一種用于檢測(cè)茶葉種植土壤環(huán)境參數(shù)的傳感器節(jié)點(diǎn)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)裝置領(lǐng)域，具體涉及一種用于檢測(cè)茶葉種植土壤環(huán)境參數(shù)的傳感器節(jié)點(diǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]茶葉種植過(guò)程中，土壤的溫度、濕度及酸堿度等對(duì)茶樹生長(zhǎng)和茶葉品質(zhì)有重要影響，及時(shí)準(zhǔn)確地獲取土壤環(huán)境參數(shù)變化，并有針對(duì)性的采取調(diào)節(jié)措施，是有效維護(hù)茶樹健康生長(zhǎng)、保證茶葉高產(chǎn)、提高茶葉品質(zhì)的重要保障。傳統(tǒng)的茶葉種植過(guò)程中，茶農(nóng)主要依靠長(zhǎng)期積累的種植經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)觀察茶樹生長(zhǎng)狀態(tài)來(lái)分析判定土壤環(huán)境是否符合茶樹的生長(zhǎng)要求，這種方式工作效率低，人力成本投入高，分析過(guò)程受人為因素影響大，難以獲得精確的分析結(jié)果。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于檢測(cè)茶葉種植土壤環(huán)境參數(shù)的傳感器節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)既能以單節(jié)點(diǎn)方式獨(dú)立完成茶葉種植土壤酸堿度及溫濕度的自動(dòng)檢測(cè)、數(shù)據(jù)顯示、異常狀態(tài)告警指示、GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ埽€可實(shí)現(xiàn)基于2.4G ZigBee技術(shù)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)監(jiān)測(cè)功能，具有定時(shí)/實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集模式、協(xié)調(diào)器/終端節(jié)點(diǎn)模式、啟動(dòng)/停止GPRS功能等的手動(dòng)選擇設(shè)置功能；采用太陽(yáng)能與蓄電池相結(jié)合的供電模式，利用太陽(yáng)能為蓄電池充電，蓄電池輸出經(jīng)多路DC-DC變換后為各用電單元提供所需工作電源；節(jié)點(diǎn)功能全面、操作使用方便，可實(shí)現(xiàn)茶葉種植土壤環(huán)境參數(shù)的自動(dòng)精準(zhǔn)檢測(cè)，對(duì)于促進(jìn)茶葉種植環(huán)境監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化、精細(xì)化具有重要意義。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種用于檢測(cè)茶葉種植土壤環(huán)境參數(shù)的傳感器節(jié)點(diǎn)，其特征在于:包括控制模塊、設(shè)置模塊、土壤酸堿度檢測(cè)模塊、土壤溫濕度檢測(cè)模塊、GPRS模塊、燈光指示模塊、顯示模塊、供電模塊，所述控制模塊由CC2530模塊、射頻功率放大及天線組成，所述供電模塊由太陽(yáng)能電池板，充電控制模塊、蓄電池、多路輸出電壓轉(zhuǎn)換模塊組成；所述設(shè)置模塊與控制模塊中CC2530模塊的信號(hào)輸入端相連，所述土壤酸堿度檢測(cè)模塊與控制模塊中CC2530模塊的一個(gè)ADC信號(hào)輸入端相連，所述土壤溫濕度檢測(cè)模塊與控制模塊中CC2530模塊的信號(hào)輸入端相連，所述GPRS模塊與控制模塊中CC2530模塊的I/O端口相連，所述燈光指示模塊與控制模塊中CC2530模塊的信號(hào)輸出端口相連，所述顯示模塊與控制模塊中CC2530模塊的信號(hào)輸出端口相連；所述控制模塊中的CC2530模塊的射頻收發(fā)端口連接有射頻功率放大，射頻功率放大的信號(hào)收發(fā)端口與天線相連；所述供電模塊中太陽(yáng)能電池板的電源輸出端與充電控制模塊的輸入端相連，充電控制模塊輸出端與蓄電池的電源端相連，蓄電池的電源輸出端與多路輸出電壓轉(zhuǎn)換模塊相連。
[0005]上述一種用于檢測(cè)茶葉種植土壤環(huán)境參數(shù)的傳感器節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述控制模塊中的CC2530模塊以ZigBee射頻芯片CC2530-F256為核心，片上集成高性能低功耗8051內(nèi)核，具有8路輸入和可配置分辨率的12位ADC，2個(gè)支持多種串行通信協(xié)議的USART，21個(gè)通用I/O端口 ;所述射頻功率放大為2.4GHz射頻前端CC2591，其最高輸出功率可達(dá)22dBm ;所述天線為2.4Ghz全向天線。
[0006]上述一種用于檢測(cè)茶葉種植土壤環(huán)境參數(shù)的傳感器節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述設(shè)置模塊為4*4矩陣鍵盤。
[0007]上述一種用于檢測(cè)茶葉種植土壤環(huán)境參數(shù)的傳感器節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述土壤酸堿度檢測(cè)模塊由土壤PH值檢測(cè)電極及信號(hào)調(diào)理電路組成；所述土壤溫濕度檢測(cè)模塊是以數(shù)字式溫濕度檢測(cè)傳感器SHTlO為核心的土壤溫濕度檢測(cè)探頭。
[0008]上述一種用于檢測(cè)茶葉種植土壤環(huán)境參數(shù)的傳感器節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述GPRS模塊為雙頻GSM/GPRS模塊SIM900。
