专利名称：便携式作物参考蒸发蒸腾量测定仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测定仪，特别是涉及一种便携式测定仪。本仪器属现代农业灌溉、气象及科研测量仪器领域，能够实时测量空气温度、湿度、光照强度、风速、土壤湿度等环境参数，根据测量结果计算出作物参考蒸发蒸腾量，从而获得作物需水量，制定地区作物灌溉制度及地区灌溉用水量，并为水资源利用规划、灌排工程规划设计及管理、土壤水分动态预报等领域提供基本依据。
背景技术：
参考作物蒸发蒸腾量，一直是计算作物需水量的关键，是实时灌溉预报和农田水分管理的主要参数。目前基于参考作物蒸发蒸腾量的计算方法有空气动力学法、水量平衡法、蒸渗仪法、涡度相关法及遥感法，这些方法存在使用过程测定仪器昂贵、维护困难、计算公式复杂、所需参数过多且难以获取、通讯方式扩展性不强、操作复杂等问题，在实际生产过程中受到很大限制。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供便携式作物参考蒸发蒸腾量测定仪，可用于对温度、湿度、光照强度、风速、土壤湿度等环境参数测量，采用回归公式以较少的参数准确获取月、日、时不同阶段作物参考蒸发蒸腾量，以语音方式指导报警，USB、以太网、RS232/485多种方式通信，大容量存储，大容量锂电池供电，仪器封装完全密闭，具有操作简单、低成本等特点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如图1、图2所示，便携式作物参考蒸发蒸腾量测定仪，其外观结构特征为，由128*64点阵液晶2、锂电池接口3、固定孔4、按键排线接口7组成电路板1的上表面；JTAG编程口8、语音系统9、跳线设置10、DB15通讯口6、四个传感器接口5、以太网模块20插到接口11、电源处理模块12、单片机模块13、时钟系统14、数据存储模块15、串口模块16组成电路板背面；语音系统的外壳的喇叭19卡在塑料外壳背壳18；贴膜按键23粘到塑料外壳上壳21，电池22固定在上壳内部；上下壳体通过密封圈17配合，通过螺丝与电路板1固定密封成一体。
如图3所示，便携式作物参考蒸发蒸腾量测定仪的电路板1的电路结构特征为，主单片机选用超低功耗型单片机MSP430F149，片内有2kB数据存储器和60kBFLASH程序存储器，2个全双工的串行接口，2个硬件SPI接口，8通道12位A/D转换器；DS1302组成了系统实时时钟模块；AT89C4051、PM50100和喇叭组成的语音模块，实现语音提示和报警功能；铁存储器FM24CL64、Flah存储器AT45DB081组成的存储模块，实现仪器的大容量存储功能；LCD液晶显示128*64TS136-3和贴膜触摸按键组成了供用户操作的人机界面；锂电池充电管理芯片LTC4055，线性电源NCP500SN33给语音系统供电，TPS7333电源芯片为系统供电，TPS2044管理传感器模块的供电；MSP430F149的串口1与语音系统通讯，串口2与CP2101转成USB接口，单片机SPI接口通过GM8141扩展成3个串口，分别连接以太网模块DNE-18、RS232芯片MAX3221、RS485芯片SN65HVD3082，组成了多串口通讯模块，提供多种通信方式；传感器接口分别连接由SHT11组成的温湿度传感器，TSL230B芯片研制的光照强度传感器，同时还留有2个通用模拟接口，可以选择连接土壤湿度或风速传感器。
本发明专利的有益效果可以根据需要随时更换传感器，可以同时对多种环境参数进行测量；作物参考蒸发蒸腾量需要参数少，在测温湿度，光照情况下其相关系数达0.945；大容量存储空间，可以存储相关数据达60000组；USB、RS232、RS485、以太网多种传输方式；1500mAh大容量锂电池供电，采用低功耗设计，工作时间长；以语音的方式指导灌溉量及具有报警功能；仪器壳全部密封，适合温室、大田或野外操作。
