電源供電模塊；所述電源供電模塊分別與處理器模塊、傳感器模塊、液晶顯示模塊、串口通信模塊連接，所述處理器模塊分別與串口通信模塊、RS485通訊接口、傳感器模塊、液晶顯示模塊連接，所述傳感器模塊通過RS485通訊接口與處理器模塊連接。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述傳感器模塊包括土壤溫濕度傳感器、空氣溫濕度傳感器、光照度傳感器、以及二氧化碳濃度傳感器；所述土壤溫濕度傳感器、空氣溫濕度傳感器、光照度傳感器、以及二氧化碳濃度傳感器均通過RS485通訊接口連接與處理器模塊連接。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述二氧化碳濃度傳感器選用Sensor Air S08傳感器，所述空氣溫濕度傳感器選用DHT22傳感器，所述光照度傳感器選用BH1750FVI傳感器，所述土壤溫濕度傳感器選用SOIL MOISTURE SENSOR傳感器。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述串口通信模塊內(nèi)核芯片為RS3232芯片。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述RS485通訊接口內(nèi)核芯片為RS485芯片。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述液晶顯示模塊采用128x96圖形點(diǎn)陣顯示屏。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述電源供電模塊包括12V鋰電池和直流穩(wěn)壓芯片，12V鋰電池經(jīng)直流穩(wěn)壓芯片降壓至3.3V為系統(tǒng)各模塊供電。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述直流穩(wěn)壓芯片為TPS62170芯片。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述處理器模塊內(nèi)核芯片為STM32微處理器。

本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：

1、本實(shí)用新型設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)采集器可將被檢測(cè)區(qū)域的環(huán)境信息進(jìn)行快速、精準(zhǔn)采集，并可將采集到的數(shù)據(jù)通過液晶屏直接顯示并傳輸至電腦終端進(jìn)行展示和存儲(chǔ)。

2、本實(shí)用新型設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)采集器具有體積小、工作穩(wěn)定、低功耗以及可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的處理器模塊電路組成原理圖；

圖3是本實(shí)用新型的液晶顯示模塊與處理器模塊接口電路原理圖；

圖4是本實(shí)用新型的3.3V穩(wěn)壓電路原理圖；

圖5是本實(shí)用新型5V穩(wěn)壓電路原理圖；

圖6是本實(shí)用新型的RS485通訊接口電路原理圖；

圖7是本實(shí)用新型的串口通信模塊電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例

如圖1所示，本實(shí)施例一種設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)采集器，包括用于數(shù)據(jù)處理和任務(wù)管理的處理器模塊、用于測(cè)量環(huán)境信息采集的傳感器模塊、用于傳感器與處理器數(shù)據(jù)通信的RS485通訊接口、用于顯示檢測(cè)結(jié)果以及工作狀態(tài)的液晶顯示模塊、用于采集器與電腦終端數(shù)據(jù)通信的串口通信模塊、用于提供各模塊工作電源的電源供電模塊；所述電源供電模塊分別與處理器模塊、傳感器模塊、液晶顯示模塊、串口通信模塊連接，所述處理器模塊分別與串口通信模塊、RS485通訊接口、傳感器模塊、液晶顯示模塊連接，所述傳感器模塊與RS485通訊接口連接。本實(shí)施例主要是利用空氣溫濕度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、光照度傳感器和土壤溫濕度傳感器檢測(cè)溫室生產(chǎn)的環(huán)境指標(biāo)，檢測(cè)結(jié)果可通過液晶顯示模塊實(shí)時(shí)讀取，并可通過串口通訊模塊傳輸至電腦進(jìn)行顯示、分析和存儲(chǔ)。

