[实用新型]一种基于近场通信技术的小面积种植区域监测节点

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种适用于农业与园林领域的监测节点，该节点可以对小面积种植区域内的植物基本种植参数进行数据采集，并可通过近场通信技术(NFC，Near Field Communication)被移动智能设备访问。

背景技术

随着农业与园林技术的发展，基于电子信息技术的精细种植系统得到了飞速的进步。而微区域种植是近年来精细化种植的一个主要发展方向。小面积种植区域通常覆盖面积在数平方米到数百平方米之间。其可能是从属于大面积农业种植区域的小型地块，也可能是住宅阳台、街边园角等城市小面积种植区域，还可能是园林绿化中的一些场合(如特定的花坛、装饰性绿地或单独的古木名树等)。由于我国耕地面积较少，所以许多农业从业者所拥有的耕地面积十分有限，需要深入挖掘单位土地面积上的种植效率。而随着城市化的发展，园林技术与阳台农业也对微区域栽培技术提出了新的要求。在很多小面积区域种植技术的应用场合中，不仅强调提高单位面积上的种植效率，而且还需要提供与种植过程参与者之间简单便捷的交互手段。

简单便捷的数据交互手段将在种植监测过程中尤其起到非常重要的作用。而近年来移动智能设备的普及为实现简单便捷的数据交互提供了坚实的基础。传统基于GPRS或ZigBee技术的种植监测系统多依赖上位机支持，成本较高且不利于进行简单直观的人机交互。基于GPRS或ZigBee技术的种植监测系统在组网与维护上也需要投入较多的费用与人工。如果要对小面积种植区域进行监测，单节点或数个节点即可满足监测要求；而小面积种植区域空间跨度不大，使用者可以通过直接从节点读取的方式简单直观地获取数据，实现“所见即所测”的数据索取模式。

近年来NFC技术由于具有成本低廉、稳定可靠、通信效率高、协议简单、节点之间干扰小及易于与移动智能设备集成的优点，从而得到了飞速的发展，NFC是一种短距离(通常在十厘米内)的高频无线通信技术，利用其可进行点对点非接触式的数据传输。其传输速率可满足无线传感器采集数据传输的需求，且易于进行设备之间的配对。

小面积种植区域监测的需求对节点系统的集成化程度、性价比、扩展性及能耗等都有较高的要求。可编程片上系统(PSoC，Programmable System-on-Chip)在单芯片中集成了丰富的功能资源，用户可以根据系统设计的需求灵活调用。基于PSoC进行小面积种植区域监测节点的设计，可以较大程度地降低系统的尺寸、节约外围器件、提供较高的采样精度、实现较多通道的数据采集。PSoC还具有较好的能耗特性，其灵活的引脚功能定义与内资接口也可方便系统的开发与维护。

通过结合NFC技术与PSoC技术，可以较好地满足对小面积种植区域监测数据的采集与数据交互功能，形成简洁高效的系统设计方案。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种满足小面积种植区域中的监测需求的，可独立自主工作，可简单直接地被移动智能设备进行访问，结构简单、成本低廉、性能可靠、采样精度高的监测节点。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供一种基于近场通信技术的小面积种植区域监测节点，其特征在于：由核心处理部分、NFC近场通信部分、种植传感部分、系统供电部分及防水箱组成，核心处理部分连接NFC近场通信部分和种植传感部分，系统供电部分连接核心处理部分、NFC近场通信部分和种植传感部分，各部分需要与外部进行隔离的单元设于防水箱内。

优选地，所述核心处理部分由互相连接的可编程片上系统PSoC芯片和存储芯片组成。

优选地，所述NFC近场通信部分由NFC射频通信芯片及与其配套的天线组成。

优选地，所述天线为基于铁氧体材料的耦合天线，所述天线贴敷于所述防水箱的内表面。

优选地，所述种植传感部分由土壤温度传感器、土壤水分传感器、土壤电导率传感器、空气温度传感器、空气湿度传感器、日光辐照传感器和氧气传感器组成。

优选地，所述种植传感部分通过放大器与所述核心处理部分连接。

优选地，所述系统供电部分包括太阳能控制器，太阳能电池板和铅酸电池均与太阳能控制器连接，太阳能控制器与DC-DC芯片连接，DC-DC芯片连接线性稳压器。