专利名称：温室大棚环境监控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及温湿度监控技术领域，尤其涉及一种温室大棚环境监控装置。
背景技术：
近年来，随着电子技术、信息技术的蓬勃发展与广泛应用，农业温室技术也在向自动化、信息化方向发展。温度、湿度监控技术已经在农业大棚、畜牧业和食品加工业等领域得到了广泛的应用。专利《一种用于温室大棚的无线环境监测装置》(专利号ZL201020636459. 8，公开号CN202120426U，公告日2012.01. 18)公开了一种用于温室大棚的无线数据采集装置，属 于低功耗无线传感器技术。该传感器项目采用单片机作为核心控制模块，设置了多路信号输入通道以挂接多路传感器。该装置的弊端在于传感器设置在装置的内部，当需要更换传感器时，需要拆卸装置才能进行更换，使用不方便，而且不好解决该装置的防水、防锈问题。另外，该装置只使用了一个CPU，不便于数据采集、数据发送等工作在保证产品低功耗的要求下，能够正常工作。当单CPU时，为保障低功耗，必须使CPU处于休眠状态，同时传感器无法工作，使传感器无法进行实时数据采集。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种可以及时采集和上传环境监控数据、温湿度传感器更换方便的温室大棚环境监控装置。为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是一种温室大棚环境监控装置，包括MIPS CPU模块、电源模块、温湿度传感器、按键、指示灯和显示屏，还包括与所述MIPS CPU模块相连接的低功耗无线单片机，所述低功耗无线单片机分别与所述电源模块、按键、指示灯和显示屏相连接，所述低功耗无线单片机与所述温湿度传感器采用mini U 口外接方式连接；所述MIPS CPU模块与CDMA2000模块连接。所述低功耗无线单片机通过2. 4G无线传输与温室大棚环境中的备选传感器近程无线网络连接。所述低功耗无线单片机通过2. 4G无线传输与温室大棚的控制器近程无线网络连接。所述CDMA2000模块通过3G网络将数据利用Internet互联网上传至智能支撑平台。所述电源模块与外接电源或者电池相连接。 所述MIPS CPU模块通过USB接口与所述CDMA2000模块相连接。所述备选传感器包括依次连接的传感器、低功耗无线单片机、电源模块和电池。所述控制器包括依次连接的接触器、低功耗无线单片机、电源模块和外接电源。所述备选传感器是土壤温湿度传感器、CO2传感器或光照强度传感器。本实用新型提供的温室大棚环境监控装置，采用的双CPU设计，便于环境监控数据的采集与发送，温湿度传感器可以24小时不间断的进行实时数据采集；另外可以根据实际需要选择安装不同精度等级的温湿度传感器。该装置可广泛应用于实验室、机房、工业生产、农业温棚等地的温度、湿度监测和控制。
图I是本实用新型的结构示意图。图2是本实用新型的外形结构示意图。图3是本实用新型的低功耗无线单片机的工作流程图。图中，I-MIPS CPU模块，2-电源模块，3_温湿度传感器，4_按键，5_指示灯，6_低功耗无线单片机，7-备选传感器，8-CDMA2000模块，9-显示屏，10-外接电源，11-电池，12-Internet互联网，14-外接电源插口，16-智能支撑平台，17-控制器，28-传感器，29-接触器。·
具体实施方式
下面结合具体实施例及其附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。如图I所示，本实用新型提供了一种温室大棚环境监控装置，包括MIPS CPU模块I、电源模块2、温湿度传感器3、按键4、指示灯5和显示屏9，还包括与MIPS CPU模块I相连接的低功耗无线单片机6，低功耗无线单片机6分别与电源模块2、按键4、指示灯5和显示屏9通过PCB上的覆铜线相连接。低功耗无线单片机6与温湿度传感器3采用mini U 口外接方式连接，低功耗无线单片机6还可以通过2. 4G无线传输与温室大棚环境中的备选传感器7或控制器17近程无线网络连接。