一种设施农业数字化监测系统.pdf

一种设施农业数字化监测系统，由单片机、传感器、液晶显示模块、存储芯片、短信报警模块组成，系统以单片机为核心，连接液晶显示模块，外接温湿度一体传感器；I2C口接存储芯片，串行口接短信报警模块。系统是在单片机的平台上设计的数据存储模块和短信报警模块，方便实用、简化了硬件结构、降低了成本。历史数据的读取采用按键和液晶模块配合的方式，这种方式既考虑到数据存储的可靠性，又兼顾了数据浏览的方便性。

1、  一种设施农业数字化监测系统，其特征在于由单片机、传感器、液晶显示模块、存储芯片、短信报警模块组成，系统以单片机为核心，连接液晶显示模块，外接温湿度一体传感器；I²C口接存储芯片，串行口接短信报警模块。

2、  根据权利要求1所述的系统，其特征在于，以STC89C52单片机为核心，外接SHT10型温湿度一体传感器作为信号采集部分，液晶模块采用深圳海比邻公司的HB19264M1型液晶模块，温湿度等数据存储采用FM3130芯片，作为实时时钟(RTC)和FRAM非易失性存储器部分，短信报警功能由西门子公司的TC35模块来实现。

一种设施农业数字化监测系统
技术领域
本发明属于农业生产技术领域，具体涉及一种设施农业数字化监测系统。
背景技术
设施农业是利用人工建造的设施，为种植业、养殖业及其产品的贮藏保鲜等提供良好的环境条件，以期将农业生物的遗传潜力变为现实的巨大生产力，获得速生、高产、优质、高效的农畜产品。先进的生产工艺技术应以配套的监测系统为载体，调节光、热、水、气、矿质营养等生物的生活要素，能把外界环境的不良影响减少到最低限度，在一定程度上克服传统农业难以解决的限制因素，加强资源的集约高效利用，从而大幅度增进系统的生产力，推动设施农业的可持续发展。因而光、热、水、气等环境信息的采集和存储，是设施农业自动化至关重要的一环，目前有以下最新进展：
《温室生态参数网络智能监测系统的设计》(北方园艺，2007，8)中实现了以温度、湿度、二氧化碳浓度变送器等作为底层电路的监测器件，以VB计算机高级语言制作上位机监测人机界面，设计了温室生态参数网络智能监测系统，实时监测温室生态参数的变化，提示温室管理人员及时作出处理。
《基于GPRS的大棚智能监控系统的设计与实现》(安徽农业科学，2008，36(18))提出了一种基于GPRS技术的远程数据采集和控制系统方案。通过GPRS无线通讯技术建立现场监控系统与互联网的连接，将实时采集信息发送到数据服务器，实现大棚现场数据信息的自动获取，远程智能监控农场的执行系统。
《智能温室中多参数无线监测系统的设计》(农机化研究，2007，5)介绍了一个以单片机为核心基于nRF905的具有无线通信功能的智能温室多参数监测系统设计。
以上代表了当今设施农业数字化监测技术的最新进展，实现了局域无线组网、数据远程传输、上位机自动处理数据等功能。但是它们都存在一个共同的问题：以PC作为数据存储和处理的平台，需要较为复杂昂贵的系统设备支撑。但是对于中国广大农村，甚至很多农业科研院所来说，能够达到以上条件的为数不多。因此出现了这样的情况：一方面是基于PC的数字化监测技术不断进步，另一方面是广大农业科研、生产很需要设施农业数字化监测系统却无力配置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低成本的设施农业数字化监测系统，以解决监测技术与设施农业脱节的矛盾，该系统具备数据自动存储和短信报警功能。
本发明的设施农业数字化监测系统由单片机、传感器、液晶显示模块、存储芯片、短信报警模块组成，系统以单片机为核心，连接液晶显示模块，外接温湿度一体传感器；I²C口接存储芯片，串行口接短信报警模块。
本发明的设施农业数字化监测系统可实现如下功能：
1、数据自动存储
2、短信报警，具体功能为：
(1)每天早中晚三次定时将温湿度等值通过短信的方式发送到指定手机上(也可设置为群发)；
(2)用户可随时发短信查询当前设施农业的温湿度等值；
(3)当设施农业出现异常状况时，可以通过短信报警。
更进一步优选配置如下：
以STC89C52单片机为核心，外接SHT10型温湿度一体传感器作为信号采集部分，液晶模块采用深圳海比邻公司的HB19264M1型液晶模块，温湿度等数据存储采用FM3130芯片(容量为64K)，作为实时时钟(RTC)和FRAM非易失性存储器部分，数据的读出，采用按键控制液晶屏翻屏的方式；短信报警功能由西门子公司的TC35模块来实现。
其中FM3130芯片的64K铁电非易失性RAM功能是作为数据存储的部分，它具有断电数据自动保存功能，可供无限次写入；同时还具有实时时钟/日历功能，可以为单片机提供系统时间，这样就起到了简化硬件结构、降低成本的作用；瑞士Sensirion产SHT10数字温湿度传感器，具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。全量程标定，两线数字接口，可与单片机直接相连。测量的温度范围：-40～+123.8℃；湿度范围：0～100％RH；完全可以满足要求。
附图说明
图1为液晶显示示意图，液晶屏显示的是当天的数值。当按下一次“查询”键，液晶屏翻到上一页(显示前一天的内容)，以此类推，依次向前翻页，直到第一天的记录，再按下就回到当天的页面；也可以在任何页面按下“复位”键，这样就直接回到当天页面。这样就以天为单位，以早中晚三个时间段为采样点，既可以显示当天的数据，也可以翻到之前任意一天的数据。
图2为系统硬件结构图
本发明的优点是：系统是在单片机的平台上设计的数据存储模块和短信报警模块，方便实用、简化了硬件结构、降低了成本。历史数据的读取采用按键和液晶模块配合的方式，这种方式既考虑到数据存储的可靠性，又兼顾了数据浏览的方便性。
具体实施方式
实施例：
以STC89C52单片机为核心，外接SHT10型温湿度一体传感器作为信号采集部分；I²C口接FM3130芯片，作为实时时钟(RTC)和FRAM非易失性存储器部分；串行口接TC35模块，当系统出现异常时发短信报警；液晶模块采用深圳海比邻公司的HB19264M1型液晶模块。
其中FM3130芯片的64K铁电非易失性RAM功能是作为数据存储的部分，它具有断电数据自动保存功能，可供无限次写入；同时还具有实时时钟/日历功能，可以为单片机提供系统时间，这样就起到了简化硬件结构、降低成本的作用；瑞士Sensirion产SHT10数字温湿度传感器，具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。全量程标定，测量的温度范围：-40～+123.8℃；湿度范围：0～100％RH。