基于物联网的频率误差校正型无线信号处理系统的制作方法

本发明涉及自动控制领域，具体是指一种基于物联网的频率误差校正型无线信号处理系统。

背景技术：

现代农业技术的应用为社会带来了巨大的经济、社会、以及生态效益。随着社会的发展，人们节水的意识逐渐增强，为了达到节水的目的，人们通常采用农业物联网来对农作物的灌溉进行管理，以提高灌溉用水效率和灌溉的效果；目前人们多采用由湿度传感器、无线信号采集系统、无线信号处理系统、无线控制系统、视频监控系统和自动喷水系统组成的农业物联网；其中农业物联网中的无线控制系统则是通过对无线信号处理系统所传输的数字信息来控制自动喷水系统，因此，自动喷水系统能否准确的为农作物进行准确的灌溉则取决于无线信号处理系统对信号处理是否准确。

然而，现有农业物联网的无线信号处理系统在对接收信号的处理方面还存在信号处理的准确性低的问题，即其无线信号处理系统对湿度传感器所传输的湿度信息的处理准确性较低，导致农业物联网中的无线控制系统无法准确的控制自动喷水系统对农作物进行灌溉，严重的影响了农作物的生长。

因此，提供一种能对信号进行准确处理的农业物联网用无线信号处理系统便是当务之急。

技术实现要素：

本发明的目的在于克现有农业物联网的无线信号处理系统在对接收信号的处理方面还存在信号处理的准确性低的缺陷，提供一种基于物联网的频率误差校正型无线信号处理系统。

本发明的目的通过下述技术方案现实：基于物联网的频率误差校正型无线信号处理系统，主要由处理芯片U，三极管VT4，无线信号接收器A，正极与三极管VT4的发射极相连接、负极经电阻R16后与处理芯片U的COMP管脚相连接的极性电容C10，一端与处理芯片U的COMP管脚相连接、另一端与处理芯片U的GND管脚相连接后接地的电阻R18，P极经电阻R17后与三极管VT4的基极相连接、N极与处理芯片U的OUT管脚相连接的二极管D6，正极经电感L2后与三极管VT4的集电极相连接、负极经电阻R19后与处理芯片U的CLK管脚相连接的极性电容C11，N极与处理芯片U的VC管脚相连接、另一端与外部电源VCC相连接的稳压二极管D5，与无线信号接收器A的信号输出端相连接的信号接收滤波电路，串接在信号接收滤波电路与处理芯片U之间的三极管偏置放大电路，分别与极性电容C11的负极和处理芯片U的OUT管脚相连接的信号电平调节电路，以及串接在处理芯片U的G管脚与信号电平调节电路之间的频率误差校正电路组成；所述三极管偏置放大电路还分别与信号接收滤波电路和稳压二极管D5的P极相连接；所述处理芯片U的B管脚与极性电容C10的负极相连接。

进一步的，所述频率误差校正电路由放大器P3，放大器P4，三极管VT6，三极管VT7，正极经电感L3后与三极管VT7的集电极相连接、负极经电阻R32后与放大器P3的正极相连接的极性电容C15，P极经电阻R27后与三极管VT7的集电极相连接、N极与三极管VT6的发射极相连接的二极管D9，正极经电阻R28后与三极管VT6的集电极相连接、负极接地的极性电容C19，P极经可调电阻R31后与三极管VT7的发射极相连接、N极与极性电容C19的负极相连接的二极管D10，一端与三极管VT6的集电极相连接、另一端与极性电容C19的负极相连接的可调电阻R29，正极经电阻R30后与三极管VT7的基极相连接、负极经电阻R33后与放大器P3的输出端相连接的极性电容C17，正极与可调电阻R31的可调端相连接、负极与放大器P3的正极相连接的极性电容C16，正极与三极管VT6的基极相连接、负极经电阻R34后与放大器P4的输出端相连接的极性电容C18，N极与放大器P4的输出端相连接、P极经电阻R35后与放大器P4的正极相连接的二极管D11，N极与放大器P3的负极相连接、P极经电阻R36后与放大器P4的正极相连接的二极管D12，正极与放大器P4的输出端相连接、负极与信号电平调节电路相连接的极性电容C20，以及一端与放大器4的负极相连接、另一端接地的电阻R37组成；所述极性电容C15的正极与处理芯片U的G管脚相连接。

