專利名稱：基于gprs的氧氣和水分數(shù)據(jù)采集控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種數(shù)據(jù)采集和控制裝置，具體的說，是涉及一種用于監(jiān)控農作物生長環(huán)境的數(shù)據(jù)采集和控制裝置。
背景技術：
農業(yè)作物的生長需要多種環(huán)境因素的共同作用，例如溫度、濕度、水分和氧氣等。 為了使這些環(huán)境因素能夠被人為控制，技術人員設計了許多監(jiān)測控制裝置，以便提高管理效率，實現(xiàn)科學種植農業(yè)作物。但是，經過很長一段時間的應用后，發(fā)現(xiàn)，這些現(xiàn)有監(jiān)控裝置都是采用傳統(tǒng)的定點測量數(shù)據(jù)的模式，因此，一套裝置只能測量一種數(shù)據(jù)，無法實現(xiàn)大范圍檢測。此外，現(xiàn)有的監(jiān)控裝置在傳感器的選擇上沒有考慮到農作物的生長環(huán)境具有較強的潮濕度和腐蝕性，因此使得監(jiān)控裝置經常不能正常工作，適應環(huán)境能力差。
發(fā)明內容為了克服背景技術中給出的現(xiàn)有技術問題，本實用新型提供一種基于GPRS的氧氣和水分數(shù)據(jù)采集控制器，該種儀器能夠同時采集和存儲氧氣、水分和溫度等多種數(shù)據(jù)，并且能夠根據(jù)預先設定的各種參數(shù)界限，驅動相應的控制各種參數(shù)的繼電器動作，同時還可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線遠傳，能夠準確的將數(shù)據(jù)傳送至上位機并在參數(shù)超限時給予聲光報警， 此外還具有抗腐蝕能力強、使用壽命長的特點。本實用新型的技術方案是該種基于GPRS的氧氣和水分數(shù)據(jù)采集控制器，包括帶有時鐘電路、電源模塊、液晶模塊和鍵盤模塊的單片機，其中，所述數(shù)據(jù)采集控制器內還包括一個由氧氣傳感器、水分傳感器、濕度傳感器和溫度傳感器構成的傳感器單元，以及一個由AD620芯片和LM3M芯片構成的數(shù)據(jù)處理模塊，以及一個由MAX186CCPP芯片構成的A/D 轉換模塊，以及一個聲光報警電路；其中，所述氧氣傳感器和水分傳感器輸出的(T5mV信號經過所述AD620芯片放大處理后輸出至所述A/D轉換模塊，所述濕度傳感器和溫度傳感器輸出的(T5V信號經過所述LM324芯片穩(wěn)壓后輸出至所述A/D轉換模塊；所述A/D轉換模塊將處理后的氧氣、水分、溫度和濕度信號分別輸入到所述單片機的對應輸入端；所述單片機的控制信號輸出端連接至控制繼電器的控制信號輸入端；所述單片機的報警信號輸出端連接至所述聲光報警電路的控制信號輸入端。此外，為實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線遠傳，可以使所述數(shù)據(jù)采集控制器還包括一個由宏電 HD7710芯片構成的GPRS模塊，所述宏電HD7710芯片的數(shù)據(jù)輸入端連接至所述單片機的遠
傳數(shù)據(jù)信號輸出端。具體實施時，可按照如下方案選擇所述單片機為STC系列單片機，所述氧氣傳感器為max-250E型傳感器，所述水分傳感器為TR-5型傳感器，所述濕度傳感器為HM1500型傳感器，所述溫度傳感器為AD590型傳感器。本實用新型具有如下有益效果使用本種數(shù)據(jù)采集控制器后，通過maX-250E氧氣傳感器、TR-5水分傳感器、HM1500濕度傳感器、AD590溫度傳感將所需信息轉換為電信號，由AD620芯片和LM3M芯片實現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理，利用MAX186CCPP12位A/D轉換模塊進行模數(shù)轉換，通過STC12C5A60S2單片機實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集，通過5寸液晶模塊實時顯示，同時通過單片機將數(shù)據(jù)利用宏電HD7710GPRS模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線遠傳，準確的將數(shù)據(jù)傳送至上位機，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和查詢。