[實用新型]一種作物-大氣-土壤信息無線采集終端

有效

• 申請號: 201220705806.7
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN203118195U
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 倪軍;曹衛星;朱艷;姚霞;田永超;龐方榮
• 申請（專利權）人: 南京農業大學
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02;H04W84/18;G01D21/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

技術領域

本實用新型涉及一種作物-大氣-土壤信息無線采集終端，尤其涉及農田信息無線采集裝置，適用于農田信息長期、大范圍、無人值守條件下實時監測，屬于農業物聯網領域。?

背景技術

在傳統作物生產管理過程中，對作物生長狀況往往缺乏準確量化認識；或雖對作物生長指標進行定量分析，但需破壞性取樣與化學分析，時效性差，常導致生產中普遍過量施肥（特別是氮肥）或肥料施用不足（如部分微量元素），易造成生產成本上升、環境污染和土地可持續生產能力下降。以氮肥為例，我國氮肥消費量占世界氮肥總量的30％，但氮肥利用效率卻十分低下，通常只有30％左右，而國外發達國家如美國普遍達到50~60％。因此，必須要瞄準世界農業科技前沿，圍繞現代農業發展的瓶頸，大力推進農業信息化、智能化技術，集成先進傳感器技術和物聯網等高新技術，實現農業生產管理過程中對作物、環境、土壤的實時監測，快速獲取作物生長狀況、生態環境以及水肥狀況，為作物生產全程管理提供豐富的實時數據資源與決策支持，促進作物生產管理向數字化和智慧化方向發展。?

但是現有的技術中，作物生產智慧管理系統的建立受傳感器技術、農業工程、作物生長監測和作物栽培管理決策技術的制約，大范圍環境下農田作物、環境、土壤信息的協同實時獲取技術還不成熟，還存在著監測指標單一，監測點范圍小、監測手段繁瑣、成本高、施工困難、易受干擾等缺陷與不足，還不能很好地滿足實際應用需求。?

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是針對背景技術中的缺陷，提供一種應用于大范圍農田環境下作物-大氣-土壤信息無線采集終端，該裝置能多跳、協同、自組織無線傳感網絡，實現野外田間條件下連續、實時、大范圍地獲取農田生態環境信息。?

本實用新型為了解決上述問題采用以下技術方案：?

一種作物-大氣-土壤信息無線采集終端，包括依次相連接的傳感器模塊、微處理器模塊、無線通信模塊，以及用于供電的電源模塊；還包括實時時鐘模塊、電源控制模塊；其中：所述電源模塊分別供電給實時時鐘模塊和電源控制模塊；所述電源控制模塊分別連接傳感器模塊、微處理器模塊、無線通信模塊；所述微處理器模塊與實時時鐘模塊的信號輸入端連接，所述實時時鐘模塊的信號輸出端與電源控制模塊連接；當微處理器模塊成功接收傳感器模塊采集的信號后，通過控制實時時鐘模塊的脈沖信號翻轉，從而控制電源控制模塊的通斷。

作為本實用新型的一種作物-大氣-土壤信息無線采集終端的進一步優化方案，所述傳感器模塊包括敏感元件單元、信號調理單元和總線接口單元；其中，所述敏感元件單元包括溫濕度傳感器、CO₂濃度傳感器、光強傳感器、多光譜作物生長傳感器、土壤水分傳感器和土壤溫度傳感器；所述信號調理單元包括作物生長信號調理電路和土壤水分信號調理電路；?

其中：所述多光譜作物生長傳感器通過屏蔽電纜連接作物生長信號調理電路，所述土壤水分傳感器通過屏蔽電纜連接土壤水分信號調理電路，所述土壤水分信號調理電路、作物生長信號調理電路、溫濕度傳感器、CO₂濃度傳感器、光強傳感器、土壤溫度傳感器分別連接總線接口單元；所述總線接口單元連接微處理器模塊的數字口。

作為本實用新型的一種作物-大氣-土壤信息無線采集終端的進一步優化方案，所述作物生長信號調理電路包括電流-電壓轉換電路、微信號放大電路、濾波電路、增益可調電路、模數轉換電路；其中：所述電流-電壓轉換電路的輸入端與多光譜作物生長傳感器連接，所述電流-電壓轉換電路的輸出端依次串接微信號放大電路、濾波電路、增益可調電路、模數轉換電路。?

作為本實用新型的一種作物-大氣-土壤信息無線采集終端的進一步優化方案，所述土壤水分信號調理電路包括f-V轉換電路、電壓放大電路、模數轉換電路；其中：所述f-V轉換電路的輸入端連接土壤水分傳感器，所述f-V轉換電路的輸出端依次連接電壓放大電路、模數轉換電路。?

作為本實用新型的一種作物-大氣-土壤信息無線采集終端的進一步優化方案，所述無線通信模塊的頻段為780MHz。?

作為本實用新型的一種作物-大氣-土壤信息無線采集終端的進一步優化方案，所述電源控制模塊包括觸發器、電子模擬開關、續流二極管、低壓差線性穩壓器、去耦二極管；其中所述觸發器依次連接電子模擬開關、續流二極管、低壓差線性穩壓器、去耦二極管。?

作為本實用新型的一種作物-大氣-土壤信息無線采集終端的進一步優化方案，所述電源模塊包括太陽能充電電路、過壓保護電路、充電保護電路、穩壓電路；其中，所述太陽能充電電路依次連接過壓保護電路、充電保護電路、穩壓電路。?