所述信号接收滤波电路由三极管VT1，三极管VT2，正极与三极管VT2的基极相连接、负极与无线接收器A的信号输出端相连接的极性电容C3，正极经电阻R3后与极性电容C3的负极相连接、负极接地的极性电容C4，N极经电阻R6后与三极管VT2的发射极相连接、P极经电阻R5后与极性电容C4的负极相连接的二极管D2，一端与三极管VT2的基极相连接、另一端与二极管D2的P极相连接的可调电阻R4，负极与三极管VT2的基极相连接、正极经电阻R2后与三极管VT2的集电极相连接的极性电容C2，P极与三极管VT1的基极相连接、N极与三极管VT2的集电极相连接的二极管D1，以及正极经电阻R1后与三极管VT1的发射极相连接、负极接地的极性电容C1组成；所述三极管VT1的集电极与三极管VT2的集电极共同形成信号接收滤波电路是输出端并与三极管偏置放大电路相连接。

所述三极管偏置放大电路由放大器P1，三极管VT3，N极经电阻R9后与三极管VT3的基极相连接、P极与三极管VT2的集电极相连接的二极管D3，正极与二极管D3的P极相连接、负极经电阻R7后与放大器P1的负极相连接的极性电容C5，正极经电阻R8后与放大器P1的负极相连接、负极与放大器P1的输出端相连接的极性电容C6，负极经电阻R10后与放大器P1的输出端相连接、正极经电阻R11后与三极管VT3的集电极相连接的极性电容C8，P极与放大器P1的正极相连接、N极经电阻R12后与三极管VT3的集电极相连接的二极管D4，负极与二极管D4的P极相连接、正极顺次经电感L1和电阻R13后与三极管VT3的集电极相连接的极性电容C7，一端与电感L1与电阻R13的连接点相连接、另一端接地的电阻R14，以及正极与放大器P1的输出端相连接、负极经电阻R15后与IN管脚相连接的极性电容C9组成；所述放大器P1的正极还与二极管D3的N极相连接、其负极接地；所述放大器P1的输出端还与三极管VT3的发射极相连接；所述电感L1与电阻R13的连接点还与稳压二极管D5的P极相连接。

所述信号电平调节电路由场效应管MOS，放大器P2，三极管VT5，正极与场效应管MOS的漏极相连接、负极经电阻R22后与三极管VT5的集电极相连接的极性电容C13，P极与极性电容C13的负极相连接后接地、N极与放大器P2的负极相连接的二极管D7，一端与三极管VT5的集电极相连接、另一端与放大器P2的负极相连接的可调电阻R23，正极经电阻R24后与放大器P2的负极相连接、负极经电阻R25后与放大器P2的输出端相连接的极性电容C14，P极与放大器P2的负极相连接后接地、N极经电阻R26后与极性电容C14的负极相连接的二极管D8，以及正极经电阻R20后与场效应管MOS的栅极相连接、负极经电阻R221后与放大器P2的输出端相连接的极性电容C12组成；所述场效应管MOS的源极与极性电容C11的负极相连接；所述三极管VT5的基极与处理芯片U的OUT管脚相连接、其发射极与放大器P2的正极相连接；所述极性电容C12的正极还与极性电容C20的负极相连接；所述放大器P2的输出端作为信号电平调节电路的输出端。

为了本发明的实际使用效果，所述处理芯片U则优先采用了MB40978集成芯片来实现。

本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：

(1)本发明能对接收的电信号中的干扰信号进行抑制或消除，并且本发明还能对处理芯片U转换后的数字信号频率的矩形波信号的占空比进行调节，使输出的数字信号的电平保持稳定，从而提高了本发明对信号处理的准确性使农业物联网中的无线控制系统能准确的控制自动喷水系统对农作物进行灌溉。

(2)本发明能对处理芯片U转换后输出的数字信号的栽波中的相位或频率误差进行校正，并能对数字信号中遗留的谐波进行消除或抑制，使数字信号的带宽保持稳定，从而提高了本发明对信号处理的准确性。

(3)本发明能对电信号的幅度进行调整，并能对共模信号进行抑制，从而确保了本发明对信号处理的准确性。

(4)本发明的处理芯片U则优先采用了MB40978集成芯片来实现，该芯片与外部电子元件相结合，能有效的负载外界电磁波信号的干扰，从而提高了本发明对信号处理的准确性和可靠性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的频率误差校正电路的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。

实施例

如图1所示，本发明主要由处理芯片U，三极管VT4，无线信号接收器A，电阻R16，电阻R17，电阻R18，电阻R19，电感L2，极性电容C10，极性电容C11，稳压二极管D5，二极管D6，频率误差校正电路，信号接收滤波电路，三极管偏置放大电路，以及信号电平调节电路组成。

连接时，极性电容C10的正极与三极管VT4的发射极相连接，负极经电阻R16后与处理芯片U的COMP管脚相连接。电阻R18的一端与处理芯片U的COMP管脚相连接，另一端与处理芯片U的GND管脚相连接后接地。二极管D6的P极经电阻R17后与三极管VT4的基极相连接，N极与处理芯片U的OUT管脚相连接。极性电容C11的正极经电感L2后与三极管VT4的集电极相连接，负极经电阻R19后与处理芯片U的CLK管脚相连接。

