具有風(fēng)速傳感器接口電路的農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種具有風(fēng)速傳感器接口電路的農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置，其特征在于：所述農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置包括電連接的控制電路、風(fēng)速傳感器接口電路、GPS和GPRS通訊接口電路；風(fēng)速傳感器接口電路與控制電路連接；GPS和GPRS通訊接口電路，通過GPRS通訊模塊，無線連接Internet網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程服務(wù)器，通過過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)連接Internet，實現(xiàn)遠(yuǎn)程智能監(jiān)控和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)分析，通過無線接口隨意增加環(huán)境參數(shù)種類。該方案對傳感器節(jié)點采用分布式管理，各種傳感器可以隨意組合，增加系統(tǒng)靈活性。
【專利說明】具有風(fēng)速傳感器接口電路的農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置，具體地說，涉及一種具有風(fēng)速 傳感器接口電路的農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置，屬于農(nóng)業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 農(nóng)業(yè)環(huán)境是指農(nóng)業(yè)生物生存和發(fā)展的各種天然的和經(jīng)過人工改造的自然因素的 總體，農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測就是利用物理、化學(xué)等手段監(jiān)測農(nóng)業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境參數(shù)。長期以來農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)采用粗放式管理，以生產(chǎn)者的經(jīng)驗對作物環(huán)境做出判斷，然后采取相應(yīng)的措施。隨著精準(zhǔn) 農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢，越來越重視環(huán)境信息的采集，開始采用土壤溫度，土壤濕度，光照等傳感 器，但仍為人工離散的采集方式為主，工作量大，不能實時的，長期的對農(nóng)業(yè)環(huán)境做出判斷。 實用新型內(nèi)容
[0003] 本實用新型要解決的問題是針對以上問題，提供一種具有風(fēng)速傳感器接口電路的 農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置。
[0004] 為解決上述問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是：具有風(fēng)速傳感器接口電路的 農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置，其特征在于：所述農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置包括電連接的 控制電路、風(fēng)速傳感器接口電路、GPS和GPRS通訊接口電路；
[0005] 所述風(fēng)速傳感器接口電路與控制電路連接；
[0006] 所述GPS和GPRS通訊接口電路，通過GPRS通訊模塊，無線連接Internet網(wǎng)絡(luò)，將 數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程服務(wù)器。
[0007] -種優(yōu)化方案，所述控制電路包括微處理器U1、移位寄存器U16,微處理器U1的型 號為STM32F107,微處理器U1的94腳經(jīng)電阻R4接插接件J0,微處理器U1的8腳與9腳之 間接晶振XI，微處理器U1的12腳與13腳之間接晶振X2,微處理器U1的14腳接電阻R1 的一端、電容C5的一端，電阻R1的另一端接電源，電容C5的另一端接地。
[0008] 進(jìn)一步地，所述微處理器U1的23腳接喚醒電路，喚醒電路包括電阻R3、電容C6和 開關(guān)K1，微處理器U1的23腳接電阻R3的一端、電容C6的一端和開關(guān)K1的一端，電阻R3 的另一端接電源，開關(guān)K1的另一端接地，電容C6的另一端接地。
[0009] 進(jìn)一步地，所述移位寄存器U16的1腳接微處理器U1的63腳，移位寄存器U16的 2腳接微處理器U1的61腳，移位寄存器U16的9腳接微處理器U1的62腳。
[0010] 進(jìn)一步地，所述風(fēng)速傳感器接口電路包括雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5、電阻R24、電阻 R25、電容C11和插接件J4,雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的型號為74LVC4245,插接件J4用來連接 風(fēng)速風(fēng)向傳感器，風(fēng)速風(fēng)向傳感器采用EC-8SX-體化風(fēng)速風(fēng)向傳感器，插接件J4的1腳接 風(fēng)速風(fēng)向傳感器的風(fēng)向信號D0，插接件J4的2腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的風(fēng)向信號D1，插接件 J4的3腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的風(fēng)向信號D2,插接件J4的4腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的風(fēng)向信 號D3,插接件J4的5腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的風(fēng)向信號D4,插接件J4的6腳接風(fēng)速風(fēng)向傳 感器的風(fēng)向信號D5,插接件J4的7腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的風(fēng)向信號D6,插接件J4的8腳 接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的電源正極，插接件J4的9腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的電源負(fù)極，插接件J4 的10腳空，插接件J4的11腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的風(fēng)速信號CP，插接件J4的11腳接接風(fēng) 速風(fēng)向傳感器的電源負(fù)極，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的1腳、2腳接電源和插接件J4的8腳，雙 電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的3腳、4腳、5腳、6腳、7腳、8腳、9腳與插接件J4的1腳、2腳、3腳、4 腳、5腳、6腳、7腳一一對應(yīng)，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的10腳、插接件J4的11腳接電容C11 的一端、電阻R25的一端，電容C11的另一端接地，電阻R25的另一端接電源，插接件J4的 