备选传感器7可以是土壤温湿度传感器、CO2传感器或光照强度传感器。备选传感器7包括依次通过PCB上的覆铜线连接的传感器28、低功耗无线单片机、电源模块和电池。控制器I 7包括依次通过PCB上的覆铜线连接的接触器29、低功耗无线单片机、电源模块和外接电源。电源模块2与外接电源10或者电池11相连接，分别给低功耗无线单片机6和MIPS CPU模块I提供电源。MIPS CPU模块I通过USB接口与CDMA2000模块8连接，CDMA2000模块8通过3G网络将数据利用Internet互联网12上传至智能支撑平台16。MIPS CPU模块I的USB接口具有双功能，一个功能是连接CDMA2000模块8,采用嵌入式Linux系统拨号连接Internet互联网12,向智能支撑平台16提交经过处理的环境监控数据，下载该环境监控装置的参数数据、低功耗无线单片机6和MIPS CPU模块I的升级软件，完成低功耗无线单片机6和MIPS CPU模块I的固件升级；另一个功能是连接U盘，直接进行低功耗无线单片机6和MIPS CPU模块I的固件升级。本实用新型提供的温室大棚环境监控装置可以实现的功能有实时温湿度显示，终端报警门限值设置、上传、接收，温湿度数据发送，报警温湿度数据发送，通过2. 4G无线通讯与备选传感器进行数据传输，低功耗无线单片机6和MIPS CPU模块I可通过U盘升级或智能支撑平台16下发固件升级包进行升级。如图2所示，为该环境监控装置的外形结构示意图。该环境监控装置的自带温湿度传感器3，主要用来测量温室大棚的环境温湿度，用户在只使用一台终端设备的情况下，就可以监控环境温湿度。温湿度传感器3采用mini U 口外接方式连接传感器，方便拆卸，易于更换；外壳采用防水壁挂式设计，并配套防水硅胶外膜，便于安装使用。自带LCD段码显示屏9有6个设置按钮，用户可手动设置三组不同时段的温度、湿度报警门限。根据温室大棚监控的需要，还可以选择安装不同精度等级的温湿度传感器3。另外，需要连接多个备选传感器7时，如土壤温湿度传感器、CO2传感器或光照强度传感器，可通过近程无线网络连接，无需对本装置的外形、接口进行修改，就可实现无线连接拓展。由于备选传感器7采用无线方式连接，各个备选传感器均为独立设计，解决了由于外部接口众多而导致的防水、防尘的问题。外接电源10通过外接电源插口 14给本装置供电，在不具备外接电源的情况下，可以采用电池供电。该环境监控装置与电机或电源控制器17通过2. 4G无线通讯模块相连接，电机控制器可以实现对卷帘机的顺转、逆转的控制，以达到实现卷帘的圈起、放下；电源控制器可以实现电源开关的闭合、断开控制，以达到对滴管等设备的电源控制。该环境监控装置的CDMA2000模块8可以接收手机短信，将接收到的短信进行处理，通过对短信的特定编码格式的解析，通过2. 4G无线通讯模块向控制器17发送控制指 令，启动或关闭通风、加温、除湿或遮阳等设备的控制器17，从而调节温室大棚温的温湿度 环境。该环境监控装置采用双CPU设计。MIPS CPU模块I的型号是RT3052型，可以完成EVD0/CDMA1X的数据传输、软件升级、短信处理等，MIPS CPU模块I定时开启电源，实现数据收发，当没有数据发送时MIPS CPU模块I是不工作的。低功耗无线单片机6的型号是nRF24LEl，可以完成2. 4G的数据传输、显示控制、电源控制。低功耗无线单片机6在实时工作，获取温湿度传感器3或备选传感器7采集到的环境监控数据，并对采集到的数据进行数据比对和数据校验处理，当发生数据超标时，向MIPS CPU模块I发送指令开启电源，发送数据。低功耗无线单片机6采用心跳方式定时打开MIPS CPU模块1，完成数据传输后再关闭，以达到省电的目的。低功耗无线单片机6采用GPIO连接LED段码显示屏9和设置按键4，完成温湿度、日期、时间、电池电量、EVD0/CDMA1X信号强度的显示以及报警门限的设置。该环境监控装置具有实时温湿度显示功能，可以进行温湿度报警门限值设置，根据用户需要按照时间段分别可以设定三组温度、湿度报警门限值；与其他备选传感器7之间通过2. 4G无线通讯协议进行数据传输，并将采集、接收到的环境监控数据上传至网络。