[實用新型]適用于農業物聯網應用的多源傳感信息采集與控制一體化通用裝置

有效

• 申請號: 201520885857.6
• 申請日: 2015-11-06
• 公開（公告）號: CN205103648U
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 高一川;張尉;陳鴻;肖進;吳澤鑫;高星星;周朝
• 申請（專利權）人: 武漢市農業機械化科學研究所
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平;楊曉燕

1.適用于農業物聯網應用的多源傳感信息采集與控制一體化通用裝置，其特征在于：它包括電源模塊、采樣檢測單元、反饋控制單元、通信單元、數據存儲模塊、時鐘電路單元、液晶顯示單元、LED狀態顯示單元和微控制器MCU，所述采樣檢測單元、反饋控制單元、通信單元、數據存儲模塊、時鐘電路單元、液晶顯示單元、LED狀態顯示單元、微控制器MCU均與電源模塊連接；同時，所述采樣檢測單元與微控制器MCU的IIC接口連接；所述反饋控制單元包括反饋檢測單元和繼電器驅動單元，反饋檢測單元與微控制器MCU外部中斷口INT連接，微控制器MCU的IO接口與繼電器驅動單元連接；所述通信單元與微控制器MCU的USART接口連接；所述數據存儲模塊與微控制器MCU的SPI接口連接，時鐘電路單元與微控制器MCU的IIC接口連接，液晶顯示單元與微控制器MCU的USART接口連接，LED狀態顯示單元與微控制器MCU的IO接口連接。

2.根據權利要求1所述的適用于農業物聯網應用的多源傳感信息采集與控制一體化通用裝置，其特征在于：所述電源模塊包括3.3V電源單元、可控傳感器供電單元、RS-485通信供電單元、3路可控12V供電單元，其中，3.3V電源單元通過3.3V開關穩壓器實現直流24V到3.3V直流輸出的轉換，3.3V電源單元供給微控制器MCU、采樣檢測單元、通信單元、數據存儲模塊以及周邊接口電路；可控傳感器供電單元通過12V開關穩壓器、5V開關穩壓器提供3種電源供應，分別是直流24V、12V、5V，實現相應電源轉換；RS-485通信供電單元提供RS-485通信芯片通信總線側隔離電源的供應；3路可控12V供電單元提供遠程無線通信模塊、液晶顯示單元、備用模塊的電源供應。

3.根據權利要求1所述的適用于農業物聯網應用的多源傳感信息采集與控制一體化通用裝置，其特征在于：所述采樣檢測單元至少對接電流信號、電壓信號、數字量型信號三種類型的傳感器，實現電流型、電壓型、數字量型的信號采集。

4.根據權利要求3所述的適用于農業物聯網應用的多源傳感信息采集與控制一體化通用裝置，其特征在于：所述采樣檢測單元包括取樣電阻、電阻分壓網絡、濾波保護電路、AD模數轉換器、RS-485通信芯片，取樣電阻、電阻分壓網絡均通過濾波保護電路接入AD模數轉換器，AD模數轉換器、RS-485通信芯片通過IIC總線連接至微控制器MCU；取樣電阻用于在接入電流信號時，將電流信號轉換成電壓信號，再將此電壓信號經濾波保護電路濾波去耦后接入AD模數轉換器，實現模擬信號轉換成對應的數字信號，微控制器MCU再通過IIC總線讀取AD模數轉換器的轉換數值；電阻分壓網絡用于在接入電壓信號時，將電壓信號分壓在AD模數轉換器的轉換范圍內，再將分壓信號經濾波保護電路濾波去耦后接入AD模數轉換器，微控制器MCU再通過IIC總線讀取AD模數轉換器的轉換數值；RS-485通信芯片用于在采集數字量型信號時，通過RS-485通信芯片配合微控制器MCU的USART接口讀取轉換數值。

5.根據權利要求1所述的適用于農業物聯網應用的多源傳感信息采集與控制一體化通用裝置，其特征在于：所述反饋控制單元包括繼電器驅動單元和反饋檢測單元兩部分，繼電器驅動單元用于驅動外部電氣柜里的中間繼電器、交流接觸器，從而實現對外部兩相或三相設備的控制；反饋檢測單元用于通過交流接觸器的輔助觸點及時準確檢測被控設備的運行狀況；繼電器驅動單元主要由光耦隔離器TLP181、施密特觸發器CD40106、歐姆龍G5NB繼電器、開關管NUD3160組成，光耦隔離器TLP181用來對輸入、輸出電信號起隔離作用，施密特觸發器CD40106用于對傳輸中受干擾發生波形畸變的信號整形；反饋檢測單元主要由光耦隔離器TLP181、施密特觸發器CD40106組成；當微控制器IO口輸出高電平時，觸發光耦隔離器TLP181的發光二極管導通，光敏元件受到光照后，光敏三極管導通，經過施密特觸發器CD40106反向輸出高電平，驅動開關管NUD3160導通，觸發G5NB繼電器線圈回路導通，繼電器線圈產生磁場，觸使G5NB繼電器常開觸點閉合，驅動外部中間繼電器、接觸器回路導通；當微控制器IO口輸出低電平時，光耦隔離器TLP181的發光二極管截止，光敏三極管截止，經過施密特觸發器CD40106反向輸出低電平，開關管NUD3160截止，G5NB繼電器線圈回路不導通，觸使G5NB繼電器常開觸點斷開，外部中間繼電器、接觸器回路不導通。