9腳經(jīng)電阻R24接電源，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的14腳接微處理器U1的40腳，雙電源轉(zhuǎn)換 收發(fā)器U5的14腳接微處理器U1的40腳，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的15腳接微處理器U1的 46腳，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的16腳接微處理器U1的45腳，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的17腳 接微處理器U1的44腳，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的18腳接微處理器U1的43腳，雙電源轉(zhuǎn)換 收發(fā)器U5的19腳接微處理器U1的41腳，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的20腳接微處理器U1的 39腳，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的21腳接微處理器U1的38腳。
[0011] 進(jìn)一步地，所述GPS和GPRS通訊接口電路包括單通道限流配電開關(guān)U13、收發(fā)器 U17、電阻R75至電阻R78、電容C22、電容C23、電容C34至電容C37、插接件J12和插接件 J13,單通道限流配電開關(guān)U13的型號為TPS2041BDBV，收發(fā)器U17的型號為MAX3232,插接 件J12用來連接GPRS通訊模塊，GPRS通訊模塊采用LT2302嵌入式GPRS DTU模塊，插接件 J12的1腳接GPRS通訊模塊的0N/0FF端，插接件J12的2腳接GPRS通訊模塊的電源正極 DC+，插接件J12的3腳接GPRS通訊模塊的電源負(fù)極DC-，插接件J12的4腳接GPRS通訊模 塊的TTL電平串口接收TR，插接件J12的4腳接GPRS通訊模塊的TTL電平串口發(fā)送TT，插 接件J12的4腳接GPRS模塊的準(zhǔn)備好信號LINK，插接件J12的1腳接電阻R75的一端、微 處理器U1的76腳，插接件J12的4腳接微處理器U1的78腳，插接件J12的5腳接微處理 器U1的79腳，插接件J12的6腳接微處理器U1的77腳、電阻R76的一端，電阻R76的另 一端接電源。
[0012] 進(jìn)一步地，所述插接件J13用來連接GPS通訊模塊，采用環(huán)球BR-355 GPS模塊，插 接件J13的1腳接GPS通訊模塊的電源負(fù)極，插接件J13的2腳接GPS通訊模塊的RS-232 串口發(fā)送TX，插接件J13的3腳接GPS通訊模塊的RS-232串口接收RX，插接件J13的4腳 接GPS通訊模塊的電源正極，插接件J13的5腳接GPS通訊模塊的電源負(fù)極，插接件J13的 2腳接收發(fā)器U17的13腳，插接件J13的3腳接收發(fā)器U17的14腳，插接件J13的4腳接 單通道限流配電開關(guān)U13的1腳、電容C22的一端、電容C23的一端，電容C22的另一端、電 容C23的另一端接地，單通道限流配電開關(guān)U13的4腳接微處理器U1的85腳、電阻R77的 一端，電阻R77的另一端接電源，收發(fā)器U17的11腳接微處理器U1的80腳，收發(fā)器U17的 12腳接微處理器U1的83腳。
[0013] 本實用新型采取以上技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點：針對以上缺點，該裝置以網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 和傳感器技術(shù)為核心，適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)環(huán)境的智能化監(jiān)控。該裝置對有 線和無線傳感器節(jié)點進(jìn)行分布式管理，根據(jù)現(xiàn)場或遠(yuǎn)程設(shè)置獲取農(nóng)業(yè)現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)，并通 過過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)連接Internet，實現(xiàn)遠(yuǎn)程智能監(jiān)控和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)分析。
[0014] 該裝置解決了農(nóng)業(yè)現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)的實時監(jiān)測，長期監(jiān)測等問題，可以通過無線連 接Internet網(wǎng)絡(luò)，使用方便靈活。特別是具有無線傳感器節(jié)點接口，不僅使信息采集范圍 大大擴(kuò)大，而且通過無線接口隨意增加環(huán)境參數(shù)種類。該方案對傳感器節(jié)點采用分布式管 理，各種傳感器可以隨意組合，增加系統(tǒng)靈活性。各傳感器節(jié)點電源獨立控制，可以有效降 低系統(tǒng)功耗，滿足野外長期工作要求。
[0015] 下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 附圖1為本實用新型實施例中控制電路的電路框圖；
[0017] 附圖2為本實用新型實施例中傳感器接口電路的電路原理圖；
[0018] 附圖3為本實用新型實施例中氣壓傳感器接口電路、土壤溫度傳感器接口電路、 空氣溫濕度傳感器接口電路的電路原理圖；
[0019] 附圖4為本實用新型實施例中風(fēng)速傳感器接口電路、光照傳感器接口電路、土壤 濕度傳感器接口電路的電路原理圖；
[0020] 附圖5為本實用新型實施例中二氧化碳傳感器接口電路的電路原理圖；
[0021] 附圖6為本實用新型實施例中蒸發(fā)量傳感器接口電路的電路原理圖；
[0022] 附圖7為本實用新型實施例中降雨量傳感器接口電路的電路原理圖；
[0023] 附圖8為本實用新型實施例中無線接口電路的電路原理圖；
[0024] 附圖9為本實用新型實施例中網(wǎng)絡(luò)接口電路的電路原理圖；
[0025] 附圖10為本實用新型實施例中電源電路的電路原理圖；
[0026] 附圖11為本實用新型實施例中GPS和GPRS通訊接口電路的電路原理圖；
[0027] 附圖12為附圖2中微處理器U1的放大圖；
[0028] 圖中，
[0029] 1-控制電路，2-傳感器接□電路，3-無線接□電路，4-網(wǎng)絡(luò)接□電路，5-電源電 路，6-氣壓傳感器接口電路，7- 土壤溫度傳感器接口電路，8-空氣溫濕度傳感器接口電路， 9_風(fēng)速傳感器接口電路，10-光照傳感器接口電路，11- 土壤濕度傳感器接口電路，12-二氧 化碳傳感器接口電路，13-蒸發(fā)量傳感器接口電路，14-降雨量傳感器接口電路，15-無線發(fā) 送接口電路，16-無線接收接口電路，17-電源開關(guān)電路，18-穩(wěn)壓電路，19-充電電路，20-電 量指示電路，21-GPS和GPRS通訊接口電路。

【具體實施方式】
[0030] 實施例，如圖1所示，一種農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置，包括電連接的控制電路1、 傳感器接口電路2、無線接口電路3、網(wǎng)絡(luò)接口電路4和電源電路5。
