農業多參數測量儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種農業多參數測量儀，屬于電子技術應用和實驗應用的領域。
【背景技術】
[0002]在現代的農業生產中，傳感器技術得到了廣泛的應用，傳感器是能感受規定的被測量并按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置，傳感器作為獲取信息的重要器件，在整個信息農業生產中的作用尤為重要。現代農業生產通過采用各類傳感器，獲得農業生產環境中的各種參數信息，從而掌握和控制溫度、濕度、光照、通風、噴灌等來完成對農業生產的保障，保證農作物良好的、適宜的生長環境。
[0003]目前，在當今的現代農業發展中，從農作物的育苗，生長、收獲一直到儲藏等環節，以及農產品的貯藏、保鮮、加工，還有畜禽的養殖、育種等環節，傳感器技術都有著廣泛的應用。現代設施農業常用的傳感器包括常用的空氣溫濕度傳感器、用于檢測土壤的土壤溫度傳感器、土壤水分含量傳感器，對于作物生長環境光線檢測的光照強度傳感器，用于大棚空氣環境檢測的CO2含量傳感器，用于畜禽舍環境檢測的NH3含量傳感器、H2S含量傳感器等。
[0004]本實用新型采用農業生產中實用的光照傳感器、0)2傳感器、NH3傳感器、H2S傳感器這四種傳感器來采集光照度、二氧化碳、氨氣和硫化氫信號，經過信號放大和調理，并結合微處理器，對各傳感器送入微處理器的信號進行采集和計算，最后驅動顯示在液晶屏上，同時本測量儀還具有USB端口，用于與電腦等USB接口設備進行數據的交換，實現測量儀可直接向USB設備傳輸數據的功能。
【實用新型內容】
[0005]針對現有的測量和實驗儀器的不足，本實用新型設計的農業多參數測量儀，采用多種農業中實用的傳感器，并結合微處理器和液晶顯示，能完成多種傳感的測量和顯示。適合于種植、農學、物理等課程的測量與教學實驗。
[0006]農業多參數測量儀包括測量儀主機和四種傳感器測量傳感探頭，測量儀主機上設置有液晶屏、光照傳感輸入端、二氧化碳傳感輸入端、硫化氫傳感輸入端、氨氣傳感輸入端、3*3鍵盤和USB端口 ；測量儀內具有微處理器芯片，以及光傳感放大電路、二氧化碳傳感放大電路、硫化氫傳感接口電路、氨氣傳感接口電路、驅動電路和顯示電路，用于完成信號的采集、計算處理和顯示。
[0007]本測量儀的四種傳感器測量探頭分別通過各自的放大電路或接口電路與微處理器相連接；其微處理器、驅動電路、顯示電路依次相連接。
[0008]本測量儀采用的微處理器是TI公司生產的MSP430F479。它是一款超低功耗的微處理器，它基于真正的正交16位RISCCPU內核，具有16個可單周期全尋址的16位寄存器，3個不同的時鐘信號，6種工作模式，耗電電流很小，并可置于省電模式，以中斷的方式喚醒，盡可能地降低功耗。MSP430F479具有強大的運算性能、片內包括有精密硬件乘法器、具有60KB的FLASH、2KB的RAM、16位的A/D轉換器、高精度比較器等常用資源。通過片內的JTAG調試接口即可完成系統編碼的調試，開發環境方便高效。
[0009]本測量儀的光照傳感輸入端、二氧化碳傳感輸入端、硫化氫傳感輸入端、氨氣傳感輸入端都采用多芯航空插座。
[0010]本測量儀的液晶顯示電路采用低電壓、低功耗帶中文字庫、采用ST7920控制器的128X64液晶顯示屏。它具有4/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，其模塊接口方式靈活，操作指令簡單、方便，可以顯示8X4行16X16點陣的漢字，也可完成圖形顯示，可構成全中文人機交互圖形界面。
【附圖說明】
[0011]圖1是測量儀外觀圖，其中的I是液晶屏，2是光照傳感輸入端，3是二氧化碳傳感輸入端，4是硫化氫傳感輸入端，5是氨氣傳感輸入端，6是3*3鍵盤，7是USB端口。
[0012]圖2是系統電路原理圖。
[0013]圖3是二氧化碳傳感放大電路圖。
【具體實施方式】
[0014]結合附圖，下面具體說明農業多參數測量儀的工作和電路情況。
