基于msp430f169的遠程農田氣象信息監測系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于MSP430F169的遠程農田氣象信息監測系統，包括一MSP430F169微控制器，MSP430F169微控制器分別與溫濕度傳感器、光照傳感器、CO2濃度傳感器、時鐘芯片、GPRS模塊、點陣鍵盤、液晶顯示屏相連，所述CO2濃度傳感器采用TGS4160，TGS4160通過AM?4檢測模塊與MSP430F169微控制器相連。MSP430F169微控制器通過對溫濕度傳感器、光照傳感器、CO2濃度傳感器、時鐘芯片的操作獲取各個監測點的數據信息，并將采集的數據信息經由RS?232接口傳輸到GPRS模塊進行遠程無線通信。
【專利說明】
基于MSP430F169的遠程農田氣象信息監測系統
技術領域
[0001]本實用新型屬于農業物聯網技術領域，具體來說涉及一種基于MSP430F169的遠程農田氣象信息監測系統。
【背景技術】
[0002]我國是一個農業大國，而農業又是氣候變化最敏感的領域之一，氣象條件對農業生產過程有著重要影響，并且隨著農業產業結構的調整，農業尤其是特色農業對氣象服務質量的要求越來越高。精準農業是基于信息和知識管理復雜農業系統的集成技術體系，它能以最少的或最節省的投入達到同等收入或更高的收入，并改善環境，高效地利用各類農業資源，獲得經濟效益和環境效益。精準農業代表了 21世紀全球農業發展方向，作為農業科技革命的重要成果和農業知識創新工程的重要組成部分，已成為當今世界農業最富有吸引力的前沿課題之一。近年來農田氣象信息獲取的方法和手段不斷提高和豐富。但從總體上看，還存在一些有待解決的問題，如農田信息采集過程手段還相對落后、效率不高，針對性不強;傳輸方式受布線難、成本高、傳輸距離有限、入網許可等限制;存在由于農田分布散、設備多、管理困難等不足。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種利用超低功耗的單片機MSP430F169作為主控芯片、融合GPRS通信方式、具有較低成本的遠程農田氣象信息監測系統。該系統可以通過傳感器檢測對溫度、濕度、光照、C02濃度以及時間等數字信號進行采集，并通過GPRS模塊進行遠程無線通信，將監測的數據信息上傳給上位機，實現對農田氣象信息遠程監測。
[0004]本實用新型是通過以下技術方案實現的:
[0005]—種基于MSP430F169的遠程農田氣象信息監測系統，包括一 MSP430F169微控制器，MSP430F169微控制器分別與溫濕度傳感器、光照傳感器、⑶2濃度傳感器、時鐘芯片、GPRS模塊、點陣鍵盤、液晶顯示屏相連，所述C02濃度傳感器采用TGS4160，TGS4160通過AM-4檢測模塊與MSP430F169微控制器相連。
[0006]在上述技術方案中，所述溫濕度傳感器型號為SHTlI。
[0007]在上述技術方案中，所述光照傳感器型號為BH1750。
[0008]在上述技術方案中，所述時鐘芯片型號為PCF8563。
[0009]本實用新型的優點和有益效果為:
[0010]本實用新型所述的遠程農田氣象信息監測系統按程序中預先設置的采集周期，利用溫濕度傳感器、光照傳感器、C02濃度傳感器、時鐘芯片分別對溫度、濕度、光照、⑶2濃度以及時間等數字信號進行采集，微控制器將采集的信息經由RS-232接口傳輸到GPRS模塊進行遠程無線通信，實現對農田氣象信息遠程監測。本實用新型系統結構模型合理，軟硬件設計可行，具有靈活的擴充性，并且穩定可靠，成本較低，可以滿足農田氣象信息遠程監測的實際需要。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是本實用新型的硬件電路結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合具體實施例進一步說明本實用新型的技術方案。
[0013]如圖1所示，本實用新型所涉及的一種基于MSP430F169的遠程農田氣象信息監測系統，包括一 MSP430F169微控制器，MSP430F169微控制器分別與溫濕度傳感器、光照傳感器、C02濃度傳感器、時鐘芯片、GPRS模塊、點陣鍵盤、液晶顯示屏相連，MSP430F169微控制器通過對溫濕度傳感器、光照傳感器、C02濃度傳感器、時鐘芯片的操作獲取各個監測點的數據信息(溫度、濕度、光照輻射強度、C02濃度、實時時間)，并將采集的數據信息經由RS-232接口傳輸到GPRS模塊進行遠程無線通信，將監測點的數據信息上傳給上位機。
