一种用于农田环境数据采集的信息采集系统.pdf

本发明公开了一种用于农田环境数据采集的信息采集系统，包括ARM处理器，以及同ARM处理器相连接的探测电路、FLASH、SDRAM、液晶显示器、键盘、定位系统。本发明根据采集农田环境系数信息的需要，利用传感技术监测多种农田环境系数信息，以备工作人员进行多种农田环境系数值的了解，同时结合人机交互界面来对所监测的信息进行数据统计和系统工作状态的调节，同时利用定位系统进行农田区域定位，以备后台进行多农田区域监测，具有结构简单，经济适用，设计合理等特点。

权利要求书
1.  一种用于农田环境数据采集的信息采集系统，其特征在于：包括ARM处理器，以及同ARM处理器相连接的探测电路、FLASH、SDRAM、液晶显示器、键盘、定位系统，在所述的探测电路内设置有温度传感器，所述的温度传感器同ARM处理器相连接，在所述的探测电路内设置有湿度传感器，所述的湿度传感器同ARM处理器相连接，在所述的探测电路内设置有土壤养分分析仪，所述的土壤养分分析仪同ARM处理器相连接。

2.  根据权利要求1所述的一种用于农田环境数据采集的信息采集系统，其特征在于：还包括同ARM处理器相连接的报警装置。

3.  根据权利要求1所述的一种用于农田环境数据采集的信息采集系统，其特征在于：还包括上位机，所述的上位机通过接口电路连接ARM处理器。

4.  根据权利要求1所述的一种用于农田环境数据采集的信息采集系统，其特征在于：还包括同ARM处理器相连接的CAN接口。

5.  根据权利要求1所述的一种用于农田环境数据采集的信息采集系统，其特征在于：所述的ARM处理器采用型号为TMS470MF04207微控制器。

说明书一种用于农田环境数据采集的信息采集系统
技术领域
本发明涉及信息采集领域，具体的说，是一种用于农田环境数据采集的信息采集系统。
背景技术
精细农业的核心问题可叙述为信息获取、农田信息管理和分析、决策分析、决策的农田实施四大部分。其中农田基础信息(土壤养分、湿度、理化性状、苗情、病虫草害)的获取和处理是精细农业技术的起点。如果这个问题解决不好就很难真正地实施精准农业。农田信息主要包括地理环境、土壤环境、小气候、水环境、与作物生长状况相关的信息以及管理信息等，具有量大、多维(信息多种多样)、动态、不确定(系统的噪声或随机噪声)、不完整、时空变异性强等特点。在精细农业研究中，目前优先需要考虑的是土壤水分、土壤养分、土壤压实、耕作层深度和作物病虫草害及作物苗情分布信息等，要求能够定位、快速、精确、连续地测量。传统的实验室分析方法已很难满足这一要求，为此，需要开发适用于精细农业的农田信息快速采集技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于农田环境数据采集的信息采集系统，根据采集农田环境系数信息的需要，利用传感技术监测多种农田环境系数信息，以备工作人员进行多种农田环境系数值的了解，同时结合人机交互界面来对所监测的信息进行数据统计和系统工作状态的调节，同时利用定位系统进行农田区域定位，以备后台进行多农田区域监测，具有结构简单，经济适用，设计合理等特点。
本发明通过下述技术方案实现：一种用于农田环境数据采集的信息采集系统，包括ARM处理器，以及同ARM处理器相连接的探测电路、FLASH、SDRAM、液晶显示器、键盘、定位系统。
其工作原理及作用：设置于农田监测区域内的探测电路将所探测到的诸如温度、湿度、养分含量等农田环境系数信息经内部处理为ARM处理器能够识别和处理的信息后发送至ARM处理器同时结合FLASH和SDRAM进行数据的存储、分析、比对，同时工作人员利用其上设置的键盘和液晶显示器所组成的人机交互界面对所探测到的农田环境系数信息进行相应的了解、数据显示、数据统计，并实时的进行系统校正，以使其处于最佳工作状态；设置在ARM处理器上的定位系统，能通过卫星定位确定此系统处于那一块监测区域。
为更好的实现本发明，在所述的探测电路内设置有温度传感器，所述的温度传感器同ARM处理器相连接。
其工作原理及作用：设置有探测电路内的温度传感器将所监测区域内农田的环境温度系数感应接收并经温度传感器内部数据处理为ARM处理器所能分析处理的数据后发往ARM单片机，然后结合系统内的其它电路，最终达到让工作人员能够实时的知晓农田区域的环境温度系数值，并可根据需要作出相应的系统工作状态调节、环境温度系数值的存储等。
为更好的实现本发明，在所述的探测电路内设置有湿度传感器，所述的湿度传感器同ARM处理器相连接。