[0031] 控制電路1的作用：包括微處理器U1，是整個系統(tǒng)的核心，微處理器U1采用 STM32F107芯片，STM32F107是意法半導(dǎo)體公司推出的一款STM32互連型系列、內(nèi)核為ARM CorteX-M3的32位高性能微控制器。負(fù)責(zé)系統(tǒng)調(diào)度，數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)裙δ堋?br> [0032] 傳感器接口電路2的作用：是各種傳感器接口，包括有線傳感器節(jié)點及無線傳感 器節(jié)點。每個傳感器具有獨立電源，或者幾個傳感器共有一個獨立電源，每個獨立電源均可 以獨立開關(guān)，只在采集某個傳感器時，才打開相應(yīng)電源，從而有效降低功耗，延長電池使用 壽命。每個傳感器接口均設(shè)置在線檢測信號，提高系統(tǒng)靈活性。傳感器接口電路2包括電 連接的氣壓傳感器接口電路6、土壤溫度傳感器接口電路7、空氣溫濕度傳感器接口電路8、 風(fēng)速傳感器接口電路9、光照傳感器接口電路10、土壤濕度傳感器接口電路11、二氧化碳傳 感器接口電路12、蒸發(fā)量傳感器接口電路13、降雨量傳感器接口電路14。
[0033] 無線接口電路3,包括無線發(fā)送接口電路15和無線接收接口電路16,無線發(fā)送接 口電路15連接433MHz無線發(fā)射模塊，用于給無線傳感器節(jié)點發(fā)送指令；無線接收接口電 路16連接315MHz無線接收模塊，用于接收無線傳感器節(jié)點的采集數(shù)據(jù)。
[0034] 網(wǎng)絡(luò)接口電路4的作用：實現(xiàn)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接口，可以有線連接Internet網(wǎng)絡(luò)，增 加系統(tǒng)可靠性。
[0035] 電源電路5的作用：是整個系統(tǒng)供電系統(tǒng)，具有蓄電池和市電供電功能，具有軟開 關(guān)機功能，保證關(guān)機狀態(tài)下零功耗。電源電路5包括電源開關(guān)電路17、穩(wěn)壓電路18、充電電 路19和電量指示電路20。
[0036] 氣壓傳感器接口電路6,采用瑞士 INTERSEMA數(shù)字氣壓傳感器MS5540C，符合歐洲 R0HS標(biāo)準(zhǔn)，具有低功耗，低電壓等特點。
[0037] 土壤溫度傳感器接口電路7,連接美國DALLAS公司的DS18B20數(shù)字式溫度傳感器， 接口帶有在線檢測功能，增加系統(tǒng)智能性。
[0038] 空氣溫濕度傳感器接口電路8,連接SHT11濕度和溫度傳感器，SHT11是瑞士 Sensirion公司生產(chǎn)的具有I2C總線接口的單片全校準(zhǔn)數(shù)字式相對濕度和溫度傳感器。該 傳感器采用獨特的CMOSens TM技術(shù)，具有數(shù)字式輸出、免調(diào)試、免標(biāo)定、免外圍電路及全互 換的特點。接口帶有在線檢測功能，增加系統(tǒng)智能性。
[0039] 風(fēng)速傳感器接口電路9,用于連接EC-8SX -體化風(fēng)速風(fēng)向傳感器，增加系統(tǒng)可靠 性，具有電平轉(zhuǎn)換電路。接口帶有在線檢測功能，增加系統(tǒng)智能性。
[0040] 光照傳感器接口電路10,連接RY-G型光照強度傳感器，接收4-20mA電流環(huán)信號。 接口帶有在線檢測功能，增加系統(tǒng)智能性。
[0041] 土壤濕度傳感器接口電路11，連接TDR-3型土壤水分傳感器，接收電壓信號，具有 信號調(diào)制功能。接口帶有在線檢測功能，增加系統(tǒng)智能性。
[0042] 二氧化碳傳感器接口電路12,連接CM1101 NDIR紅外C02傳感器，通過串口與系統(tǒng) 相連，采用獨立電源，只在檢測時打開電源，可有效降低功耗。接口帶有在線檢測功能，增加 系統(tǒng)智能性。
[0043] 蒸發(fā)量傳感器接口電路13,連接ZFL1型蒸發(fā)器，接收電壓信號，具有信號調(diào)制功 能。采用獨立電源，只在檢測時打開電源，可有效降低功耗。接口帶有在線檢測功能，增加 系統(tǒng)智能性。
[0044] 降雨量傳感器接口電路14,連接RY-YLH02降雨量傳感器，接收開關(guān)量，接口帶有 在線檢測功能，增加系統(tǒng)智能性。
[0045] 電源開關(guān)電路17,電源軟開關(guān)機電路，可以有效保證關(guān)機狀態(tài)下零功耗，以及關(guān)機 時系統(tǒng)重要數(shù)據(jù)不丟失。
[0046] 穩(wěn)壓電路18,采用開關(guān)穩(wěn)壓芯片，提高轉(zhuǎn)換效率，降低發(fā)熱；充電電路19,電池充 電及指示電路；電量指示電路20,通過檢測電池電壓，計算電池容量。具有檢測截止電路， 可有效降低功耗。
[0047] GPS和GPRS通訊接口電路21，通過GPRS通訊模塊，無線連接Internet網(wǎng)絡(luò)，將數(shù) 據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程服務(wù)器。
[0048] 如圖2、圖12所示，控制電路1包括微處理器U1、移位寄存器U16,微處理器U1的 型號為STM32F107,微處理器U1的94腳經(jīng)電阻R4接插接件J0,微處理器U1的8腳與9腳 之間接晶振XI，微處理器U1的12腳與13腳之間接晶振X2,微處理器U1的14腳接電阻R1 的一端、電容C5的一端，電阻R1的另一端接電源，電容C5的另一端接地。
[0049] 微處理器U1的23腳接喚醒電路，喚醒電路包括電阻R3、電容C6和開關(guān)K1，微處 理器U1的23腳接電阻R3的一端、電容C6的一端和開關(guān)K1的一端，電阻R3的另一端接電 源，開關(guān)K1的另一端接地，電容C6的另一端接地。
[0050] 微處理器U1的14、72、76、77、89、90腳接插接件11，插接件11用來連接調(diào)試設(shè)備 以對微處理器U1進(jìn)行調(diào)試。
[0051] 移位寄存器U16構(gòu)成在線檢測電路，由八位并行輸入/串行輸出寄存器74LV165 組成，移位寄存器U16的1腳接微處理器U1的63腳，移位寄存器U16的2腳接微處理器U1 的61腳，移位寄存器U16的9腳接微處理器U1的62腳，微處理器U1通過移位寄存器U16 輸入各傳感器的在線狀態(tài)。
[0052] 如圖3所示，氣壓傳感器接口電路6包括氣壓模塊傳感器U3、電阻R14、電阻R15、 電阻R16、電阻R17,氣壓模塊傳感器U3的型號為MS5540C，氣壓模塊傳感器U3的1腳接電 阻R14的一端、微處理器U1的15腳，電阻R14的另一端接電源，氣壓模塊傳感器U3的8腳 接電阻R15的一端、微處理器U1的18腳，電阻R15的另一端接電源，氣壓模塊傳感器U3的 7腳接電阻R16的一端、微處理器U1的17腳，電阻R16的另一端接電源，氣壓模塊傳感器 U3的6腳接電阻R17的一端、微處理器U1的26腳，電阻R17的另一端接電源，氣壓模塊傳 感器U3的5腳接電源。
[0053] 土壤溫度傳感器接口電路7包括電阻R18、電阻R19和插接件J2,插接件J2用來 連接土壤溫度傳感器，土壤溫度傳感器的型號為DS18B20,插接件J2的1腳接傳感器的電源 負(fù)極，插接件J2的2腳接傳感器信號，插接件J2的3腳接傳感器正極，插接件J2的4腳與 移位寄存器U16的6腳連接，電阻R18的一端、電阻R19的一端接電源，電阻R18的另一端 接插接件J2的4腳、移位寄存器U16的6腳，插接件J2的3腳接電源，電阻R19的另一端 接插接件J2的2腳、微處理器U1的2腳，插接件J2的1腳接地。
[0054] 空氣溫濕度傳感器接口電路8包括電阻R20、電阻R21、電阻R22和插接件J3,插接 件J3用來連接空氣溫濕度傳感器，空氣溫濕度傳感器的型號為SHT11，插接件J3的1腳接 空氣溫濕度傳感器的電源負(fù)極，插接件J3的2腳接空氣溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)信號，插接件 J3的3腳接空氣溫濕度傳感器的時鐘信號，插接件J3的4腳接空氣溫濕度傳感器的電源正 極，插接件J3的5腳接空氣溫濕度傳感器的電源負(fù)極，電阻R20的一端、電阻R21的一端、 電阻R22的一端接電源，電阻R20的另一端接插接件J3的5腳、移位寄存器U16的10腳， 插接件J3的4腳接電源，電阻R21的另一端接插接件J3的3腳、微處理器U1的4腳，電阻 R22的另一端接插接件J3的2腳、微處理器U1的5腳，插接件J3的1腳接地。
