專利名稱：一種受雨量驅(qū)動(dòng)的土壤墑情自動(dòng)采集傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及信息采集系統(tǒng)，具體涉及一種受雨量驅(qū)動(dòng)的土壤墑情自動(dòng)采集傳輸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
土壤墑情(溫度和濕度等)是重要的土壤信息，是農(nóng)作物和樹木生長的重要生態(tài)因素，進(jìn)行土壤墑情的測定，掌握土壤墑情變化的規(guī)律，對農(nóng)作物和樹木生長狀況的監(jiān)測和預(yù)報(bào)具有重要意義。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步和智能化測量技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已成為各類數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的優(yōu)選設(shè)計(jì)方案，同時(shí)，基于CDMA IX的無線數(shù)據(jù)傳輸又使嵌入式數(shù)據(jù)采集具有了高可靠性和高智能化等優(yōu)點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種受雨量驅(qū)動(dòng)的土壤墑情自動(dòng)采集傳輸系統(tǒng)，建立在嵌入式32位ARM處理器平臺(tái)以及CDMA技術(shù)上受雨量驅(qū)動(dòng)的土壤墑情自動(dòng)采集傳輸系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)采集傳輸。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:一種受雨量驅(qū)動(dòng)的土壤墑情自動(dòng)采集傳輸系統(tǒng)，包括采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)，采集系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)；所述采集系統(tǒng)包括采集控制模塊、CDMA DTU傳輸模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和電源模塊，所述采集控制模塊包括微處理器，以及與微處理器連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接有溫度傳感器和濕度傳感器，采集控制模塊還通過串口直接與CDMA DTU模塊相連接，所述電源模塊為采集控制模塊，CDMA DTU傳輸模塊以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊提供電倉泛;所述數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)包括與CDMA DTU傳輸模塊連通的數(shù)據(jù)服務(wù)中心。優(yōu)選的，所述微處理器的型號為AT91SAM9261。通過上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是:通過系統(tǒng)中的土壤溫濕度傳感器可對檢測到的數(shù)據(jù)通過微處理器進(jìn)行處理，根據(jù)溫度濕度的變化來判斷是否有降雨以及雨量的大小，再由此計(jì)算土壤墑情數(shù)據(jù)的采集頻率。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。[0014]圖1為本實(shí)用新型的工作原理圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。參照圖1，一種受雨量驅(qū)動(dòng)的土壤墑情自動(dòng)采集傳輸系統(tǒng)，包括采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)，采集系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)；所述采集系統(tǒng)包括采集控制模塊、CDMA DTU傳輸模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和電源模塊，所述采集控制模塊包括微處理器，以及與微處理器連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接有溫度傳感器和濕度傳感器，采集控制模塊還通過串口直接與CDMA DTU模塊相連接，所述電源模塊為采集控制模塊，CDMA DTU傳輸模塊以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊提供電倉泛;所述數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)包括與CDMA DTU傳輸模塊連通的數(shù)據(jù)服務(wù)中心。各個(gè)模塊功能如下:(I)采集系統(tǒng)控制模塊CPU控制器是整個(gè)采集系統(tǒng)的核心。考慮到雙串口性能和高速傳輸需要，系統(tǒng)中的嵌入式CPU選用ATMEL的低功耗32位RISC微處理器AT91SAM9261芯片作為MCU模塊的處理器芯片，該處理器具有獨(dú)立的16 KB指令和16 KB數(shù)據(jù)cache，以及全功能的MMU虛擬內(nèi)存管理系統(tǒng)。同時(shí)具有DSP擴(kuò)展功能的指令集和豐富的外部接口，可工作在180 MHz頻率下其運(yùn)算速度可達(dá)200MHz，能夠滿足系統(tǒng)工作要求。AT91SAM9261通過串口直接與CDMA DTU模塊相連接，可完成對DTU的模塊初始化和基于CDMA的數(shù)據(jù)收發(fā)。SDRAM用于系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)暫存操作系統(tǒng)和有關(guān)數(shù)據(jù)，為提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度。設(shè)計(jì)中選用兩片32 MX8位的外擴(kuò)64 MB的SDRAM存儲(chǔ)器MT48LC16M16A2-75B，存儲(chǔ)空間分配到AT91SAM9261 的 NCSl (0x20000000)地址空間。FLASH ROM主要用于存放引導(dǎo)程序、操作系統(tǒng)內(nèi)核和應(yīng)用程序代碼,本設(shè)計(jì)中選用兩片16 MX8位的外擴(kuò)32 MB的ROM存儲(chǔ)器E28F128，存儲(chǔ)空間分配到AT91SAM9261的NCSO(0x10000000)地址空間。(2) CDMA DTU 傳輸模塊系統(tǒng)中的DTU對上可建立CDMA無線通信鏈路，對下可提供RS-232用戶數(shù)據(jù)接口，CDMA數(shù)據(jù)傳輸終端選用CDMA Modem模塊MG801A，該模塊是中興通興公司推出的一款基于高通MSM5105的移動(dòng)式Modem，它內(nèi)嵌TCP / IP協(xié)議棧，支持最高達(dá)153.6 kbit / s的數(shù)據(jù)吞吐速率。