[0015]本實用新型采用硅光傳感2DU6作為光照傳感器件，硅光傳感是利用光伏特效應把光直接轉變成電能的器件，它有較大面積的PN結，當光照射在PN結上時，在結的兩端出現電動勢。而光照傳感的光電轉換和放大電路選用美國模擬器件ADI公司推出的新的標準器件0P777，它是單精密運算放大器，具有真正單電源、微功耗和滿電源輸出的特點，同時它還具有極低的失調電壓、低漂移和低噪聲的特點。
[0016]本實用新型的二氧化碳傳感器采用MG811，MG811傳感器對0)2具有良好的靈敏度和選擇性，并且受溫濕度的變化影響較小，但此傳感器內阻很小，如果直接與MSP430的ADC模塊連接容易電壓失真，因此在兩者之間加一個高阻抗的隔離放大器，在應用中采用高輸入阻抗的放大器CA3140作為隔離器放大，將傳感器的電壓值等比例放大在250-330mV，CA3140的輸出端腳經過RC高通濾波后與MSP430F479的ADC轉化器相連。
[0017]本實用新型的氨氣傳感器采用MQ135氣敏傳感器，硫化氫傳感器采用MQ136氣敏傳感器，MQ135和MQ136都屬于表面型半導體氣敏傳感器，它們都為固體電解質型氣敏傳感器，它們都具有良好的靈敏度和驅動電路簡單的特點，只需簡單的分壓接口電路就可將信號傳輸至微處理器。
[0018]本實用新型的3*3鍵盤包含有菜單按鍵、清除按鍵、返回按鍵、確定按鍵、時間按鍵、功能按鍵、背光按鍵和兩個選擇按鍵。分別用于菜單中參數的選擇，傳感顯示的選擇，記錄時間的確認，液晶屏的背光等功能。
[0019]本實用新型的USB端口采用沁恒公司的CH375B芯片，CH375B支持全速的USB-HOST接口，兼容USB2.0協議，只需要簡單的外圍元器件，支持12Mb/s全速USB設備，支持USB設備的控制傳輸、批量傳輸和中斷傳輸，可自動檢測USB設備的連接與斷開，支持5V電源電壓和3.3V電源電壓，CH375B芯片還支持低功耗模式，在使用中采用并行接口通訊方式。
[0020]本實用新型采用農業中常用的各類傳感器和高性能微處理器芯片，能實現對農業環境中的多種參數進行準確的測量和顯示等功能，適合于種植、農學、物理等課程的測量與教學實驗。
【主權項】
1.一種農業多參數測量儀，其特征是:包括測量儀主機和四種傳感器測量傳感探頭，測量儀主機上設置有液晶屏、光照傳感輸入端、二氧化碳傳感輸入端、硫化氫傳感輸入端、氨氣傳感輸入端、3*3鍵盤和USB端口 ；測量儀內具有微處理器芯片，以及光傳感放大電路、二氧化碳傳感放大電路、硫化氫傳感接口電路、氨氣傳感接口電路、驅動電路和顯示電路，用于完成信號的采集、計算處理和顯示。2.根據權利要求1所述的農業多參數測量儀，其特征是:其四種傳感器測量探頭分別通過各自的放大電路或接口電路與微處理器相連接；其微處理器、驅動電路、顯示電路依次相連接。3.根據權利要求1所述的農業多參數測量儀，其特征是:其微處理器芯片采用的是TI公司生產的MSP430F479。4.根據權利要求1所述的農業多參數測量儀，其特征是:其3*3鍵盤包含菜單按鍵、清除按鍵、返回按鍵、確定按鍵、時間按鍵、功能按鍵、背光按鍵和兩個選擇按鍵。5.根據權利要求1所述的農業多參數測量儀，其特征是:其光照傳感輸入端、二氧化碳傳感輸入端、硫化氫傳感輸入端、氨氣傳感輸入端都采用多芯航空插座。
【專利摘要】本實用新型涉及一種農業多參數測量儀，包括測量儀主機和四種傳感器測量傳感探頭，測量儀主機上設置有液晶屏、光照傳感輸入端、二氧化碳傳感輸入端、硫化氫傳感輸入端、氨氣傳感輸入端、3*3鍵盤和USB端口；測量儀內具有微處理器芯片，以及光傳感放大電路、二氧化碳傳感放大電路、硫化氫傳感接口電路、氨氣傳感接口電路、驅動電路和顯示電路。本測量儀采用農業中常用的各類傳感器和高性能微處理器芯片，能實現對農業環境中的多種參數進行準確的測量和顯示等功能，適合于種植、農學、物理等課程的測量與教學實驗。
【IPC分類】G01D21/02
【公開號】CN204881703
【申請號】CN201520664209
【發明人】汪建, 周琴, 李燕
【申請人】四川農業大學, 汪建
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年8月30日