[0055] 如圖4所示，風(fēng)速傳感器接口電路9包括雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5、電阻R24、電阻 R25、電容C11和插接件J4,雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的型號為74LVC4245,插接件J4用來連接 風(fēng)速風(fēng)向傳感器，風(fēng)速風(fēng)向傳感器采用EC-8SX-體化風(fēng)速風(fēng)向傳感器，插接件J4的1腳接 風(fēng)速風(fēng)向傳感器的風(fēng)向信號D0,插接件J4的2腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的風(fēng)向信號D1，插接件 J4的3腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的風(fēng)向信號D2,插接件J4的4腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的風(fēng)向信 號D3,插接件J4的5腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的風(fēng)向信號D4,插接件J4的6腳接風(fēng)速風(fēng)向傳 感器的風(fēng)向信號D5,插接件J4的7腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的風(fēng)向信號D6,插接件J4的8腳 接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的電源正極，插接件J4的9腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的電源負(fù)極，插接件J4 的10腳空，插接件J4的11腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的風(fēng)速信號CP，插接件J4的11腳接接風(fēng) 速風(fēng)向傳感器的電源負(fù)極，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的1腳、2腳接電源和插接件J4的8腳，雙 電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的3腳、4腳、5腳、6腳、7腳、8腳、9腳與插接件J4的1腳、2腳、3腳、4 腳、5腳、6腳、7腳一一對應(yīng)，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的10腳、插接件J4的11腳接電容C11 的一端、電阻R25的一端，電容C11的另一端接地，電阻R25的另一端接電源，插接件J4的 9腳經(jīng)電阻R24接電源，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的14腳接微處理器U1的40腳，雙電源轉(zhuǎn)換 收發(fā)器U5的14腳接微處理器U1的40腳，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的15腳接微處理器U1的 46腳，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的16腳接微處理器U1的45腳，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的17腳 接微處理器U1的44腳，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的18腳接微處理器U1的43腳，雙電源轉(zhuǎn)換 收發(fā)器U5的19腳接微處理器U1的41腳，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的20腳接微處理器U1的 39腳，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的21腳接微處理器U1的38腳。
[0056] 光照傳感器接口電路10包括運算放大器U6、電阻R26、電阻R27、電阻R28、電阻 R29、電阻R30和插接件J5,運算放大器U6的型號為LM358,插接件J5用來連接光照傳感 器，光照傳感器采用RY-G型光照強度傳感器，插接件J5的4腳接光照傳感器的電源正極， 插接件J5的3腳接光照傳感器的電源負(fù)極，插接件J5的2腳接光照傳感器的信號，插接件 J5的1腳接光照傳感器的電源負(fù)極，運算放大器U6的電源端接電源、插接件J5的4腳，運 算放大器U6的同相輸入端經(jīng)電阻R28接電阻R27的一端、插接件J5的2腳，電阻R27的另 一端接地，電阻R30設(shè)置在運算放大器U6的反相輸入端與輸出端之間，運算放大器U6的反 相輸入端經(jīng)電阻R29接地，插接件J5的1腳接電阻R26的一端、移位寄存器U16的12腳， 電阻R26的另一端接電源，運算放大器U6的輸出端接微處理器U1的31腳。
[0057] 土壤濕度傳感器接口電路11包括運算放大器U7、電阻R31、電阻R32、電阻R33、電 阻R34、電阻R35和插接件J6,運算放大器U7的型號為LM358,插接件J6用來連接土壤濕度 傳感器，土壤濕度傳感器采用TDR-3型土壤水分傳感器，插接件J6的1腳接土壤濕度傳感 器電源負(fù)極，插接件J6的2腳接土壤濕度傳感器信號，插接件J6的3腳接土壤濕度傳感器 電源正極，插接件J6的4腳接土壤濕度傳感器電源負(fù)極，運算放大器U7的同相輸入端經(jīng)電 阻R33接電阻R32的一端、插接件J6的2腳，電阻R32的另一端接地，電阻R35設(shè)置在運算 放大器U7的反相輸入端與輸出端之間，運算放大器U7的反相輸入端經(jīng)電阻R34接地，插接 件J6的4腳接電阻R31的一端、移位寄存器U16的13腳，電阻R31的另一端接電源，運算 放大器U7的輸出端接微處理器U1的30腳。
[0058] 如圖5所示，二氧化碳傳感器接口電路12包括單通道限流配電開關(guān)U8、電容C12、 電容C13、電阻R36、電阻R37、電阻R38、電阻R39、三極管Q1和插接件J7,單通道限流配電 開關(guān)U8的型號為TPS2041BDBV，插接件J7用來連接二氧化碳傳感器，二氧化碳傳感器采用 CM1101 NDIR紅外C02傳感器，插接件J7的1腳接C02傳感器的電源正極，插接件J7的2腳 接C0 2傳感器的信號RX，插接件J7的3腳接C02傳感器的信號TX，插接件J7的4腳接傳感 器的電源正極，插接件J7的5腳接C0 2傳感器的電源負(fù)極，單通道限流配電開關(guān)U8的4腳 接電阻R36的一端、微處理器U1的96腳，電阻R36的另一端接電源，單通道限流配電開關(guān) U8的1腳接電容C12的一端、電容C13的一端、插接件J7的1腳，電容C12的另一端、電容 C13的另一端接地，插接件J7的2腳接微處理器U1的92腳，插接件J7的3腳接微處理器 U1的93腳，插接件J7的4腳經(jīng)電阻R38接電阻R37的一端、三極管Q1的基極，三極管Q1 的發(fā)射極、電阻R37的另一端接地，三極管Q1的集電極接移位寄存器U16的4腳、電阻R39 的一端，電阻R39的另一端接地。
[0059] 如圖6所示，蒸發(fā)量傳感器接口電路13包括運算放大器U9、運算放大器U10、電阻 R40、電阻R41、電阻R42、電阻R43、電阻R44、三極管Q2和插接件J8,運算放大器U9、運算放 大器U10的型號為LM358,插接件J8用來連接蒸發(fā)量傳感器，蒸發(fā)量傳感器采用ZFL1型蒸 發(fā)器，插接件J8的1腳接蒸發(fā)量傳感器的信號端，插接件J8的2腳接蒸發(fā)量傳感器的電源 正極，插接件J8的3腳接蒸發(fā)量傳感器的電源負(fù)極，插接件J8的4腳接蒸發(fā)量傳感器的電 源負(fù)極，三極管Q2的基極經(jīng)電阻R40接微處理器U1的37腳，三極管Q2的集電極接電源， 三極管Q2的發(fā)射極接運算放大器U9的電源端、插接件J8的2腳，插接件J8的4腳接電阻 R41的一端、移位寄存器U16的3腳，電阻R41的另一端接電源，插接件J8的1腳接運算放 大器U9的同相輸入端，運算放大器U9的反相輸入端接其輸出端，運算放大器U9的輸出端 經(jīng)電阻R42接運算放大器U10的同相輸入端，電阻R44連接在運算放大器U10的反相輸入 端與輸出端之間，運算放大器U10的反相輸入端經(jīng)電阻R43接地，運算放大器U10的輸出端 接微處理器U1的36腳。