該器件為工業(yè)級芯片，具有良好的穩(wěn)定性，其優(yōu)點(diǎn)是可直接提供RS 232 /422 / 485接口，能為用戶的數(shù)據(jù)設(shè)備提供透明、全雙工和對等的數(shù)據(jù)傳輸通道，而且開機(jī)就能自動(dòng)附著到CDMA網(wǎng)絡(luò)上，并與數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)建立通信鏈路，以便隨時(shí)收發(fā)數(shù)據(jù)；DTU使用前，需對其進(jìn)行初始化配置，并選擇適宜的模式；其主要配置是為每一個(gè)DTU設(shè)定唯一對應(yīng)的SIM卡卡號，這個(gè)卡號可以作為下位機(jī)的ID來為數(shù)據(jù)中心所識別和管理；而設(shè)定通信波特率則可根據(jù)土壤溫濕度檢測的實(shí)際需要來進(jìn)行，本系統(tǒng)選用1200bit / s ;然后應(yīng)設(shè)定上位機(jī)數(shù)據(jù)中心的IP地址，并給予數(shù)據(jù)流指向。[0029](3)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊土壤的溫濕度模擬數(shù)據(jù)須經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換才能輸入到嵌入式CPU進(jìn)行處理，數(shù)據(jù)采集處理器必須具有豐富的外設(shè)接口資源和足夠高的運(yùn)算速度才能滿足系統(tǒng)的緊湊性和實(shí)時(shí)性要求。本設(shè)計(jì)選用CYGNAL公司的C8051F020作為數(shù)據(jù)采集的處理器，C8051F020的ADCO為增益可編程的12位逐次逼近型A / D轉(zhuǎn)換器，且自帶8路外部模擬量檢測通道。為了滿足系統(tǒng)對不同深度土層的濕度測量，本系統(tǒng)外加了 4片單16 /雙8選一模擬開關(guān)DG407來與C8051F020的ADCO相連接，以對每路模擬量進(jìn)行巡回檢測。鑒于C8051F020的I / O 口資源問題，本設(shè)計(jì)中選用了 4片16位并/串轉(zhuǎn)換器74HC674并采用相級聯(lián)的方式來完成可能多達(dá)64個(gè)采集點(diǎn)的采集。C8051R)20自帶兩個(gè)增強(qiáng)型串口 UARTO和UART1，設(shè)計(jì)中將UARTO作為與CDMA模塊的接口，UARTl作為預(yù)留的擴(kuò)展口。考慮到C8051R)20與AT91SAM9261之間的數(shù)據(jù)交換量較大，本設(shè)計(jì)選用一片2KX8位的雙口 RAM芯片CY7C142來作為兩者之間的數(shù)據(jù)交換緩沖區(qū)。(4)電源模塊本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用12V / 40AH的鉛酸免維護(hù)蓄電池供電。白天，太陽能電池通過充電器對蓄電池充電。太陽能電池的額定功率為34 W，輸出電壓17 V，輸出電流2 A;充電器過壓和過流保護(hù)點(diǎn)分別設(shè)置為17.5 V和2.5 A，超過此值則停止充電，一般夏季七個(gè)小時(shí)就可充滿，蓄電池可連續(xù)供電六天以上；系統(tǒng)中的嵌入式CPU有兩種工作模式。其一是在正常工作模式時(shí)執(zhí)行定時(shí)采集子程序；其余時(shí)間，CPU則進(jìn)入節(jié)電的睡眠工作模式，但可隨時(shí)喚醒以接收采集指令；為了防止雷擊，系統(tǒng)在太陽能電池上方設(shè)置了避雷針。本實(shí)用新型工作原理:嵌入式微處理器在初始化CDMA無線模塊后，即可使之附著在CDMA網(wǎng)絡(luò)上，并通過撥號過程(號碼、用戶名、密碼)建立PPP連接，以獲得網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商ISP動(dòng)態(tài)分配給數(shù)傳終端的IP地址，并與服務(wù)器固定IP之間建立Socket鏈接。一旦該鏈接成功，數(shù)傳終端即可通過RS232串口向采集系統(tǒng)收、發(fā)數(shù)據(jù)或指令。另外，該系統(tǒng)采用太陽能電池板+蓄電池的形式來為采集系統(tǒng)供電。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.一種受雨量驅(qū)動(dòng)的土壤墑情自動(dòng)采集傳輸系統(tǒng)，其特征在于:包括采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)，采集系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)； 所述采集系統(tǒng)包括采集控制模塊、CDMA DTU傳輸模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和電源模塊， 所述采集控制模塊包括微處理器，以及與微處理器連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接有溫度傳感器和濕度傳感器，采集控制模塊還通過串口直接與CDMA DTU模塊相連接，所述電源模塊為采集控制模塊，CDMA DTU傳輸模塊以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊提供電能；所述數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)包括與CDMA DTU傳輸模塊連通的數(shù)據(jù)服務(wù)中心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種受雨量驅(qū)動(dòng)的土壤墑情自動(dòng)采集傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述微處理器的型號為AT91SAM9261。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種受雨量驅(qū)動(dòng)的土壤墑情自動(dòng)采集傳輸系統(tǒng)，包括采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)，采集系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)；所述采集控制模塊包括微處理器，以及與微處理器連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接有溫度傳感器和濕度傳感器，采集控制模塊還通過串口直接與CDMADTU模塊相連接，所述電源模塊為采集控制模塊，CDMADTU傳輸模塊以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊提供電能；所述數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)包括與CDMADTU傳輸模塊連通的數(shù)據(jù)服務(wù)中心。通過系統(tǒng)中的土壤溫濕度傳感器可對檢測到的數(shù)據(jù)通過微處理器進(jìn)行處理，根據(jù)溫度濕度的變化來判斷是否有降雨以及雨量的大小，再由此計(jì)算土壤墑情數(shù)據(jù)的采集頻率。
文檔編號G08C17/02GK202956875SQ201220558568
公開日2013年5月29日 申請日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月29日
發(fā)明者趙燕玲 申請人:西安迅騰科技有限責(zé)任公司