基于msp430f169的遠程農(nóng)田氣象信息監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于MSP430F169的遠程農(nóng)田氣象信息監(jiān)測系統(tǒng)，包括一MSP430F169微控制器，MSP430F169微控制器分別與溫濕度傳感器、光照傳感器、CO2濃度傳感器、時鐘芯片、GPRS模塊、點陣鍵盤、液晶顯示屏相連，所述CO2濃度傳感器采用TGS4160，TGS4160通過AM?4檢測模塊與MSP430F169微控制器相連。MSP430F169微控制器通過對溫濕度傳感器、光照傳感器、CO2濃度傳感器、時鐘芯片的操作獲取各個監(jiān)測點的數(shù)據(jù)信息，并將采集的數(shù)據(jù)信息經(jīng)由RS?232接口傳輸?shù)紾PRS模塊進行遠程無線通信。
【專利說明】
基于MSP430F169的遠程農(nóng)田氣象信息監(jiān)測系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體來說涉及一種基于MSP430F169的遠程農(nóng)田氣象信息監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是一個農(nóng)業(yè)大國，而農(nóng)業(yè)又是氣候變化最敏感的領(lǐng)域之一，氣象條件對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程有著重要影響，并且隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，農(nóng)業(yè)尤其是特色農(nóng)業(yè)對氣象服務(wù)質(zhì)量的要求越來越高。精準農(nóng)業(yè)是基于信息和知識管理復(fù)雜農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的集成技術(shù)體系，它能以最少的或最節(jié)省的投入達到同等收入或更高的收入，并改善環(huán)境，高效地利用各類農(nóng)業(yè)資源，獲得經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。精準農(nóng)業(yè)代表了 21世紀全球農(nóng)業(yè)發(fā)展方向，作為農(nóng)業(yè)科技革命的重要成果和農(nóng)業(yè)知識創(chuàng)新工程的重要組成部分，已成為當(dāng)今世界農(nóng)業(yè)最富有吸引力的前沿課題之一。近年來農(nóng)田氣象信息獲取的方法和手段不斷提高和豐富。但從總體上看，還存在一些有待解決的問題，如農(nóng)田信息采集過程手段還相對落后、效率不高，針對性不強;傳輸方式受布線難、成本高、傳輸距離有限、入網(wǎng)許可等限制;存在由于農(nóng)田分布散、設(shè)備多、管理困難等不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用超低功耗的單片機MSP430F169作為主控芯片、融合GPRS通信方式、具有較低成本的遠程農(nóng)田氣象信息監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以通過傳感器檢測對溫度、濕度、光照、C02濃度以及時間等數(shù)字信號進行采集，并通過GPRS模塊進行遠程無線通信，將監(jiān)測的數(shù)據(jù)信息上傳給上位機，實現(xiàn)對農(nóng)田氣象信息遠程監(jiān)測。
[0004]本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0005]—種基于MSP430F169的遠程農(nóng)田氣象信息監(jiān)測系統(tǒng)，包括一 MSP430F169微控制器，MSP430F169微控制器分別與溫濕度傳感器、光照傳感器、⑶2濃度傳感器、時鐘芯片、GPRS模塊、點陣鍵盤、液晶顯示屏相連，所述C02濃度傳感器采用TGS4160，TGS4160通過AM-4檢測模塊與MSP430F169微控制器相連。
[0006]在上述技術(shù)方案中，所述溫濕度傳感器型號為SHTlI。
[0007]在上述技術(shù)方案中，所述光照傳感器型號為BH1750。
[0008]在上述技術(shù)方案中，所述時鐘芯片型號為PCF8563。
[0009]本實用新型的優(yōu)點和有益效果為:
[0010]本實用新型所述的遠程農(nóng)田氣象信息監(jiān)測系統(tǒng)按程序中預(yù)先設(shè)置的采集周期，利用溫濕度傳感器、光照傳感器、C02濃度傳感器、時鐘芯片分別對溫度、濕度、光照、⑶2濃度以及時間等數(shù)字信號進行采集，微控制器將采集的信息經(jīng)由RS-232接口傳輸?shù)紾PRS模塊進行遠程無線通信，實現(xiàn)對農(nóng)田氣象信息遠程監(jiān)測。本實用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型合理，軟硬件設(shè)計可行，具有靈活的擴充性，并且穩(wěn)定可靠，成本較低，可以滿足農(nóng)田氣象信息遠程監(jiān)測的實際需要。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是本實用新型的硬件電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合具體實施例進一步說明本實用新型的技術(shù)方案。
[0013]如圖1所示，本實用新型所涉及的一種基于MSP430F169的遠程農(nóng)田氣象信息監(jiān)測系統(tǒng)，包括一 MSP430F169微控制器，MSP430F169微控制器分別與溫濕度傳感器、光照傳感器、C02濃度傳感器、時鐘芯片、GPRS模塊、點陣鍵盤、液晶顯示屏相連，MSP430F169微控制器通過對溫濕度傳感器、光照傳感器、C02濃度傳感器、時鐘芯片的操作獲取各個監(jiān)測點的數(shù)據(jù)信息(溫度、濕度、光照輻射強度、C02濃度、實時時間)，并將采集的數(shù)據(jù)信息經(jīng)由RS-232接口傳輸?shù)紾PRS模塊進行遠程無線通信，將監(jiān)測點的數(shù)據(jù)信息上傳給上位機。