图1是本发明的实物结构侧视示意图；图2是本发明的电路图正反示意图；图3是本发明的系统框具体实施例方式电池通过USB或交流适配器给测定仪充电，同时也可以给整个系统供电。按贴膜按键23开关2秒后，锂电池22开始通过电源处理模块12给整个系统供电，根据公式选择连接所需传感器；128*64 TS136-3点阵液晶2、贴膜按键23组成人机界面，通过人机界面可以设置仪器机号、系统时间和日期、传感器参数、测量保存间隔、语音设置、串口设置、存储间隔及删除存储数据、作物参考蒸发蒸腾量公式选择、背光开关等；设置完成以后采集的数据和计算的作物参考蒸发蒸腾量会在液晶上轮流滚动显示，并按照设置时间进行存储，如打开语音功能的话，会以女生的语音连续读测量数据；四个传感器接口5可以根据需要选择相应传感器，其中有两路模拟接口，可以对标准电压电流输出的模拟传感器进行测量，以进一步提高作物参考蒸发蒸腾量计算精度；通讯接口6实现USB、交流适配器充电、以太网接口，RS232通信、RS485通信，使用USB接口还可以与上位机软件进行通讯，RS232/485接口连接不同的模块可以实现有线或无线通讯，实现远程数据获取。
权利要求
1.便携式作物参考蒸发蒸腾量测定仪，其外观结构特征为，由128*64点阵液晶(2)、锂电池接口(3)、固定孔(4)、按键排线接口(7)组成电路板(1)的上表面；JTAG编程口(8)、语音系统(9)、跳线设置(10)、DB15通讯口(6)、四个传感器接口(5)、以太网模块(20)插到接口(11)、电源处理模块(12)、单片机模块(13)、时钟系统(14)、数据存储模块(15)、串口模块(16)组成电路板(1)背面；语音系统的外壳的喇叭(19)卡在塑料外壳背壳(18)；贴膜按键(23)粘到塑料外壳上壳(21)，电池(22)固定在上壳内部；上下壳体通过密封圈(17)配合，通过螺丝与电路板(1)固定密封成一体。
2.如权利要求1所述便携式作物参考蒸发蒸腾量测定仪的电路板(1)，其电路结构特征为，主单片机选用超低功耗型单片机MSP430F149，片内有2kB数据存储器和60kBFLASH程序存储器，2个全双工的串行接口，2个硬件SPI接口，8通道12位A/D转换器；DS1302组成了系统实时时钟模块；AT89C4051、PM50100和喇叭组成的语音模块，实现语音提示和报警功能；铁存储器FM24CL64、Flah存储器AT45DB081组成的存储模块，实现仪器的大容量存储功能；LCD液晶显示128*64TS136-3和贴膜触摸按键组成了供用户操作的人机界面；锂电池充电管理芯片LTC4055，线性电源NCP500SN33给语音系统供电，TPS7333电源芯片为系统供电，TPS2044管理传感器模块的供电；MSP430F149的串口1与语音系统通讯，串口2与CP2101转成UJSB接口，单片机SPI接口通过GM8141扩展成3个串口，分别连接以太网模块DNE-18、RS232芯片MAX3221、RS485芯片SN65HVD3082，组成了多串口通讯模块，提供多种通信方式；传感器接口分别连接由SHT11组成的温湿度传感器，TSL230B芯片研制的光照强度传感器，同时还留有2个通用模拟接口，可以选择连接土壤湿度或风速传感器。
全文摘要
本发明提供的便携式作物参考蒸发蒸腾量测定仪属现代农业灌溉、气象及科研测量仪器领域，能够实时测量空气温度、湿度、光照强度、风速、土壤湿度等环境参数，根据回归公式获取作物参考蒸发蒸腾量，并以语音方式指导报警，以USB、以太网、RS232/485多种方式通信，大容量存储功能。本发明电路正面由128*64点阵液晶(2)、锂电池接口(3)连接锂电池、按键排线接口(7)连接外壳贴膜按键；背面语音系统(9)、DB15通讯口(6)、四个传感器接口(5)、以太网模块(20)插到接口(11)、电源处理模块(12)、单片机模块(13)、时钟系统(14)、数据存储模块(15)、串口模块(16)实现测定仪所有功能。
文档编号A01G25/16GK101067622SQ20071012318
公开日2007年11月7日 申请日期2007年7月2日 优先权日2007年7月2日
发明者王成, 乔晓军, 赵春江, 张馨, 张云鹤, 徐志龙, 侯瑞锋, 杨军 申请人:北京农业信息技术研究中心