帶有定位功能的溫濕度無(wú)線采集節(jié)點(diǎn)的制作方法
【專利摘要】一種帶有定位功能的溫濕度無(wú)線采集節(jié)點(diǎn)，用于農(nóng)作物生長(zhǎng)微環(huán)境中基于精確空間位置的溫度與濕度的采集，并采用ZigBee無(wú)線通信模塊進(jìn)行溫濕度與空間位置坐標(biāo)的傳輸。所述節(jié)點(diǎn)包括：ATmega8L控制器(1)；SHT71溫濕度采集模塊(2)；GPS定位模塊(3)；ZigBee無(wú)線通信模塊(4)；電源模塊(5)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，具有一定的實(shí)用價(jià)值。
【專利說(shuō)明】 帶有定位功能的溫濕度無(wú)線采集節(jié)點(diǎn)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種農(nóng)作物生長(zhǎng)微環(huán)境中基于精確空間位置的溫濕度采集裝置，具體來(lái)說(shuō)采用8位微控制器、SHT71溫濕度傳感器以及GPS定位模塊對(duì)田間尺度下精確空間位置的農(nóng)作物生長(zhǎng)微環(huán)境中的溫度與濕度進(jìn)行采集，并利用ZigBee無(wú)線通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)正在向精準(zhǔn)化方向邁進(jìn)。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是20世紀(jì)80年代初期國(guó)際農(nóng)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展起來(lái)的一門新興的跨學(xué)科綜合技術(shù)，它是在現(xiàn)代信息技術(shù)、生物技術(shù)、工程技術(shù)等一系列高新技術(shù)最新成就的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種重要的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)形式，具備合理利用農(nóng)業(yè)資源、提高農(nóng)作物產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本、改善生態(tài)環(huán)境等特點(diǎn)。農(nóng)田信息采集技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的實(shí)施過(guò)程中起著重要的作用，將低成本、高效率的智能化設(shè)備應(yīng)用于農(nóng)田信息采集，獲取田間尺度下影響農(nóng)作物生長(zhǎng)的溫濕度、光照、二氧化碳濃度等多種基于精確空間位置的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)微環(huán)境信息，能夠更好的推進(jìn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的實(shí)施。
[0003]GPS (Global Positioning System)是衛(wèi)星測(cè)時(shí)測(cè)距導(dǎo)航/全球定位系統(tǒng)(Navigation Satellite Timing And Ranging/Global Positioning System)的英文縮寫(xiě)，簡(jiǎn)稱“全球定位系統(tǒng)”。該系統(tǒng)是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無(wú)線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)，具有全能性(陸地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的導(dǎo)航、定位和定時(shí)的功能，能為各類用戶提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間。GPS的發(fā)展，為獲取農(nóng)田信息時(shí)同步獲取位置信息提供了一個(gè)方便的選擇。GPS設(shè)備可以提供精準(zhǔn)的空間位置信息，將GPS技術(shù)與農(nóng)田信息獲取相結(jié)合，在獲取農(nóng)田信息的同時(shí)同步獲取空間位置信息，因而獲得農(nóng)田中各個(gè)空間位置的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)微環(huán)境信息，為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的實(shí)施提供數(shù)據(jù)支持。
[0004]隨著無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，以及農(nóng)田微環(huán)境信息數(shù)據(jù)采集的特點(diǎn)，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被越來(lái)越多的應(yīng)用到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)特別是微環(huán)境信息的數(shù)據(jù)采集。ZigBee技術(shù)作為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的一種，具有成本低、功耗低、網(wǎng)絡(luò)容量大、數(shù)據(jù)傳輸可靠等特點(diǎn)，應(yīng)用范圍很廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種成本低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于推廣的田間尺度下基于精確空間位置的溫濕度采集節(jié)點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種帶有定位功能的溫濕度無(wú)線采集節(jié)點(diǎn)，具有控制器，還包括與控制器相連的用于向控制器提供溫度與濕度的SHT71溫濕度采集模塊；與控制器相連的用于提供精確空間位置的GPS定位模塊；與控制器相連的用于進(jìn)行數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)腪igBee無(wú)線通信模塊。