同時，根據(jù)預先設定的界限，如有超限，可驅動相應控制繼電器動作，例如升高或降低室內溫度、增加或減少氧氣濃度等，由此避免了人工控制的滯后性。本種數(shù)據(jù)采集監(jiān)控器的安裝，可針對農業(yè)作物的生長情況進行控制和報警，大大的提高了管理人員的效率，克服了傳統(tǒng)的定點測量數(shù)據(jù)的模式，同時可將數(shù)據(jù)實時通過5寸液晶顯示，便于管理人員進行正確的操作，了解當前植物生長狀態(tài)，為管理人員實現(xiàn)正確操作提供了可靠保證。此外，本監(jiān)控器所選用的傳感器均為抗腐蝕能力強、工作范圍寬的軍工傳感器，適應環(huán)境能力更強，所檢測的數(shù)據(jù)更為準確。由于該監(jiān)控器內部有HD7710無線GPRS 模塊，可使管理人員在本單位就可以對農作物的生長狀態(tài)進行實時監(jiān)控，不用去現(xiàn)場進行實測，這樣既省時又省力，為管理人員帶來了極大的方便。由于可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程存儲， 這樣研究人員就能夠通過歷史數(shù)據(jù)掌握農作物的生長習性，為進一步采取有效措施提供可靠的保證。該監(jiān)控器采用了 MAX186CCPP12位A/D轉換模塊，數(shù)據(jù)采集精度可達到2%。，使數(shù)據(jù)采集精度得到很大提高。


圖1是本實用新型的組成示意圖。圖2是本實用新型中數(shù)據(jù)處理單元采用AD620芯片的電氣原理圖。圖3是本實用新型中數(shù)據(jù)處理單元采用LM324芯片的電氣原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明由圖1所示，該種基于GPRS的氧氣和水分數(shù)據(jù)采集控制器，包括帶有時鐘電路、電源模塊、液晶模塊和鍵盤模塊的單片機，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集控制器內還包括一個由氧氣傳感器、水分傳感器、濕度傳感器和溫度傳感器構成的傳感器單元，以及一個由AD620 芯片和LM324芯片構成的數(shù)據(jù)處理模塊，以及一個由MAX186CCPP芯片構成的A/D轉換模塊，以及一個聲光報警電路；其中，所述氧氣傳感器和水分傳感器輸出的(T5mV信號經過所述AD620芯片放大處理后輸出至所述A/D轉換模塊，所述濕度傳感器和溫度傳感器輸出的 (T5V信號經過所述LM3M芯片穩(wěn)壓后輸出至所述A/D轉換模塊；所述A/D轉換模塊將處理后的氧氣、水分、溫度和濕度信號分別輸入到所述單片機的對應輸入端；所述單片機的控制信號輸出端連接至控制繼電器的控制信號輸入端；所述單片機的報警信號輸出端連接至所述聲光報警電路的控制信號輸入端。此外，為實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和遠傳，所述數(shù)據(jù)采集控制器還包括一個由宏電HD7710 芯片構成的GPRS模塊，所述宏電HD7710芯片的數(shù)據(jù)輸入端連接至所述單片機的遠傳數(shù)據(jù)信號輸出端。這樣，管理人員在本單位就可以對農作物的生長狀態(tài)進行實時監(jiān)控，不用去現(xiàn)場進行實測，這樣既省時又省力，為管理人員帶來了極大的方便。將無線遠傳的數(shù)據(jù)通過C 語言進行編程解析，通過歷史數(shù)據(jù)掌握農作物的生長習性。在上述方案中，AD620芯片的作用在于將(T5mV的氧氣傳感器和水分傳感器輸出的小信號轉換換為(T4V的12位MAX186CCPP所允許的信號，信號處理電路如圖2所示，其中，(T5mV輸入信號接在JD4-3、JD4-4兩端，經AD620放大800倍。