一種土壤墑情采集器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種土壤墑情采集器，包括主控芯片，均與主控芯片雙向通訊連接的實時時鐘電路、配置接口電路、RS232通信電路和ZigBee無線通信電路，以及與主控芯片單向通訊連接的電源管理電路、傳感器通道選擇電路和AD采集電路；電源管理電路的輸入端通過四芯電源接口與電池模塊相連；電源管理電路的輸出端分別為實時時鐘電路、配置接口電路、RS232通信電路、ZigBee無線通信電路和主控芯片供電，并通過升壓管理電路為傳感器通道選擇電路供電；傳感器通道選擇電路的輸入端連接有傳感器接口，輸出端與AD采集電路相連。實現(xiàn)傳感器輸出信號的無線數(shù)據(jù)采集，無線組網(wǎng)靈活簡便，供電方式簡單實用，經(jīng)濟(jì)可靠，維護(hù)成本低。
【專利說明】
-種±壤墻情采集器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型設(shè)及一種采集器，特別是設(shè)及一種±壤墻情采集器，屬于信號采集及 傳輸裝置技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國是一個嚴(yán)重缺水的農(nóng)業(yè)大國，有效的防旱、抗旱，減少旱災(zāi)造成的各項損失已 成為防訊抗旱部口的主要任務(wù)之一。對±壤墻情進(jìn)行信息采集并快速可靠的傳送至監(jiān)控中 屯、測控平臺，是防止和控制旱情的有效手段。
[0003] 目前，對±壤墻情進(jìn)行采集的儀器儀表有很多，但是大部分都是手持式的對單個 地點進(jìn)行現(xiàn)地測量，部分儀器安裝在固定位置可W長時間的現(xiàn)地監(jiān)測、并對數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)地 存儲。
[0004] 另外，已有部分儀器可通過GPRS或者短信的方式將采集數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程發(fā)送至監(jiān)控中屯、 的測控平臺，但是±壤墻情監(jiān)測點基本都處于荒郊野外，交通、通訊條件均比較差，很難進(jìn) 行長期固定的連續(xù)觀測，且需長期向運(yùn)營商繳納運(yùn)營費(fèi)用，成本頗高。
[0005] 雖然，人工手持±壤墻情采集器操作簡單、不易出錯，應(yīng)用較為廣泛；自動監(jiān)測存 儲的設(shè)備可W將數(shù)據(jù)存儲于現(xiàn)地設(shè)備;具有GPRS或短信發(fā)送功能的設(shè)備可W遠(yuǎn)程將數(shù)據(jù)傳 送至監(jiān)控中屯、。但是，現(xiàn)有上述Ξ種監(jiān)測方式也存在一些缺陷：
[0006] 1、人工手持±壤墻情采集器方式需要操作人員親赴現(xiàn)場操作，操作人員路途花費(fèi) 時間長、勞動強(qiáng)度大、管理成本高。尤其是在偏遠(yuǎn)的區(qū)域，由于交通及管理等方面不便，給實 際監(jiān)測帶來很大困難。
[0007] 2、現(xiàn)地采集存儲設(shè)備雖然可W將數(shù)據(jù)存儲于現(xiàn)地設(shè)備，但是數(shù)據(jù)的時效性差，對 防旱抗旱沒有指導(dǎo)意義，現(xiàn)大部分應(yīng)用于科研研究等領(lǐng)域。
[000引3、通過GPRS或短信方式發(fā)送數(shù)據(jù)的采集設(shè)備，一定程度上滿足了防旱抗旱的要 求，但是一方面在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)由于通訊信號差，數(shù)據(jù)不能及時傳送;另一方面由于監(jiān)測點 數(shù)量多，信息的傳輸需要一定的通訊費(fèi)，增加了用戶成本。
[0009] 4、現(xiàn)有的墻情采集設(shè)備除手持式的其他大部分供電方式都采用太陽能供電，建設(shè) 太陽能供電設(shè)備投資較高，而且野外運(yùn)種供電方式具有一定的安全隱患，容易被破壞，并且 壽命不長，后期維護(hù)成本高。 【實用新型內(nèi)容】
[0010] 本實用新型的主要目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種新型結(jié)構(gòu)的±壤 墻情采集器，特別適用于偏遠(yuǎn)灌區(qū)。
[0011] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供結(jié)構(gòu)緊湊、拆裝方便、制作容易、安全可 靠、實用性強(qiáng)的±壤墻情采集器，不僅實現(xiàn)對田間墻情傳感器輸出的電壓量信號的無線數(shù) 據(jù)采集，而且無線組網(wǎng)靈活簡便，供電方式簡單實用，可大幅降低通信費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)可靠，維護(hù) 成本低，極具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。
[0012] 為了達(dá)到上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是：
[0013] -種±壤墻情采集器，包括主控忍片，均與主控忍片雙向通訊連接的實時時鐘電 路、配置接口電路、RS232通信電路和ZigBee無線通信電路，W及與主控忍片單向通訊連接 的電源管理電路、傳感器通道選擇電路和AD采集電路。