[0007]所述的SHT71溫濕度采集模塊與控制器的兩個(gè)1/0 口相連，用于環(huán)境中溫度與濕度的采集。[0008]所述的GPS定位模塊與控制器的I/O 口相連，采用模擬串口時(shí)序來(lái)接收GPS定位模塊輸出的坐標(biāo)信息。
[0009]所述的ZigBee無(wú)線通信模塊與控制器的串口相連，由無(wú)線射頻芯片CC2530組成，用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明的整體框圖；
[0011]圖2是本發(fā)明SHT71溫濕度采集模塊電路原理圖；
[0012]圖3是本發(fā)明GPS定位模塊電路原理圖；
[0013]圖4是本發(fā)明ZigBee無(wú)線通信模塊電路原理圖；
[0014]圖5是本發(fā)明的電源電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016]本發(fā)明的帶有定位功能的溫濕度無(wú)線采集節(jié)點(diǎn)，將基于精確空間位置的農(nóng)作物生長(zhǎng)微環(huán)境中的環(huán)境因子溫度與濕度通過(guò)傳感器采集到單片機(jī)后，經(jīng)過(guò)單片機(jī)處理后將數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線通信模塊傳輸?shù)街鳈C(jī)節(jié)點(diǎn)。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明的帶有定位功能的溫濕度無(wú)線采集節(jié)點(diǎn)，具有控制器(1)，還包括與控制器相連的用于向控制器提供溫濕度的SHT71溫濕度采集模塊(2);與控制器相連的用于提供精確空間位置的GPS定位模塊(3);與控制器相連的用于進(jìn)行數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)腪igBee無(wú)線通信模塊(4);與控制器和ZigBee無(wú)線通信模塊相連的用于提供電源的電源模塊(5)。
[0018]如圖2所示，SHT71溫濕度采集模塊由溫濕度傳感器SHT71組成，SHT71傳感器與控制器的兩個(gè)I/o 口相連，采用兩線數(shù)字通信協(xié)議進(jìn)行溫濕度的采集，PCO 口模擬時(shí)鐘線，PCl 口模擬數(shù)據(jù)線。
[0019]如圖3所示，GPS定位模塊采用全球衛(wèi)星定位接收芯片Gstar系列GS-89組成，通過(guò)控制器的I/o 口相連，采用模擬串口時(shí)序來(lái)完成GPS坐標(biāo)信息的接收。
[0020]如圖4所示，ZigBee無(wú)線通信模塊采用無(wú)線射頻芯片CC2530，通過(guò)控制器的串口相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸。
[0021]如圖5所示，控制器和ZigBee無(wú)線通信模塊采用3.3V電壓，故采用電源集成穩(wěn)壓芯片AMSl117，將供電電壓轉(zhuǎn)換成3.3V電壓。
【權(quán)利要求】
1.一種帶有定位功能的溫濕度無(wú)線采集節(jié)點(diǎn)，具有控制器(I)，其特征在于，還包括與控制器⑴相連的SHT71溫濕度采集模塊⑵；與控制器⑴相連的GPS定位模塊(3);與控制器(I)相連的ZigBee無(wú)線通信模塊(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有定位功能的溫濕度無(wú)線采集節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述的SHT71溫濕度采集模塊(2)與控制器(I)的兩個(gè)I/O 口相連，用于采集環(huán)境中的溫度與濕度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有定位功能的溫濕度無(wú)線采集節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述的GPS定位模塊(3)與控制器⑴的I/O 口相連，采用模擬串口時(shí)序來(lái)接收GPS定位模塊輸出的坐標(biāo)信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有定位功能的溫濕度無(wú)線采集節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述的ZigBee的無(wú)線通信模塊(4)與控制器(I)的串口相連，用于數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸。
【文檔編號(hào)】G08C17/02GK103456151SQ201210176709
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月31日
【發(fā)明者】田立國(guó), 劉玥, 李猛, 盧勝利, 吳興利 申請(qǐng)人:天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)