[0060] 如圖7所示，降雨量傳感器接口電路14包括電容C14、電阻R45、電阻R46、電阻R47 和插接件J9,插接件J9用來連接降雨量傳感器，降雨量傳感器采用RY-YLH02降雨量傳感 器，插接件J9的1腳接降雨量傳感器的電源負(fù)極，插接件J9的1腳接降雨量傳感器的電源 正極，插接件J9的3腳接降雨量傳感器的電源負(fù)極，插接件J9的3腳接電阻R45的一端、 移位寄存器U16的14腳，電阻R45的另一端接電源，插接件J9的2腳接電阻R46的一端、 電阻R47的一端、電容C14的一端，電阻R46的另一端接電源，電容C14的另一端接地，電阻 R47的另一端接微處理器U1的42腳。
[0061] 如圖8所示，無線接口電路3包括單通道限流配電開關(guān)U11、電阻R48、電容C14、電 容C15、無線發(fā)送接口電路15和無線接收接口電路16,單通道限流配電開關(guān)U11的型號為 TPS2041BDBV，單通道限流配電開關(guān)U11的4腳接微處理器U1的1腳，單通道限流配電開關(guān) U11的1腳即輸出端接電容C14的一端、電容C15的一端，電容C14的另一端、電容C15的另 一端接地。
[0062] 無線發(fā)送接口電路15包括電阻R49、電阻R50、三極管Q3和插接件J10,插接件J10 用來連接無線發(fā)射模塊，采用433MHz無線發(fā)射模塊，插接件J10的1腳接無線發(fā)射模塊電 源正極，插接件J10的2腳接無線發(fā)射模塊數(shù)據(jù)端，插接件J10的3腳接無線發(fā)射模塊電源 負(fù)極，三極管Q3的集電極接電阻R50的一端、插接件J10的1腳，電阻R50的另一端接單通 道限流配電開關(guān)U11的1腳、插接件J10的2腳，三極管Q3的基極經(jīng)電阻R49接微處理器 U1的29腳，三極管Q3的發(fā)射極接地。
[0063] 無線接收接口電路16包括電阻R51、電阻R52、電阻R53、電阻R54、三極管Q4和插 接件J11，插接件J11用來連接無線接收模塊，采用315MHz無線接收模塊，插接件J11的1 腳接無線接收模塊電源正極，插接件J11的2腳接無線接收模塊數(shù)據(jù)端，插接件J11的3腳 空，插接件J11的4腳接無線發(fā)射接收模塊電源負(fù)極，三極管Q4的集電極接電阻R51的一 端、電阻R52的一端，電阻R51的另一端接微處理器U1的98腳，電阻R52的另一端接電源， 三極管Q4的發(fā)射極接地，三極管Q4的基極接電阻R53的一端、電阻R54的一端，電阻R53 的另一端接地，電阻R54的另一端接插接件J11的2腳，插接件J11的1腳接單通道限流配 電開關(guān)U11的1腳。
[0064] 在距離采集控制裝置較近處采用土壤濕度傳感器接口電路11連接TDR-3型土壤 水分傳感器來檢測土壤濕度；而在較遠(yuǎn)處則采用無線接口電路3連接無線發(fā)射模塊、無線 接收模塊，無線發(fā)射接收模塊連接土壤濕度傳感器來檢測土壤濕度。
[0065]由于無線發(fā)射模塊與無線接收模塊的頻率不同，避免了發(fā)射、接收無線信號的相 互干擾，土壤濕度傳感器連接無線發(fā)射接收模塊，無線發(fā)射接收模塊接收無線發(fā)射模塊發(fā) 出的433MHZ信號，控制土壤濕度傳感器工作，將檢測到的濕度信息通過無線發(fā)射接收模塊 的415MHZ信號發(fā)射，無線接收模塊接收該信號。
[0066] 如圖9所示，網(wǎng)絡(luò)接口電路4包括以太網(wǎng)收發(fā)器U12、RJ45接頭、電阻R55至電 阻R74、電容C17至電容C21，以太網(wǎng)收發(fā)器U12的型號為DM9161AEP，RJ45接頭的型號為 HR911105A，太網(wǎng)收發(fā)器U12的10腳接微處理器U1的65腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的12腳接微 處理器U1的24腳、電阻R61的一端，電阻R61的另一端接微處理器U1的67腳，太網(wǎng)收發(fā) 器U12的32腳接電阻R57的一端、電阻R59的一端，電阻R57的另一端接微處理器U1的66 腳，電阻R59的另一端電源，太網(wǎng)收發(fā)器U12的25腳接電阻R58的一端、微處理器U1的25 腳，電阻R58的另一端接電源，太網(wǎng)收發(fā)器U12的24腳接微處理器U1的16腳，太網(wǎng)收發(fā)器 U12的37腳接微處理器U1的32腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的29腳接微處理器U1的33腳，太網(wǎng) 收發(fā)器U12的28腳接微處理器U1的34腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的21腳接微處理器U1的48 腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的20腳接微處理器U1的51腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的19腳接微處理器 U1的52腳，太網(wǎng)收發(fā)器U12的3腳、4腳、7腳、8腳、11腳、13腳與RJ45接頭的3腳、6腳、 1腳、2腳、10腳、11腳對應(yīng)連接。
[0067] 如圖10所示，電源電路5包括電源開關(guān)電路17、穩(wěn)壓電路18、充電電路19和電量 指示電路20。
[0068] 電源開關(guān)電路17包括電阻R87、電阻R88、電阻R89、二極管D1、二極管D2、電容 C26、開關(guān)K2和三極管Q7,電阻R87的一端接電源，電阻R87的另一端接二極管D1的正極、 微處理器U1的58腳，二極管D1的負(fù)極接二極管D2的負(fù)極并經(jīng)并聯(lián)的電容C26、開關(guān)K2后 接地，二極管D2的正極接電阻R88的一端、穩(wěn)壓電路18,電阻R88的另一端接三極管Q7的 集電極，三極管Q7的基極經(jīng)電阻R89接微處理器U1的57腳，三極管Q7的發(fā)射極接地。
[0069] 穩(wěn)壓電路18包括電阻R90、電容C27、電容C28、電容C29、電容C30、電容C31、 電容C32、電容C33、二極管D5、線圈L、穩(wěn)壓器U14和調(diào)壓器U15,穩(wěn)壓器U14的型號為 LM2576T-5. 0,調(diào)壓器 U15 的型號為 LM1117。
[0070] 充電電路19包括電阻R83、電阻R84、電阻R85、電阻R86、電容C24、電容C25、二極 管D3、二極管D4、三極管Q5、鋰電池 BT2和插接件J14,插接件J14用來接外接電源，電阻R86 的一端接電源，電阻R86的另一端接微處理器U1的59腳、三極管Q5的集電極，三極管Q5 的發(fā)射極接地，三極管Q5的基極經(jīng)電阻R84接電阻R83的一端、電阻R85的一端，電阻R83 的另一端接地，電阻R85的另一端接插接件J14的2腳、電容C24的一端、電容C25的一端、 二極管D3的正極，二極管D3的負(fù)極接鋰電池 BT2的正極、二極管D4的正極，電容C24的另 一端、電容C25的另一端、鋰電池 BT2的負(fù)極接地，二極管D4的負(fù)極接12V電源。
[0071] 電量指示電路20包括電阻R79、電阻R80、電阻R81、電阻R82、二極管D4、三極管 Q6,三極管Q6的集電極接12V電源，三極管Q6的基極經(jīng)電阻R79接微處理器U1的60腳， 三極管Q6的發(fā)射極經(jīng)電阻R81接電阻R80的一端、電阻R82的一端，電阻R82的另一端接 地。