LM3M芯片的作用在于將(T5V的濕度傳感器信號和溫度傳感器信號變換成穩(wěn)定的(T4V MAX186CCPP所允許的信號，處理電路如圖3所示，其中LM324在電路起到電壓比較的作用，同時由于接入了 RC濾波電路，數(shù)據(jù)采集的更為平穩(wěn)。穩(wěn)定的輸出信號由U1-3連接到MAX186CCPP的信號輸入端，進而實現(xiàn)進一步處理。 考慮到農作物生長環(huán)境的特殊性，所述單片機選用STC系列單片機，所述氧氣傳感器為max-250E型傳感器，所述水分傳感器為TR-5型傳感器，所述濕度傳感器為HM1500 型傳感器，所述溫度傳感器為AD590型傳感器。這些特定的軍工傳感器具有抗腐蝕能力強、 工作范圍寬等特點，適應環(huán)境能力更強，所檢測的數(shù)據(jù)更為準確，使用壽命較長。
權利要求1.一種基于GPRS的氧氣和水分數(shù)據(jù)采集控制器，包括帶有時鐘電路、電源模塊、液晶模塊和鍵盤模塊的單片機，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集控制器內還包括一個由氧氣傳感器、 水分傳感器、濕度傳感器和溫度傳感器構成的傳感器單元，以及一個由AD620芯片和LM324 芯片構成的數(shù)據(jù)處理模塊，以及一個由MAX186CCPP芯片構成的A/D轉換模塊，以及一個聲光報警電路；其中，所述氧氣傳感器和水分傳感器輸出的(T5mV信號經過所述AD620芯片放大處理后輸出至所述A/D轉換模塊，所述濕度傳感器和溫度傳感器輸出的(T5V信號經過所述LM3M芯片穩(wěn)壓后輸出至所述A/D轉換模塊；所述A/D轉換模塊將處理后的氧氣、水分、 溫度和濕度信號分別輸入到所述單片機的對應輸入端；所述單片機的控制信號輸出端連接至控制繼電器的控制信號輸入端；所述單片機的報警信號輸出端連接至所述聲光報警電路的控制信號輸入端。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于GPRS的氧氣和水分數(shù)據(jù)采集控制器，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集控制器還包括一個由宏電HD7710芯片構成的GPRS模塊，所述宏電HD7710芯片的數(shù)據(jù)輸入端連接至所述單片機的遠傳數(shù)據(jù)信號輸出端。
3.根據(jù)權利要求2所述的基于GPRS的氧氣和水分數(shù)據(jù)采集控制器，其特征在于所述單片機為STC系列單片機，所述氧氣傳感器為max-250E型傳感器，所述水分傳感器為TR-5 型傳感器，所述濕度傳感器為HM1500型傳感器，所述溫度傳感器為AD590型傳感器。
專利摘要一種基于GPRS的氧氣和水分數(shù)據(jù)采集控制器。解決現(xiàn)有技術中的監(jiān)控裝置只能單一定點測量、數(shù)據(jù)不能儲存且傳感器使用壽命短的問題。其特征在于所述數(shù)據(jù)采集控制器內還包括一個由AD620芯片和LM324芯片構成的數(shù)據(jù)處理模塊，一個A/D轉換模塊；氧氣傳感器和水分傳感器輸出的0~5mV信號經過處理后輸出至A/D轉換模塊，濕度傳感器和溫度傳感器輸出的0~5V信號經過穩(wěn)壓后輸出至A/D轉換模塊；A/D轉換模塊將處理后的氧氣、水分、溫度和濕度信號分別輸入到單片機的對應輸入端；單片機的控制信號輸出端連接至控制繼電器的控制信號輸入端。具有可實現(xiàn)多點測量以及數(shù)據(jù)遠程存儲的特點，并且所選用的傳感器抗腐蝕能力強，使用壽命較長。
文檔編號G01D21/02GK202024788SQ20112009612
公開日2011年11月2日 申請日期2011年4月3日 優(yōu)先權日2011年4月3日
發(fā)明者付光潔, 馮梓明, 李鵬飛, 王占文, 秦秋寒, 胡楠, 趙海龍, 韓玉祥 申請人:東北石油大學