同时，稳压二极管D5的N极与处理芯片U的VC管脚相连接，另一端与外部电源VCC相连接。信号接收滤波电路与无线信号接收器A的信号输出端相连接。三极管偏置放大电路串接在信号接收滤波电路与处理芯片U之间。信号电平调节电路分别与极性电容C11的负极和处理芯片U的OUT管脚相连接。频率误差校正电路串接在处理芯片U的G管脚与信号电平调节电路之间。

所述三极管偏置放大电路还分别与信号接收滤波电路和稳压二极管D5的P极相连接；所述处理芯片U的B管脚与极性电容C10的负极相连接。实施时，本发明的处理芯片U的VC管脚与外部的12V直流电压相连接。为了本发明的实际使用效果，所述处理芯片U则优先采用了MB40978集成芯片来实现。其中，三极管VT4、极性电容C10、二极管D6、电阻R16和电阻R17形成的消磁器，该消磁器能消除或抑制外界的电磁波对处理芯片U的干扰，使处理芯片U能准确的对电信号进行转换处理，有效的提高了本发明的对信号处理的准确性。

同时，其电平调节电路的输出端作为本发明的输出端并与农业物联网的无线控制系统的控制器的输入端相连接，该无线控制系统则是根据本发明所传输的数字信号来控制自动喷水系统对农作物的土壤进行灌溉，因此本发明提高了对信号处理的准确性，即提高了农业物联网对农作物进行灌溉的准确性。

进一步地，所述信号接收滤波电路由三极管VT1，三极管VT2，电阻R1，电阻R2，电阻R3，可调电阻R4，电阻R5，电阻R6，极性电容C1，极性电容C2，极性电容C3，极性电容C4，二极管D1，以及二极管D2组成。

连接时，极性电容C3的正极与三极管VT2的基极相连接，负极与无线接收器A的信号输出端相连接。极性电容C4的正极经电阻R3后与极性电容C3的负极相连接，负极接地。二极管D2的N极经电阻R6后与三极管VT2的发射极相连接，P极经电阻R5后与极性电容C4的负极相连接。可调电阻R4的一端与三极管VT2的基极相连接，另一端与二极管D2的P极相连接。

同时，极性电容C2的负极与三极管VT2的基极相连接，正极经电阻R2后与三极管VT2的集电极相连接。二极管D1的P极与三极管VT1的基极相连接，N极与三极管VT2的集电极相连接。极性电容C1的正极经电阻R1后与三极管VT1的发射极相连接，负极接地。所述三极管VT1的集电极与三极管VT2的集电极共同形成信号接收滤波电路是输出端并与三极管偏置放大电路相连接。

实施时，该信号接收滤波电路能对无线信号接收器A所传输的电信号进行过滤，即通过极性电容C3和极性电容C2以及极性电容C4形成多阶滤波器，该多阶滤波器对电信号中的干扰信号进行反复的过滤，同时，通过对可调电阻R4的阻值进行调整，使电信号中的低频信号无法通过，即无用信号被阻止；而基准信号则可平稳的通过，从而实现对接收信号的过滤，确保了本发明对信号处理的准确性。

更进一步地，所述三极管偏置放大电路由放大器P1，三极管VT3，电阻R7，电阻R8，电阻R9，电阻R10，电阻R11，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R15，极性电容C5，极性电容C6，极性电容C7，极性电容C8，极性电容C9，二极管D3，以及二极管D4组成。

连接时，二极管D3的N极经电阻R9后与三极管VT3的基极相连接，P极与三极管VT2的集电极相连接。极性电容C5的正极与二极管D3的P极相连接，负极经电阻R7后与放大器P1的负极相连接。极性电容C6的正极经电阻R8后与放大器P1的负极相连接，负极与放大器P1的输出端相连接。极性电容C8的负极经电阻R10后与放大器P1的输出端相连接，正极经电阻R11后与三极管VT3的集电极相连接。

其中，二极管D4的P极与放大器P1的正极相连接，N极经电阻R12后与三极管VT3的集电极相连接。极性电容C7的负极与二极管D4的P极相连接，正极顺次经电感L1和电阻R13后与三极管VT3的集电极相连接。电阻R14的一端与电感L1与电阻R13的连接点相连接，另一端接地。极性电容C9的正极与放大器P1的输出端相连接，负极经电阻R15后与IN管脚相连接。

所述放大器P1的正极还与二极管D3的N极相连接，其负极接地；所述放大器P1的输出端还与三极管VT3的发射极相连接；所述电感L1与电阻R13的连接点还与稳压二极管D5的P极相连接。该三极管偏置放大电路是通过放大器P1和三极管VT3与上述的其它电子元件形成的放大器，并且该放大器能对电信号的幅度进行调整，并能对共模信号进行抑制，从而确保了本发明对信号处理的准确性。