[0072] 如圖11所示，GPS和GPRS通訊接口電路21包括單通道限流配電開關(guān)U13、收發(fā) 器U17、電阻R75至電阻R78、電容C22、電容C23、電容C34至電容C37、插接件J12和插接件 J13,單通道限流配電開關(guān)U13的型號為TPS2041BDBV，收發(fā)器U17的型號為MAX3232,插接 件J12用來連接GPRS通訊模塊，GPRS通訊模塊采用LT2302嵌入式GPRS DTU模塊，插接件 J12的1腳接GPRS通訊模塊的0N/0FF端，插接件J12的2腳接GPRS通訊模塊的電源正極 DC+，插接件J12的3腳接GPRS通訊模塊的電源負(fù)極DC-，插接件J12的4腳接GPRS通訊模 塊的TTL電平串口接收TR，插接件J12的4腳接GPRS通訊模塊的TTL電平串口發(fā)送TT，插 接件J12的4腳接GPRS模塊的準(zhǔn)備好信號LINK，插接件J12的1腳接電阻R75的一端、微 處理器U1的76腳，插接件J12的4腳接微處理器U1的78腳，插接件J12的5腳接微處理 器U1的79腳，插接件J12的6腳接微處理器U1的77腳、電阻R76的一端，電阻R76的另 一端接電源。
[0073] 插接件J13用來連接GPS通訊模塊，采用環(huán)球BR-355 GPS模塊，插接件J13的1 腳接GPS通訊模塊的電源負(fù)極，插接件J13的2腳接GPS通訊模塊的RS-232串口發(fā)送TX， 插接件J13的3腳接GPS通訊模塊的RS-232串口接收RX，插接件J13的4腳接GPS通訊 模塊的電源正極，插接件J13的5腳接GPS通訊模塊的電源負(fù)極，插接件J13的2腳接收發(fā) 器U17的13腳，插接件J13的3腳接收發(fā)器U17的14腳，插接件J13的4腳接單通道限流 配電開關(guān)U13的1腳、電容C22的一端、電容C23的一端，電容C22的另一端、電容C23的另 一端接地，單通道限流配電開關(guān)U13的4腳接微處理器U1的85腳、電阻R77的一端，電阻 R77的另一端接電源，收發(fā)器U17的11腳接微處理器U1的80腳，收發(fā)器U17的12腳接微 處理器U1的83腳。
[0074] 開機時，按下開關(guān)K2,穩(wěn)壓器U14的5腳電平由二極管D2,開關(guān)K2拉低，穩(wěn)壓器 U14工作輸出5V電源，經(jīng)穩(wěn)壓器U15輸出3. 3V電源，控制電路啟動。控制電路啟動后立即 將0N0FF_P0WER位信號置高，三極管Q7導(dǎo)通，通過電阻R88維持穩(wěn)壓器U14的5腳為低電 平，保持穩(wěn)壓電路18正常工作。當(dāng)關(guān)機時，按下開關(guān)K2,0N0FF_SW信號經(jīng)二極管D1、開關(guān)K2 變低電平，控制電路檢測到后完成數(shù)據(jù)保存等工作，并且等開關(guān)K2彈起后將0N0FF_P0WER 位信號置低，三極管Q7截止，穩(wěn)壓器U14的5腳變高電平穩(wěn)壓電路18停止工作，系統(tǒng)斷 電。充電電路19實現(xiàn)電池充電指示功能，當(dāng)插接件J14接入市電后，三極管Q5導(dǎo)通Power_ SW信號變低，當(dāng)插接件J14斷電后三極管Q5截止，Power_SW信號變高，控制電路通過檢測 P〇Wer_SW信號電平，指示充電狀態(tài)，二極管D3、二極管D4均采用低壓降二極管，降低電源損 耗。電量指示電路20通過采集電池電壓計算電池剩余容量，需采集電池時，控制電路置高 Batter_Power信號電平，三極管Q6導(dǎo)通，控制電路通過A/D 口采集Batter_AD點電壓。平 時控制電路置低Batter_P〇wer信號電平，三極管Q6截止，電阻R81、電阻R82不分流，降低 電池?fù)p耗。
[0075] 控制電路包括STM32F107及其配套器件，晶振XI為低頻晶振，與鋰電池 BT1 -起 供微處理器U1內(nèi)部RTC電路工作，為系統(tǒng)提供實時時鐘，晶振X2為高頻時鐘是U1的工作 時鐘，電阻R1、電容C5組成系統(tǒng)的上電復(fù)位電路，電阻R3、電容C6、開關(guān)K1組成喚醒電路， 當(dāng)系統(tǒng)處于省電睡眠狀態(tài)時，用于喚醒系統(tǒng)，插接件J0、插接件J1及其附件為控制電路的 編程，調(diào)試接口。
[0076] 氣壓傳感器接口電路6為大氣壓傳感器接口，土壤溫度傳感器接口電路7為土壤 溫度傳感器接口，空氣溫濕度傳感器接口電路8為空氣溫濕度傳感器接口，單通道限流配 電開關(guān)U2、電阻R13、電容C7、電容C8組成以上三種傳感器的供電電路，當(dāng)開始采集其中之 一傳感器時，控制電路1置CG3V3_Power信號為低電平，單通道限流配電開關(guān)U2打開，傳感 器供電，開始工作，采集完成后控制電路1置CG3V3_P 〇wer信號為高電平，單通道限流配電 開關(guān)U2斷開，傳感器停止工作，從而有效減低功耗。氣壓傳感器接口電路6為大氣壓傳感 器接口，MS5540C通過I2C總線與微處理器U1通訊，將大氣壓數(shù)字信號傳送給微處理器U1。 土壤溫度傳感器接口電路7為土壤溫度傳感器接口，采用DS18B20,通過TuWen_DATA -線 與微處理器U1通訊，TUWen_0nline為傳感器在線檢測信號，在傳感器端接電源負(fù)極，當(dāng)接 入傳感器后，T UWen_0nline變?yōu)榈碗娖?，否則為高電平。微處理器U1通過在線檢測電路檢 測傳感器是否在線。土壤溫度傳感器接口電路7為土壤溫度傳感器接口，采用SHT11，通過 KongQi_clk, kongQi_DATA二線制信號與微處理器U1通訊，KongQi_0nline為傳感器在線檢 測信號，在傳感器端接電源負(fù)極，當(dāng)接入傳感器后，KongQi_0nline變?yōu)榈碗娖?，否則為高電 平。微處理器U1經(jīng)在線檢測電路檢測傳感器是否在線。
[0077] 風(fēng)速傳感器接口電路9為風(fēng)速風(fēng)向傳感器接口，光照傳感器接口電路10為光照強 度傳感器接口，土壤濕度傳感器接口電路11為土壤濕度傳感器接口，單通道限流配電開關(guān) U4、電阻R23、電容C9、電容C10組成以上三種傳感器的供電電路，當(dāng)開始采集其中之一傳感 器時，控制電路1置CG5V_P 〇wer信號為低電平，單通道限流配電開關(guān)U4打開，傳感器供電， 開始工作，采集完成后控制電路1置CG5V_P 〇wer信號為高電平，單通道限流配電開關(guān)U4斷 開，傳感器停止工作，從而有效減低功耗。風(fēng)速傳感器接口電路9為風(fēng)速風(fēng)向傳感器接口， 米用EC-8SX -體化風(fēng)速風(fēng)向傳感器，傳感器信號通過雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5與微處理器U1 隔離，風(fēng)向信號采用格雷編碼，輸入微處理器U1后通過譯碼得到風(fēng)向角度，風(fēng)速信號CP為 脈沖信號，微處理器U1通過測量脈沖頻率計算出風(fēng)速。Feng_0nline為傳感器在線檢測信 號，在傳感器端接電源負(fù)極，當(dāng)接入傳感器后，F(xiàn)eng_0nline變?yōu)榈碗娖?，否則為高電平。微 處理器U1經(jīng)在線檢測電路檢測傳感器是否在線。光照傳感器接口電路10為光照強度傳感 器接口，采用RY-G型光照強度傳感器，發(fā)送4-20mA電流環(huán)信號，電阻R27、電阻R28、電阻 R29、電阻R30和運算放大器U6組成信號調(diào)理電路，將電流信號轉(zhuǎn)化為0-3V的電壓信號，通 過微處理器U1的A/D轉(zhuǎn)換接口測量信號強度，計算出光照強度。GuagZhao_Online為傳感 器在線檢測信號，在傳感器端接電源負(fù)極，當(dāng)接入傳感器后，GuagZha 〇_Online變?yōu)榈碗娖剑?否則為高電平。微處理器U1經(jīng)在線檢測電路檢測傳感器是否在線。土壤濕度傳感器接口 電路11為土壤濕度傳感器接口，采用TDR-3 土壤水分傳感器，輸出0-2. 5V電壓信號，電阻 R32、電阻R33、電阻R34、電阻R35和運算放大器U7組成信號調(diào)理電路，輸出0-3V電壓信號， 通過微處理器U1的A/D轉(zhuǎn)換接口測量信號強度，計算出土壤含水量。TuShi_0nline為傳感 器在線檢測信號，在傳感器端接電源負(fù)極，當(dāng)接入傳感器后，TuShi_0nline變?yōu)榈碗娖?，?則為高電平。微處理器U1經(jīng)在線檢測電路檢測傳感器是否在線。