[0009]上述一種用于檢測(cè)茶葉種植土壤環(huán)境參數(shù)的傳感器節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述顯示模塊為液晶顯示模塊IXD12864。
[0010]上述一種用于檢測(cè)茶葉種植土壤環(huán)境參數(shù)的傳感器節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述燈光指示模塊為三個(gè)紅綠雙色LED發(fā)光二極管，分別用于指示土壤酸堿度、溫度、濕度檢測(cè)狀態(tài)，綠色指示正常狀態(tài)，紅色指示異常狀態(tài)。
[0011]上述一種用于檢測(cè)茶葉種植土壤環(huán)境參數(shù)的傳感器節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述太陽(yáng)能電池板為18V/10W多晶硅太陽(yáng)能光伏電池板，所述充電控制模塊為12V蓄電池專用太陽(yáng)能充電控制器；所述蓄電池為12V/2.6AH鉛酸蓄電池；所述多路輸出電壓轉(zhuǎn)換模塊由三路DC-DC變換電路組成，將12V蓄電池輸出分別轉(zhuǎn)換為5V、3.3V和一路電壓范圍在0-15V可調(diào)的電源。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0013]1、本實(shí)用新型既能獨(dú)立完成茶園土壤酸堿度及溫濕度等參數(shù)的自動(dòng)檢測(cè)分析、數(shù)據(jù)顯示、異常狀態(tài)燈光告警及基于GPRS的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸功能，同時(shí)還具有基于2.4Ghz射頻通信的ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)功能，能夠以無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)方式完成茶葉種植土壤環(huán)境參數(shù)的檢測(cè)與分析功能，功能全面、適用性強(qiáng)。
[0014]2、本實(shí)用新型中的節(jié)點(diǎn)模式、數(shù)據(jù)采集模式、閾值設(shè)定、GPRS功能等均由用戶根據(jù)實(shí)際需要手動(dòng)選擇設(shè)置，操作使用方便。
[0015]3、本實(shí)用新型的供電系統(tǒng)采用太陽(yáng)能電池板和蓄電池相結(jié)合的模式，利用太陽(yáng)能電池為蓄電池充電，利用多路DC-DC變換將蓄電池輸出轉(zhuǎn)換為5V、3.3V和0-15V可調(diào)電源，供電過(guò)程無(wú)需人工干預(yù)，可為系統(tǒng)提供長(zhǎng)期穩(wěn)定的工作電源供給。
[0016]綜上所述，本實(shí)用新型功能全面、操作使用方便，自動(dòng)化程度高，可對(duì)茶葉種植土壤環(huán)境中的酸堿度、溫濕度等參數(shù)實(shí)現(xiàn)持續(xù)精準(zhǔn)檢測(cè)，適于在一般的茶葉種植園區(qū)中推廣使用。
[0017]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的電路原理框圖。
[0019]圖2為本實(shí)用新型中控制模塊原理框圖。
[0020]圖3為本實(shí)用新型中供電模塊原理框圖。
[0021]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0022]I一控制模塊；2—設(shè)置模塊；3—土壤酸堿度檢測(cè)模塊；4一土壤溫濕度檢測(cè)模塊；5—GPRS模塊；6—燈光指示模塊；7—顯示模塊；8—供電模塊；
[0023]1-1—CC2530模塊；1-2—射頻功率放大；1-3—天線；
[0024]8-1—太陽(yáng)能電池板；8_2—充電控制模塊；8_3—蓄電池；8_4—多路輸出電壓轉(zhuǎn)換模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0025]如圖所示的一種用于檢測(cè)茶葉種植土壤環(huán)境參數(shù)的傳感器節(jié)點(diǎn)，由控制模塊(I)、設(shè)置模塊⑵、土壤酸堿度檢測(cè)模塊⑶、土壤溫濕度檢測(cè)模塊⑷、GPRS模塊(5)、燈光指示模塊(6)、顯示模塊(7)、供電模塊(8)組成；所述控制模塊(I)由CC2530模塊(1-1),射頻功率放大(1-2)、天線(1-3)組成；所述供電模塊⑶由太陽(yáng)能電池板(8-1)、充電控制模塊(8-2)、蓄電池(8-3)、多路輸出電壓轉(zhuǎn)換模塊(8-4)組成；所述設(shè)置模塊(2)與控制模塊(I)中CC2530模塊(1-1)的信號(hào)輸入端相連，所述土壤酸堿度檢測(cè)模塊(3)與控制模塊
(I)中CC2530模塊(1-1)的一個(gè)ADC信號(hào)輸入端相連，所述土壤溫濕度檢測(cè)模塊(4)與控制模塊⑴中CC2530模塊(1-1)的信號(hào)輸入端相連，所述GPRS模塊(5)與控制模塊⑴中CC2530模塊(1-1)的I/O端口相連，所述燈光指示模塊(6)與控制模塊(I)中CC2530模塊(1-1)的信號(hào)輸出端口相連，所述顯示模塊(7)與控制模塊(I)中CC2530模塊(1_1)的信號(hào)輸出端口相連；所述控制模塊(I)中的CC2530模塊(1-1)射頻收發(fā)端口連接有射頻功率放大(1-2)，射頻功率放大(1-2)的信號(hào)收發(fā)端口與天線(1-3)相連；所述供電模塊(8)中太陽(yáng)能電池板(8-1)的電源輸出端與充電控制模塊(8-2)的輸入端相連，充電控制模塊(8-2)輸出端與蓄電池(8-3)的電源端相連，蓄電池(8-3)的電源輸出端與多路輸出電壓轉(zhuǎn)換模塊(8-4)相連，利用多路輸出電壓轉(zhuǎn)換模塊(8-4)將蓄電池12V輸出轉(zhuǎn)換