低功耗无线单片机6与MIPS CPU模块I之间通过SPI和GPIO进行连接。低功耗无线单片机6通过2. 4G无线传输，接收温湿度传感器3或备选传感器7传送的环境监控数据，进行数据比对和数据校验处理，将处理后的数据传送给MIPS CPU模块1，MIPS CPU模块I将处理后的数据通过CDMA2000模块8利用3G网络上传至Internet互联网12，实现设备之间的无线数据通讯，无人值守，可以进行不间断的环境监控，保证实时监控功能的实现。Internet互联网12将接收到的数据经过处理以后，发送给手机用户终端13。互联网12通过中国电信短信公共服务接口向手机用户终端13发送短信。低功耗无线单片机6的工作流程如图3所示。可根据用户需要按照时间段分别可以设定三组温度、湿度报警门限值。以上所述的仅是本实用新型的较佳实施例，并不局限本实用新型。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本实用新型所提供的技术启示下，还可以做出其它等同变型和改进，均可以实现本实用新型的目的，都应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种温室大棚环境监控装置，包括MIPS CPU模块(I)、电源模块(2)、温湿度传感器(3)、按键(4)、指示灯(5)和显示屏(9)，其特征在于，还包括与所述MIPSCPU模块(I)相连接的低功耗无线单片机(6)，所述低功耗无线单片机(6)分别与所述电源模块(2)、按键(4)、指示灯(5)和显示屏(9)相连接，所述低功耗无线单片机(6)与所述温湿度传感器(3)采用mini U 口外接方式连接；所述MIPS CPU模块(I)与CDMA2000模块(8 )连接。
2.根据权利要求I所述温室大棚环境监控装置，其特征在于，所述低功耗无线单片机(6)通过2. 4G无线传输与温室大棚环境中的备选传感器(7)近程无线网络连接。
3.根据权利要求I所述温室大棚环境监控装置，其特征在于，所述低功耗无线单片机(6)通过2. 4G无线传输与温室大棚的控制器(I 7)近程无线网络连接。
4.根据权利要求I所述温室大棚环境监控装置，其特征在于，所述CDMA2000模块(8)通过3G网络将数据利用Internet互联网(12)上传至智能支撑平台(16)。
5.根据权利要求I所述温室大棚环境监控装置，其特征在于，所述电源模块(2)与外接电源(10)或者电池(11)相连接。
6.根据权利要求I所述温室大棚环境监控装置，其特征在于，所述MIPSCPU模块(I)通过USB接口与所述CDMA2000模块(8 )相连接。
7.根据权利要求2所述温室大棚环境监控装置，其特征在于，所述备选传感器(7)包括依次连接的传感器(28)、低功耗无线单片机、电源模块和电池。
8.根据权利要求3所述温室大棚环境监控装置，其特征在于，所述控制器(17)包括依次连接的接触器(29 )、低功耗无线单片机、电源模块和外接电源。
9.根据权利要求7所述的温室大棚环境监控装置，其特征在于，所述备选传感器(7)是土壤温湿度传感器、CO2传感器或光照强度传感器。
专利摘要本实用新型公开了一种温室大棚环境监控装置，包括MIPSCPU模块、电源模块、温湿度传感器、按键、指示灯和显示屏，还包括与所述MIPSCPU模块相连接的低功耗无线单片机，所述低功耗无线单片机分别与所述电源模块、按键、指示灯和显示屏相连接，所述低功耗无线单片机与所述温湿度传感器采用miniU口外接方式连接；所述MIPSCPU模块与CDMA2000模块连接。该监控装置，采用的双CPU设计，便于环境监控数据的采集与发送，温湿度传感器可以24小时不间断的进行实时数据采集，从多方位对温室大棚的环境进行监控；另外可以选择安装不同精度等级的温湿度传感器。该装置可广泛应用于实验室、机房、工业生产、农业温棚等地的温度、湿度监测和控制。
文档编号G08C17/02GK202582607SQ20122026386
公开日2012年12月5日 申请日期2012年6月6日 优先权日2012年6月6日
发明者李忠, 慕富强, 王军涛, 徐茂文, 温斌斌 申请人:甘肃万维信息技术有限责任公司