[0014]所述MSP430F169微控制器是美國德州儀器公司(TI)的超低功耗、高性能的16位微處理器，其控制功能強，接口豐富，滿足本實用新型的主控要求。
[0015]所述溫濕度傳感器采用瑞士Sensir1n公司生產(chǎn)的SHTlI，SHTlI溫濕度傳感器是帶有I2C總線的數(shù)字式溫濕度傳感器，具有免調(diào)試、免標(biāo)定、測量分辨率可編程調(diào)節(jié)、CRC傳輸校驗、超小封裝尺寸等特點；其測量精度高，是各種溫濕度監(jiān)測應(yīng)用中的一種優(yōu)選器件。SHTl I溫濕度傳感器通過I2C總線與MSP430F169連接進行通信。
[0016]所述光照傳感器型號為冊1750。冊1750是一種兩線式串行總線I2C接口的數(shù)字型光照強度傳感器集成電路。它可以根據(jù)收集的光線強度數(shù)據(jù)來進行環(huán)境監(jiān)測，可支持較大范圍的光照強度變化，直接數(shù)字輸出，省去復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算，使用方便簡單。光照傳感器BH1750通過I2C總線與MSP430F169連接進行通信。
[0017]所述二氧化碳檢測采用二氧化碳濃度傳感器TGS4160，TGS4160二氧化碳傳感器是費加羅(FIGARO)公司生產(chǎn)的固態(tài)電化學(xué)型氣體敏感元件。這種二氧化碳傳感器除具有體積小、壽命長、選擇性和穩(wěn)定性好等特點外，同時還具有耐高濕低溫的特性，可廣泛用于自動通風(fēng)換氣系統(tǒng)或是二氧化碳氣體的長期監(jiān)測等應(yīng)用場合。TGS4160用于檢測二氧化碳濃度信號，在實際測量應(yīng)用電路中，還要對測得的信號進行處理，處理該信號選擇使用費加羅(FIGARO)公司的專用于處理TGS4160檢測信號(重新標(biāo)定TGS4160)的AM-4檢測模塊。AM-4檢測模塊內(nèi)部帶有A/D轉(zhuǎn)換器，并已對數(shù)據(jù)進行了采樣并作了處理，它輸出的電壓信號與二氧化碳濃度值呈線性關(guān)系，輸出的電壓信號為O?3.0V，相當(dāng)于O?3000ppm的二氧化碳濃度。
[0018]所述時鐘芯片型號為PCF8563，PCF8563是PHILIPS公司推出的一款工業(yè)級內(nèi)含I2C總線接口功能的具有極低功耗的多功能時鐘/日歷芯片。按I2C總線協(xié)議規(guī)約，I2C總線由數(shù)據(jù)線SDA和時鐘線SCL構(gòu)成的串行總線，可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。時鐘芯片PCF8563通過I2C總線與MSP430F169連接進行通信。
[0019]為實現(xiàn)現(xiàn)場和客戶端的通訊，本實用新型中的GPRS模塊選用北京天同誠業(yè)科技有限公司的WG-8010GPRS無線通訊模塊，該模塊內(nèi)置工業(yè)級GPRS模塊，提供標(biāo)準的RS232/485數(shù)據(jù)接口和標(biāo)準的S頂卡接口，可以很方便地與微控制器MSP430F169連接，僅需一次性完成初始化配置，就可以與數(shù)據(jù)中心通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)建立連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的完全透明傳輸。同時，該公司提供了Comway無線串口軟件與GPRS模塊配合使用，可以幫助用戶建立遠端串口設(shè)備和用戶計算機之間的無線通信信道，用戶僅需在計算機中安裝Comway無線串口軟件，即可使用原來基于串口通訊的應(yīng)用程序來處理遠端串口設(shè)備的數(shù)據(jù)，而無需勞心費神于公網(wǎng)IP地址或者是網(wǎng)絡(luò)端口映射、動態(tài)域名映射等具體問題。
[0020]所述點陣鍵盤和液晶顯示屏組成人機交互系統(tǒng)，點陣鍵盤選擇4X4點陣鍵盤，液晶顯示屏選擇12864IXD液晶顯示屏。
[0021]遠程農(nóng)田氣象信息監(jiān)測系統(tǒng)按預(yù)先設(shè)置的采集周期，對各傳感器檢測的溫度、濕度、光照、C02濃度以及時間等數(shù)字信號進行采集，并將采集的數(shù)據(jù)信息經(jīng)由RS-232接口傳輸?shù)紾PRS模塊進行遠程無線通信，將監(jiān)測點的數(shù)據(jù)信息上傳給上位機，實現(xiàn)對農(nóng)田氣象信息遠程監(jiān)測。
[0022]以上對本實用新型做了示例性的描述，應(yīng)該說明的是，在不脫離本實用新型的核心的情況下，任何簡單的變形、修改或者其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不花費創(chuàng)造性勞動的等同替換均落入本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于MSP430F169的遠程農(nóng)田氣象信息監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括一MSP430F169微控制器，MSP430F169微控制器分別與溫濕度傳感器、光照傳感器、⑶2濃度傳感器、時鐘芯片、GPRS模塊、點陣鍵盤、液晶顯示屏相連；其中，所述C02濃度傳感器采用TGS4160，TGS4160通過AM-4檢測模塊與MSP430F169微控制器相連;所述溫濕度傳感器型號為SHTll;所述光照傳感器型號為BH1750。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MSP430F169的遠程農(nóng)田氣象信息監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述時鐘芯片型號為PCF8563。
【文檔編號】G05D27/02GK205427670SQ201521082038
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年12月20日
【發(fā)明人】于名飛, 徐召, 郭強輝
【申請人】天津三石科技有限公司