[0078] 二氧化碳傳感器接口電路12通過串口與微處理器U1通訊，微處理器U1通過串口 取得C02濃度。單通道限流配電開關(guān)U8、電阻R36、電容C12、電容C13組成傳感器的供電電 路，當(dāng)開始采集傳感器時，控制電路1置C02_P〇wer信號為低電平，單通道限流配電開關(guān)U4 打開，傳感器供電，開始工作，采集完成后控制電路1置C0 2_P〇wer信號為高電平，單通道限 流配電開關(guān)U8斷開，傳感器停止工作，從而有效減低功耗。C0 2_0nline為傳感器在線檢測 信號，在傳感器端J7的4腳接電源正極，當(dāng)接入傳感器后，三極管Q1導(dǎo)通，C0 2_0nline變?yōu)?低電平，否則三極管Q1截止，C02_0nline為高電平。微處理器U1經(jīng)在線檢測電路檢測傳感 器是否在線。
[0079] 蒸發(fā)量傳感器接口電路13，ZFL1型蒸發(fā)器輸出0-20mV電壓信號。運算放大器U9、 運算放大器U10、電阻R42、電阻R43、電阻R44組成信號調(diào)理電路，輸出0-3V電壓信號，通過 微處理器U1的A/D轉(zhuǎn)換接口測量信號強度，計算出蒸發(fā)量。電阻R40、三極管Q2組成供電 電路，當(dāng)開始采集傳感器時，控制電路1置ZhengFa_P 〇Wer信號為高電平，三極管Q2導(dǎo)通， 傳感器供電，開始工作。采集完成后控制電路1置ZhengFa_Power信號為低電平，三極管Q2 截止，傳感器停止工作，從而有效減低功耗。ZhengFa_Online為傳感器在線檢測信號，在傳 感器端接電源負(fù)極，當(dāng)接入傳感器后，ZhengFa_Online變?yōu)榈碗娖?，否則為高電平。微處理 器U1經(jīng)在線檢測電路檢測傳感器是否在線。
[0080] 降雨量傳感器接口電路14,降雨量傳感器采用RY-YLH02降雨量傳感器，輸出脈沖 信號，經(jīng)電容C14、電阻R47濾波后輸入微處理器U1，微處理器U1通過測量脈沖頻率計算出 降雨量。
[0081] 無線接口電路3連接無線傳感器節(jié)點，無線接口采用發(fā)送接收雙頻率結(jié)構(gòu)，信息 發(fā)送占用433MHz頻道，數(shù)據(jù)接收占用315MHz頻道。采用輪詢方式查詢各傳感器數(shù)據(jù)。無 線發(fā)送接口電路15所示由電阻R49、電阻R50、三極管Q3與433MHz無線發(fā)射模塊組成無 線發(fā)送接口，微處理器U1通過WuXian_433發(fā)送調(diào)制信息，經(jīng)三極管Q3作電平轉(zhuǎn)化后，由 433MHz無線發(fā)送模塊發(fā)送。無線接收接口電路16所示由電阻R51、電阻R52、電阻R53、電 阻R54、三極管Q4和315MHz無線接收模塊組成無線接收接口，接收信號經(jīng)三極管Q4作電平 轉(zhuǎn)換后，傳遞給微處理器U1，微處理器U1對接收信號解調(diào)得到測量信息。單通道限流配電 開關(guān)U11、電阻R48、電容C14、電容C15組成該接口的供電電路，當(dāng)開始通訊時，控制電路1 置WuXian_P 〇wer信號為低電平，單通道限流配電開關(guān)U11打開，接口供電，開始工作，通訊 完成后控制電路1置WuXian_P 〇wer信號為高電平，單通道限流配電開關(guān)U11斷開，接口停 止工作，從而有效減低功耗。
[0082] 有線網(wǎng)絡(luò)接口電路4實現(xiàn)裝置與Internet網(wǎng)絡(luò)的有線連接。DM9161AEP是一款完 全集成的和符合成本效益單芯片快速以太網(wǎng)PHY，是一款常用的物理層收發(fā)器。HR911105A 是帶網(wǎng)路變壓器的網(wǎng)絡(luò)插座，利用這套方案可以組成可靠，成本低廉的網(wǎng)絡(luò)接口。
[0083] GPRS無線網(wǎng)絡(luò)接口由電阻R75、電阻R76和GPRS通訊模塊組成，GPRS通訊模塊通 過TTL電平串口信號GPRS_RX，GPRS_TX與微處理器U1相連，經(jīng)GPRS模塊與Internet連 接，實現(xiàn)遠(yuǎn)程智能控制及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳送。微處理器U1通過設(shè)置GPRS_0FF0N高低電平控制 GPRS模塊上電或斷電。通過GPRS_LINK信號查詢模塊的工作狀態(tài)。
[0084] GPS接口電路由電阻R77、電阻R78、電容C22、電容C33、單通道限流配電開關(guān)U13、 收發(fā)器U17及GPS通訊模塊組成，用于接收裝置所在地的地理信息以及標(biāo)準(zhǔn)時間。微處理 器U1通過RS-232接口接收GPS通訊模塊信息。收發(fā)器U17為RS-232電平轉(zhuǎn)換電路。單通 道限流配電開關(guān)U13、電阻R77、電容C22、電容C23組成該接口的供電電路，當(dāng)開始通訊時， 控制電路1置GPS_P〇wer信號為低電平，單通道限流配電開關(guān)U13打開，GPS通訊模塊開始 工作，通訊完成后控制電路1置GPS_P 〇wer信號為高電平，單通道限流配電開關(guān)U13斷開， GPS通訊模塊停止工作，從而有效減低功耗。GPS_Onl ine為GPS通訊模塊在線檢測信號，在 傳感器端接電源負(fù)極，當(dāng)接入GPS通訊模塊后，GPS_Online變?yōu)榈碗娖?，否則為高電平。 [0085] 以上僅是本實用新型的一種最優(yōu)化技術(shù)方案，本實用新型以上電路不是唯一的， 其中的各個電路也可以采用其他形式，只要能夠?qū)崿F(xiàn)其功能即可。
[〇〇86] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到，上述的【具體實施方式】只是示例性的，是為了使本領(lǐng) 域技術(shù)人員能夠更好的理解本實用新型內(nèi)容，不應(yīng)理解為是對本實用新型保護(hù)范圍的限 制。在本實用新型技術(shù)方案的啟示下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以不經(jīng)創(chuàng)造性勞動，采用其它方式 實現(xiàn)本實用新型的目的，比如傳感器接口電路中數(shù)量的變化，以及無線接口電路的改變等， 只要是根據(jù)本實用新型技術(shù)方案所作的改進(jìn)，均落入本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 具有風(fēng)速傳感器接口電路的農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置，其特征在于：所述農(nóng)業(yè)環(huán) 境信息采集控制裝置包括電連接的控制電路（1)、風(fēng)速傳感器接口電路（9)、GPS和GPRS通 訊接口電路（21); 所述風(fēng)速傳感器接口電路（9 )與控制電路（1)連接； 所述GPS和GPRS通訊接口電路（21 )，通過GPRS通訊模塊，無線連接Internet網(wǎng)絡(luò)，將 數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程服務(wù)器。
2. 如權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置，其特征在于：所述控制電路（1)包 括微處理器U1、移位寄存器U16,微處理器U1的型號為STM32F107,微處理器U1的94腳經(jīng) 電阻R4接插接件J0,微處理器U1的8腳與9腳之間接晶振XI，微處理器U1的12腳與13 腳之間接晶振X2,微處理器U1的14腳接電阻R1的一端、電容C5的一端，電阻R1的另一端 接電源，電容C5的另一端接地。