[0014]所述MSP430F169微控制器是美國德州儀器公司(TI)的超低功耗、高性能的16位微處理器，其控制功能強，接口豐富，滿足本實用新型的主控要求。
[0015]所述溫濕度傳感器采用瑞士Sensir1n公司生產的SHTlI，SHTlI溫濕度傳感器是帶有I2C總線的數字式溫濕度傳感器，具有免調試、免標定、測量分辨率可編程調節、CRC傳輸校驗、超小封裝尺寸等特點；其測量精度高，是各種溫濕度監測應用中的一種優選器件。SHTl I溫濕度傳感器通過I2C總線與MSP430F169連接進行通信。
[0016]所述光照傳感器型號為冊1750。冊1750是一種兩線式串行總線I2C接口的數字型光照強度傳感器集成電路。它可以根據收集的光線強度數據來進行環境監測，可支持較大范圍的光照強度變化，直接數字輸出，省去復雜的數學運算，使用方便簡單。光照傳感器BH1750通過I2C總線與MSP430F169連接進行通信。
[0017]所述二氧化碳檢測采用二氧化碳濃度傳感器TGS4160，TGS4160二氧化碳傳感器是費加羅(FIGARO)公司生產的固態電化學型氣體敏感元件。這種二氧化碳傳感器除具有體積小、壽命長、選擇性和穩定性好等特點外，同時還具有耐高濕低溫的特性，可廣泛用于自動通風換氣系統或是二氧化碳氣體的長期監測等應用場合。TGS4160用于檢測二氧化碳濃度信號，在實際測量應用電路中，還要對測得的信號進行處理，處理該信號選擇使用費加羅(FIGARO)公司的專用于處理TGS4160檢測信號(重新標定TGS4160)的AM-4檢測模塊。AM-4檢測模塊內部帶有A/D轉換器，并已對數據進行了采樣并作了處理，它輸出的電壓信號與二氧化碳濃度值呈線性關系，輸出的電壓信號為O?3.0V，相當于O?3000ppm的二氧化碳濃度。
[0018]所述時鐘芯片型號為PCF8563，PCF8563是PHILIPS公司推出的一款工業級內含I2C總線接口功能的具有極低功耗的多功能時鐘/日歷芯片。按I2C總線協議規約，I2C總線由數據線SDA和時鐘線SCL構成的串行總線，可發送和接收數據。時鐘芯片PCF8563通過I2C總線與MSP430F169連接進行通信。
[0019]為實現現場和客戶端的通訊，本實用新型中的GPRS模塊選用北京天同誠業科技有限公司的WG-8010GPRS無線通訊模塊，該模塊內置工業級GPRS模塊，提供標準的RS232/485數據接口和標準的S頂卡接口，可以很方便地與微控制器MSP430F169連接，僅需一次性完成初始化配置，就可以與數據中心通過GPRS無線網絡建立連接，實現數據的完全透明傳輸。同時，該公司提供了Comway無線串口軟件與GPRS模塊配合使用，可以幫助用戶建立遠端串口設備和用戶計算機之間的無線通信信道，用戶僅需在計算機中安裝Comway無線串口軟件，即可使用原來基于串口通訊的應用程序來處理遠端串口設備的數據，而無需勞心費神于公網IP地址或者是網絡端口映射、動態域名映射等具體問題。
[0020]所述點陣鍵盤和液晶顯示屏組成人機交互系統，點陣鍵盤選擇4X4點陣鍵盤，液晶顯示屏選擇12864IXD液晶顯示屏。
[0021]遠程農田氣象信息監測系統按預先設置的采集周期，對各傳感器檢測的溫度、濕度、光照、C02濃度以及時間等數字信號進行采集，并將采集的數據信息經由RS-232接口傳輸到GPRS模塊進行遠程無線通信，將監測點的數據信息上傳給上位機，實現對農田氣象信息遠程監測。
[0022]以上對本實用新型做了示例性的描述，應該說明的是，在不脫離本實用新型的核心的情況下，任何簡單的變形、修改或者其他本領域技術人員能夠不花費創造性勞動的等同替換均落入本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種基于MSP430F169的遠程農田氣象信息監測系統，其特征在于:包括一MSP430F169微控制器，MSP430F169微控制器分別與溫濕度傳感器、光照傳感器、⑶2濃度傳感器、時鐘芯片、GPRS模塊、點陣鍵盤、液晶顯示屏相連；其中，所述C02濃度傳感器采用TGS4160，TGS4160通過AM-4檢測模塊與MSP430F169微控制器相連;所述溫濕度傳感器型號為SHTll;所述光照傳感器型號為BH1750。2.根據權利要求1所述的基于MSP430F169的遠程農田氣象信息監測系統，其特征在于:所述時鐘芯片型號為PCF8563。
【文檔編號】G05D27/02GK205427670SQ201521082038
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年12月20日
【發明人】于名飛, 徐召, 郭強輝
【申請人】天津三石科技有限公司