[0014] 其中，所述電源管理電路的輸入端通過四忍電源接口與電池模塊相連;所述電源 管理電路的輸出端分別為實時時鐘電路、配置接口電路、RS232通信電路、ZigBee無線通信 電路和主控忍片供電，并通過升壓管理電路為傳感器通道選擇電路供電；所述傳感器通道 選擇電路的輸入端連接有傳感器接口，傳感器通道選擇電路的輸出端與AD采集電路相連。
[0015] 本實用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述電池模塊為堿性干電池、裡離子電池或太陽能電 池，所述太陽能電池通過太陽能充電電路與太陽能板相連。
[0016] 本實用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述堿性干電池為4-6V。
[0017] 本實用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述裡離子電池為3.6V。
[0018] 本實用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述太陽能電池為6-11.5V的鉛酸蓄電池。
[0019] 本實用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述升壓管理電路為12V升壓管理電路。
[0020] 本實用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述傳感器接口包括Ξ路四忍標(biāo)準(zhǔn)電壓量傳感通道和 一路 RS485接口。
[0021] 本實用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述RS485接口連接有數(shù)字量傳感器。
[0022] 本實用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述主控忍片內(nèi)置有存儲單元。
[0023] 本實用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述ZigBee無線通信電路通過中繼模塊與測控平臺的 無線通信管理器進(jìn)行數(shù)據(jù)無線傳輸。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有的有益效果是：
[0025] 1、通過電源管理電路、四忍電源接口與電池模塊的設(shè)置，實現(xiàn)電池供電方式，采用 低功耗技術(shù)保證在不更換電池的情況下持續(xù)長時間工作，從而解決偏遠(yuǎn)灌區(qū)采集器供電的 問題。
[0026] 2、通過傳感器通道選擇電路、AD采集電路和ZigBee無線通信電路的設(shè)置，采用 ZigBee無線技術(shù)實現(xiàn)傳感器輸出信號的無線傳輸，達(dá)到靈活簡便的無線組網(wǎng)連接，便于快 捷安裝，W及可工作于無線免費(fèi)頻段，從而大幅降低通信費(fèi)用。
[0027] 3、通過升壓管理電路、傳感器通道選擇電路和AD采集電路的設(shè)置，供電電源的低 電壓經(jīng)升壓管理電路升壓至12V電壓，為外接的墻情傳感器提供工作電壓;傳感器通道選擇 電路實現(xiàn)多路傳感器信號的切換，使得多路傳感器共用一路高精度的AD采集電路，從而降 低裝置成本，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、傳輸?shù)囊惑w化設(shè)計，使得采集器本體的結(jié)構(gòu)簡潔而緊湊。
[0028] 4、通過主控忍片內(nèi)置有存儲單元，當(dāng)單個采集器與監(jiān)控中屯、的測控平臺發(fā)生通信 中斷時，采集器可W存儲一段時間的數(shù)據(jù)，待通信恢復(fù)時，完成數(shù)據(jù)上送，避免數(shù)據(jù)的丟失。
[0029] 上述內(nèi)容僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了更清楚的了解本實用新型的技術(shù) 手段，下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的描述。
【附圖說明】
[0030] 圖1為本實用新型一種±壤墻情采集器的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0031 ]圖2為本實用新型一種±壤墻情采集器的部分接口分布示意圖；
[0032] 圖3為本實用新型一種±壤墻情采集器的無線組網(wǎng)系統(tǒng)示意圖。
【具體實施方式】
[0033] 下面結(jié)合說明書附圖，對本實用新型作進(jìn)一步的說明。
[0034] 如圖1和圖2所示，一種±壤墻情采集器，包括內(nèi)置有存儲單元的主控忍片，均與主 控忍片雙向通訊連接的實時時鐘電路、配置接口電路、RS232通信電路和Zi濁ee無線通信電 路，W及與主控忍片單向通訊連接的電源管理電路、傳感器通道選擇電路和AD采集電路。
[0035] 所述電源管理電路的輸入端通過四忍電源接口與電池模塊相連;所述電源管理電 路的輸出端分別為實時時鐘電路、配置接口電路、RS232通信電路、ZigBee無線通信電路和 主控忍片供電，并通過升壓管理電路為傳感器通道選擇電路供電；所述升壓管理電路為12V 升壓管理電路。
[0036] 所述傳感器通道選擇電路的輸入端連接有傳感器接口，傳感器通道選擇電路的輸 出端與AD采集電路相連。所述傳感器接口包括Ξ路四忍標(biāo)準(zhǔn)電壓量傳感通道和一路RS485 接口，其中RS485接口為預(yù)留接口，W供數(shù)字量傳感器應(yīng)用。