再进一步地，所述信号电平调节电路由场效应管MOS，放大器P2，三极管VT5，电阻R20，电阻R21，电阻R22，可调电阻R23，电阻R24，电阻R25，电阻R26，极性电容C12，极性电容C13，极性电容C14，二极管D7，以及二极管D8组成。

连接时，极性电容C13的正极与场效应管MOS的漏极相连接，负极经电阻R22后与三极管VT5的集电极相连接。二极管D7的P极与极性电容C13的负极相连接后接地，N极与放大器P2的负极相连接。可调电阻R23的一端与三极管VT5的集电极相连接，另一端与放大器P2的负极相连接。

同时，极性电容C14的正极经电阻R24后与放大器P2的负极相连接，负极经电阻R25后与放大器P2的输出端相连接。二极管D8的P极与放大器P2的负极相连接后接地，N极经电阻R26后与极性电容C14的负极相连接。极性电容C12的正极经电阻R20后与场效应管MOS的栅极相连接，负极经电阻R221后与放大器P2的输出端相连接。

所述场效应管MOS的源极与极性电容C11的负极相连接；所述三极管VT5的基极与处理芯片U的OUT管脚相连接，其发射极与放大器P2的正极相连接；所述极性电容C12的正极还与极性电容C20的负极相连接；所述放大器P2的输出端作为信号电平调节电路的输出端。

实施时，该信号电平调节电路能对处理芯片U转换后的数字信号频率的矩形波信号的占空比进行调节，使输出的数字信号的电平保持稳定，从而提高了本发明对信号处理的准确性。同时，其电平调节电路的输出端作为本发明的输出端并与农业物联网的无线控制系统的控制器的输入端相连接，该无线控制系统则是根据本发明所传输的数字信号来控制自动喷水系统对农作物的土壤进行灌溉，因此本发明提高了对信号处理的准确性，即提高了农业物联网对农作物进行灌溉的准确性。

如图2所示，所述频率误差校正电路由放大器P3，放大器P4，三极管VT6，三极管VT7，电阻R27，电阻R28，可调电阻R29，电阻R30，可调电阻R31，电阻R32，电阻R33，电阻R34，电阻R35，电阻R36，电阻R37，极性电容C15，极性电容C16，极性电容C17，极性电容C18，极性电容C19，极性电容C20，二极管D9，二极管D10，二极管D11，二极管D12，以及电感L3组成。

连接时，极性电容C15的正极经电感L3后与三极管VT7的集电极相连接，负极经电阻R32后与放大器P3的正极相连接。二极管D9的P极经电阻R27后与三极管VT7的集电极相连接，N极与三极管VT6的发射极相连接。极性电容C19的正极经电阻R28后与三极管VT6的集电极相连接，负极接地。二极管D10的P极经可调电阻R31后与三极管VT7的发射极相连接，N极与极性电容C19的负极相连接。

其中，可调电阻R29的一端与三极管VT6的集电极相连接，另一端与极性电容C19的负极相连接。极性电容C17的正极经电阻R30后与三极管VT7的基极相连接，负极经电阻R33后与放大器P3的输出端相连接。极性电容C16的正极与可调电阻R31的可调端相连接，负极与放大器P3的正极相连接。极性电容C18的正极与三极管VT6的基极相连接，负极经电阻R34后与放大器P4的输出端相连接。

同时，二极管D11的N极与放大器P4的输出端相连接，P极经电阻R35后与放大器P4的正极相连接。二极管D12的N极与放大器P3的负极相连接，P极经电阻R36后与放大器P4的正极相连接。极性电容C20的正极与放大器P4的输出端相连接，负极与信号电平调节电路相连接。电阻R37的一端与放大器4的负极相连接，另一端接地。所述极性电容C15的正极与处理芯片U的G管脚相连接。

运行时，该频率误差校正电路的三极管VT6、极性电容C18、极性电容C19、极性电容C18、电阻R27、电阻R34、电感L3和二极管D9形成的主电路的输出的数字信号的环形电平经可调电阻R29分压后与基准信号的电平相比较，误差值输入到由极性电容C15、三极管VT7、可调电阻R31、二极管D10、放大器P3和极性电容C17形成的信号检测器，经过信号检测器的平均化处理、放大、比较后，再经过放大器P4、二极管D12、二极管D11、电阻R35、电阻R36、和电阻R37组成的信号电平比较器实现了输入信号功率因数与采样信号的功率因数保持一致，即使数字信号的功率因数接近基准信号的功率因数，从而达到对处理芯片U输出的数字信号频率与输入信号的频率的功率因数误差进行校正的目的，从而确保了本发明对信号处理的准确性。

如上所述，便可很好的实现本发明。