3. 如權(quán)利要求2所述的農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置，其特征在于：所述微處理器U1的 23腳接喚醒電路，喚醒電路包括電阻R3、電容C6和開關(guān)K1，微處理器U1的23腳接電阻R3 的一端、電容C6的一端和開關(guān)K1的一端，電阻R3的另一端接電源，開關(guān)K1的另一端接地， 電容C6的另一端接地。
4. 如權(quán)利要求3所述的農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置，其特征在于：所述移位寄存器U16 的1腳接微處理器U1的63腳，移位寄存器U16的2腳接微處理器U1的61腳，移位寄存器 U16的9腳接微處理器U1的62腳。
5. 如權(quán)利要求4所述的農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置，其特征在于：所述風(fēng)速傳感器接 口電路（9)包括雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5、電阻R24、電阻R25、電容C11和插接件J4,雙電源轉(zhuǎn) 換收發(fā)器U5的型號為74LVC4245,插接件J4用來連接風(fēng)速風(fēng)向傳感器，風(fēng)速風(fēng)向傳感器采 用EC-8SX-體化風(fēng)速風(fēng)向傳感器，插接件J4的1腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的風(fēng)向信號D0,插 接件J4的2腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的風(fēng)向信號D1，插接件J4的3腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的風(fēng) 向信號D2,插接件J4的4腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的風(fēng)向信號D3,插接件J4的5腳接風(fēng)速風(fēng) 向傳感器的風(fēng)向信號D4,插接件J4的6腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的風(fēng)向信號D5,插接件J4的 7腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的風(fēng)向信號D6,插接件J4的8腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的電源正極，插 接件J4的9腳接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的電源負(fù)極，插接件J4的10腳空，插接件J4的11腳接 風(fēng)速風(fēng)向傳感器的風(fēng)速信號CP，插接件J4的11腳接接風(fēng)速風(fēng)向傳感器的電源負(fù)極，雙電 源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的1腳、2腳接電源和插接件J4的8腳，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的3腳、4 腳、5腳、6腳、7腳、8腳、9腳與插接件J4的1腳、2腳、3腳、4腳、5腳、6腳、7腳一一對應(yīng)， 雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的10腳、插接件J4的11腳接電容C11的一端、電阻R25的一端，電 容C11的另一端接地，電阻R25的另一端接電源，插接件J4的9腳經(jīng)電阻R24接電源，雙電 源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的14腳接微處理器U1的40腳，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的14腳接微處理 器U1的40腳，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的15腳接微處理器U1的46腳，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5 的16腳接微處理器U1的45腳，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的17腳接微處理器U1的44腳，雙 電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的18腳接微處理器U1的43腳，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的19腳接微處 理器U1的41腳，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器U5的20腳接微處理器U1的39腳，雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器 U5的21腳接微處理器U1的38腳。
6. 如權(quán)利要求5所述的農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置，其特征在于：所述GPS和GPRS通 訊接口電路（21)包括單通道限流配電開關(guān)U13、收發(fā)器U17、電阻R75至電阻R78、電容C22、 電容C23、電容C34至電容C37、插接件J12和插接件J13,單通道限流配電開關(guān)U13的型號 為TPS2041BDBV，收發(fā)器U17的型號為MAX3232,插接件J12用來連接GPRS通訊模塊，GPRS 通訊模塊采用LT2302嵌入式GPRS DTU模塊，插接件J12的1腳接GPRS通訊模塊的ON/OFF 端，插接件J12的2腳接GPRS通訊模塊的電源正極DC+，插接件J12的3腳接GPRS通訊模 塊的電源負(fù)極DC-，插接件J12的4腳接GPRS通訊模塊的TTL電平串口接收TR，插接件J12 的4腳接GPRS通訊模塊的TTL電平串口發(fā)送TT，插接件J12的4腳接GPRS模塊的準(zhǔn)備好 信號LINK，插接件J12的1腳接電阻R75的一端、微處理器U1的76腳，插接件J12的4腳 接微處理器U1的78腳，插接件J12的5腳接微處理器U1的79腳，插接件J12的6腳接微 處理器U1的77腳、電阻R76的一端，電阻R76的另一端接電源。
7.如權(quán)利要求6所述的農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集控制裝置，其特征在于：所述插接件J13用 來連接GPS通訊模塊，采用環(huán)球BR-355 GPS模塊，插接件J13的1腳接GPS通訊模塊的電源 負(fù)極，插接件J13的2腳接GPS通訊模塊的RS-232串口發(fā)送TX，插接件J13的3腳接GPS 通訊模塊的RS-232串口接收RX，插接件J13的4腳接GPS通訊模塊的電源正極，插接件J13 的5腳接GPS通訊模塊的電源負(fù)極，插接件J13的2腳接收發(fā)器U17的13腳，插接件J13 的3腳接收發(fā)器U17的14腳，插接件J13的4腳接單通道限流配電開關(guān)U13的1腳、電容 C22的一端、電容C23的一端，電容C22的另一端、電容C23的另一端接地，單通道限流配電 開關(guān)U13的4腳接微處理器U1的85腳、電阻R77的一端，電阻R77的另一端接電源，收發(fā) 器U17的11腳接微處理器U1的80腳，收發(fā)器U17的12腳接微處理器U1的83腳。
【文檔編號】G05B19/042GK203838504SQ201420085290
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】丁世民, 劉政琪, 鄭榮華, 周志霞, 杜連彩, 周志紅, 趙學(xué)良, 杜艷芹 申請人:山東安博儀器股份有限公司