本實(shí)施例中設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)采集器的處理器模塊以STM32微處理器為核心。本處理器模塊具有上電自動(dòng)復(fù)位及手動(dòng)按鍵復(fù)位功能，晶體振蕩電路為系統(tǒng)提供工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)，所有的任務(wù)調(diào)度、數(shù)據(jù)處理、功能協(xié)調(diào)、通信控制都在此模塊的支持下完成，處理器的上述功能以及數(shù)據(jù)處理的過程等是本領(lǐng)域常用的手段。處理器模塊電路組成原理圖如圖2所示，由處理器STM32F103RBT6和外圍電路組成，在處理器的第5管腳上連接有電阻R1，在第5管腳和第6管腳上連接有晶振Y1，Y1的兩端又分別連接有電容C6和C7；處理器的第7管腳連接有復(fù)位開關(guān)S1，VBAT管腳分別連接有二極管D1和D2，D1的陽極連接有電阻R2和電容C8，D2的陽極連接有電池組BT1，電池組并聯(lián)連接有電容C11；處理器的4管腳連接有晶振Y2，晶振的兩端分別連接有電容C9和C10,電容C9和C10并聯(lián)和接地。

本實(shí)施例中設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)采集器的液晶顯示模塊采用128x96圖形點(diǎn)陣顯示屏為核心，數(shù)據(jù)傳輸串口DB0-DB15直接與處理器端口PB0-PB15相連接，支持FSTN-Pos/STN-Blue/FSTN-Neg以及TAB結(jié)構(gòu)，工作電壓3.3V，支持四級(jí)灰度以及高效率白LED背光，具有體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛適用于手持儀器。液晶顯示模塊與處理器模塊接口電路原理圖如圖3所示，包括芯片TFTLCD和外圍電路，芯片的第24管腳連接有電容C18后接地，第28管腳連接有電容C19后接地。

本實(shí)施例中設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)采集器的電源模塊由12V鋰電池和TPS62170直流穩(wěn)壓芯片及其外圍電路構(gòu)成。由于采集器的處理器模塊、串口通訊模塊的供電電壓為3.3V，而傳感器模塊、液晶顯示模塊的供電電壓為5V，因此在電源模塊的設(shè)計(jì)當(dāng)中，12V電壓經(jīng)由2路TPS62170降壓電路分別降至3.3V和5V輸出，3.3V降壓電路原理圖如圖4所示，5V降壓電路原理圖如圖5所示。在3.3V降壓電路中，電阻R30的阻值為300kΩ，R33的阻值為100kΩ。在5V降壓電路中，電阻R35的阻值為510kΩ，R37的阻值為100kΩ。

本實(shí)施例中設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)采集器的傳感器模塊中所有傳感器均為智能化數(shù)字傳感器，RS-485接口輸出數(shù)據(jù)，支持標(biāo)準(zhǔn)Modbus RTU工業(yè)數(shù)據(jù)總線協(xié)議，能夠完成數(shù)據(jù)采集、校準(zhǔn)及自動(dòng)溫度補(bǔ)償?shù)裙δ埽脩艨勺远x查詢子地址，設(shè)置傳輸波特率。傳感器模塊與處理器模塊之間的RS485通訊接口電路原理圖如圖6所示。

本實(shí)施例中，所述傳感器模塊包括土壤溫濕度傳感器、空氣溫濕度傳感器、光照度傳感器、以及二氧化碳濃度傳感器；所述土壤溫濕度傳感器、空氣溫濕度傳感器、光照度傳感器、以及二氧化碳濃度傳感器均通過RS485通訊接口連接與處理器模塊連接；另外，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用增加或刪減傳感器的種類，所述二氧化碳濃度傳感器選用Sensor Air S08傳感器，所述空氣溫濕度傳感器選用DHT22傳感器，所述光照度傳感器選用BH1750FVI傳感器，所述土壤溫濕度傳感器選用SOIL MOISTURE SENSOR傳感器。

本實(shí)施例中設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)采集器與電腦終端之間的數(shù)據(jù)交換由串口通訊模塊完成，串口通訊模塊電路原理圖如圖7所示。串口通訊模塊主要包括核心芯片MAX3232以及DB9型串口接頭J1，MAX3232的第1和第3管腳之間連接有電容C12，第2管腳連接有電容C15，第4和第5管腳之間連接有電容C16，第6管腳通過電容C17連接到J1的第5接口，第7管腳連接J1的第2接口，第8管腳連接J1的第3接口；MAX3232的第16管腳接3.3V電源，第15管腳和第16管腳之間連接電容C14后并接地。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。