[实用新型]可存储土壤环境监测仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种可存储土壤环境监测仪，属于电子技术和农业技术应用领域。

背景技术

在农业生产过程中，温度和湿度是农业作物生长中的两个重要生长环境参数，温度与湿度等环境参数直接影响农作物的生长。由于土壤环境中的温度湿度变化迅速，用户常常不能随时监测，并做出有效的判断，导致农业生产效率低下。

传统的温度和湿度测量大多采用人工测量的方式，相对于自动测量来说比较繁琐、效率也低。同时如使用固定式的温湿度记录仪只能放置在特定的区域，而有些情况受到被测环境、状况和试验区域等方面限制，需要应用便携式的且可对多个试验区域进行记录的温湿度测量方式。为了保证能有正确的农业土壤环境测量数据，同时也考虑操作的方便性，需要开发一种能对土壤环境的温度湿度进行无线监测测量的仪器。

实用新型内容

针对现有的测量仪器的不足，本实用新型采用无线单片机CC1110构成无线发射电路，并且结合新型数字式温湿度传感器SHT75作为传感元件连接到无线发射端，并放置于需要测量的土壤环境里，可供接收距离200多米的外的接收机接收到土壤环境的温度湿度情况，监测仪还能将信号以GPRS模式发出，更扩大了数据的接收范围。同时监测仪能将测量数据保存在SD卡中，方便了数据的使用。

本可存储土壤环境监测仪，监测仪上设置有测量开关按钮、可旋转发射天线、插入脚和SD卡端口，监测仪内具有温湿度传感器、SD卡、无线发射电路和GPRS发射电路。

本实用新型由无线单片机芯片CC1110和温湿度传感器SHT75构成数据采集端和发射模块。监测仪内的无线发射电路主芯片采用单片机CC1110，而监测仪内的温湿度传感器采用SHT75。

本实用新型的无线通信电路的核心器件是CC1110芯片，CC1110是TI公司生产的一种低功耗的无线单片机，该芯片包含了一个标准的8051MCU和一个无线收发芯片。8051MCU自带32KB Flash和4KBRAM，还包含定时器、看门狗定时器、32kHz晶振的休眠模式定时器、上电复位电路、掉点检测电路及21个I/O口等。本系统的无线信号可工作在315/433/868/915MHz频段。CC1110的RF射频收发器集成了一个可配置的调制解调器，支持不同的调制格式，其数据传输率可达500kb/s。

本实用新型的温湿度采集电路的核心器件是SHT75芯片，它是瑞士Sensirion推出的一种单芯片传感器，基于领先世界的CMOSens数字传感技术，具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性，含有已校准的数字信号输出的温湿度复合传感器。其内部包括一个电容式聚合体测湿元件和一个能隙式测温元件，并与一个14位的A/D转换器以及串行接口电路集成在同一芯片上，它可与单片机直接相连，此外，该传感器还具有响应速度快、抗干扰能力强、性价比高等优点。

本实用新型还具有GPRS无线通信电路，其监测仪内的GPRS发射电路主芯片采用了M10型GPRS模块来实现，M10是一款GSM/GPRS四频模块，可以很方便的嵌入到应用中。M10具有工业标准接口，支持GSM/GPRS850/900/1800/1900MHz的语音、短信、数据传输和传真等功能，及有小尺寸、低功率、价格便宜等特点。

本实用新型的SD卡端口上具有遮片，可防止尘土和雨水等进入监测仪，其SD卡采用miniSD卡格式。

附图说明

图1是监测仪外观图，其中的1是测量开关按钮，2是可旋转发射天线，3是插入脚，4是SD卡端口。

图2是无线发射电路图。

图3是温度湿度采集电路图。

具体实施方式

结合附图，下面具体说明可存储土壤环境监测仪的工作和电路情况。

监测仪所采用的主芯片CC1110在接收和发射模式下的电流分别低于16.2mA或16mA；休眠模式时，电流仅为0.5uA，外部中断或RTC能唤醒系统；在待机模式时，电流低于0.3uA，外部中断能唤醒系统；硬件支持CSMA/CA功能；有较宽的电压范围：2.0V～3.6V；同时具有DMA功能和电池检测功能。

在无线发射电路中，CC1110的高速时钟源电路是由26MHz的晶振X1、C20和C21组成，系统的无线接收端由市电电源供电，可不计较功耗，因此可采用高速时钟源。在土壤环境试验区域内工作的监测仪由电池供电，担当温湿度数据采集的任务，考虑到电池的消耗，采用低功耗的低速时钟源。低速时钟源电路由32.768kHz的晶振X2、C31和C32组成。