[0037] 本實用新型±壤墻情采集器的傳感器接口可通過14忍電纜和8忍電纜引出，電纜 標(biāo)簽定義如下表1:
[00；3 引
[0039] 表 1
[0040] 圖2所示為本實用新型±壤墻情采集器的部分接口分布示意圖，其中，±壤墻情采 集器1的內(nèi)部預(yù)留有兩個電源接口，分別是："B+、G"為6V電池供電接口，"Li+、護(hù)為3.6V裡離 子電池接口；圖2中還示出墻情傳感器連接用的通道1、通道2和通道3, W及ZigBee無線通信 電路和RS485接口。
[0041] 對于兩個電源接口應(yīng)只使用其中一個，不建議同時使用，其中的6V電池供電接口 可接6V/12AH的鉛酸蓄電池2，鉛酸蓄電池2通過太陽能充電電路3與太陽能板4相連;3.6V裡 離子電池接口可接3.6V裡離子電池5。若6V電池供電接口無外接太陽能充電電路3時，可將 鉛酸蓄電池2更換為四節(jié)5號普通堿性干電池即可。
[0042] 如圖3所示，±壤墻情采集器采用Zi濁ee無線技術(shù)構(gòu)成無線數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)，與無線 通信管理器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，視通環(huán)境下點與點穩(wěn)定通信距離為500米，且可W通過中繼模塊 進(jìn)行通信距離擴(kuò)展，實現(xiàn)Zi濁ee無線通信電路通過中繼模塊與測控平臺的無線通信管理器 進(jìn)行數(shù)據(jù)無線傳輸。圖3中所示±壤墻情采集器為2個，分別為墻情采集器1和墻情采集器2， 當(dāng)然田間的墻情采集器可W單獨組網(wǎng)，也可W根據(jù)需要與其他監(jiān)控設(shè)備(比如灌概控制器） 共同組成一個Zi濁ee無線局域網(wǎng)絡(luò)。
[0043] W上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上 的限制，雖然本實用新型已W較佳實施例掲露如上，然而并非用W限定本實用新型，任何熟 悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述掲示的技術(shù)內(nèi) 容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi) 容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對W上實施例所作的任何的簡單修改、等同變化與修飾，均 仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種土壤墑情采集器，其特征在于:包括主控芯片，均與主控芯片雙向通訊連接的實 時時鐘電路、配置接口電路、RS232通信電路和ZigBee無線通信電路，以及與主控芯片單向 通訊連接的電源管理電路、傳感器通道選擇電路和AD采集電路； 所述電源管理電路的輸入端通過四芯電源接口與電池模塊相連;所述電源管理電路的 輸出端分別為實時時鐘電路、配置接口電路、RS232通信電路、ZigBee無線通信電路和主控 芯片供電，并通過升壓管理電路為傳感器通道選擇電路供電； 所述傳感器通道選擇電路的輸入端連接有傳感器接口，傳感器通道選擇電路的輸出端 與AD采集電路相連。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壤墑情采集器，其特征在于:所述電池模塊為堿性干電 池、鋰離子電池或太陽能電池，所述太陽能電池通過太陽能充電電路與太陽能板相連。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種土壤墑情采集器，其特征在于:所述堿性干電池為4-6V。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種土壤墑情采集器，其特征在于:所述鋰離子電池為3.6V。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種土壤墑情采集器，其特征在于：所述太陽能電池為6-11.5V的鉛酸蓄電池。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壤墑情采集器，其特征在于:所述升壓管理電路為12V 升壓管理電路。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壤墑情采集器，其特征在于:所述傳感器接口包括三路 四芯標(biāo)準(zhǔn)電壓量傳感通道和一路RS485接口。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種土壤墑情采集器，其特征在于:所述RS485接口連接有數(shù) 字量傳感器。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壤墑情采集器，其特征在于:所述主控芯片內(nèi)置有存儲 單元。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壤墑情采集器，其特征在于:所述ZigBee無線通信電 路通過中繼模塊與測控平臺的無線通信管理器進(jìn)行數(shù)據(jù)無線傳輸。
【文檔編號】H02J7/35GK205451434SQ201521072098
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月21日
【發(fā)明人】劉磊, 華濤, 黃華東, 羅招貴, 藍(lán)彥
【申請人】南京南瑞集團(tuán)公司, 國網(wǎng)電力科學(xué)研究院