其工作原理及作用：设置有探测电路内的湿度传感器将所监测区域内农田的环境湿度系数感应接收并经湿度传感器内部数据处理为ARM处理器所能分析处理的数据后发往ARM单片机，然后结合系统内的其它电路，最终达到让工作人员能够实时的知晓农田区域的环境湿度系数值，并可根据需要作出相应的系统工作状态调节、环境湿度系数值的存储等。
为更好的实现本发明，在所述的探测电路内设置有土壤养分分析仪，所述的土壤养分分析仪同ARM处理器相连接。
其工作原理及作用：设置有探测电路内的土壤养分分析仪将所监测区域内农田的土壤养分含量系数感应接收并经土壤养分分析仪内部数据处理为ARM处理器所能分析处理的数据后发往ARM单片机，然后结合系统内的其它电路，最终达到让工作人员能够实时的知晓农田区域的土壤养分含量系数值，并可根据需要作出相应的系统工作状态调节、土壤养分含量系数值的存储等。
为更好的实现本发明，为便于当环境系数值低于或高于预期目标值而能快速进行报警，设置有下述结构，还包括同ARM处理器相连接的报警装置。当探测电路内部所设置的温度感应器、湿度感应器、土壤养分分析仪所探测到的环境系数值低于预期或高于预期时，ARM处理器将发送一条报警指令到报警装置中，启动报警装置进行报警。
为更好的实现本发明，还包括上位机，所述的上位机通过接口电路连接ARM处理器。在使用时，ARM处理器中的各种环境温度系数值数据、环境湿度系数值数据、农田土壤养分系数值数据通过接口电路传输到上位机中，以供上位机上工作人员进行所得数据的存储、比较、分析，并根据需要操作别的系统改变监测区域内的环境系数值。
为更好的实现本发明，还包括同ARM处理器相连接的CAN接口。CAN接口为一种以太网通信接口，ARM处理器中的各种环境温度系数值数据、环境湿度系数值数据、农田土壤养分系数值数据以及控制信息等同时可以通过CAN接口在以太网中进行交互传输，以达到远程的多节点控制。
在本发明中，所述的ARM处理器采用型号为TMS470MF04207微控制器。TMS470MF04207是一款包括32位RISCCPU内核，具有高达448K字节的程序内存，具有 （SECDED ECC）的64K字节闪存（用于获得额外的程序空间或进行 EEPROM 仿真），高达24K字节的静态 RAM (SRAM) ，带实时中断定时器 (RTI)、矢量中断模块 (VIM)、硬件内置自测试 (BIST) 校验器，用于SRAM (MBIST) 和 CPU (LBIST)、64 位循环冗余校验器 (CRC)、基于调频零引脚锁相环 (FMzPLL) 的时钟模块（带前置分频器）、两个多缓冲串行外设接口 (MibSPI)、两个具有本地互连网络接口 (LIN) 的 UART (SCI)、两个 CAN 控制器 (DCAN)、高端定时器 (HET)、外部时钟前置分频 (ECP) 模块、一个 16 通道 10 位多缓冲 ADC (MibADC)、错误信令模块 (ESM)、4 个专用的通用 I/O (GIO) 引脚和 45 个附加外设 I/O (100 引脚封装)的ARM处理器，能够高效、快速、精准、大规模的处理及得信息，并支持通信协议传输数据。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本发明根据采集农田环境系数信息的需要，利用传感技术监测多种农田环境系数信息，以备工作人员进行多种农田环境系数值的了解，同时结合人机交互界面来对所监测的信息进行数据统计和系统工作状态的调节，同时利用定位系统进行农田区域定位，以备后台进行多农田区域监测，具有结构简单，经济适用，设计合理等特点。
（2）本发明所述的报警装置将会在监测到的环境系数值低于或高于预期目标值时，起到报警的目的。
（3）本发明所述的上位机能通过接口电路将环境系数值进行收集，并通过上位机上工作人员进行所得数据的存储、比较、分析，并根据需要操作别的系统改变监测区域内的环境系数值。
（4）本发明所述的CAN接口能将ARM处理器中各类数据经以太网进行交互传输，以达到远程的多节点控制。
（5）本发明所使用的处理器芯片皆为现有成熟芯片，其工作稳定性能很好的达到技术要求，使整个系统能够平稳的正常运行。
附图说明
图1为本发明的原理框图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例：
一种用于农田环境数据采集的信息采集系统，如图1所示，包括ARM处理器，以及同ARM处理器相连接的探测电路、FLASH、SDRAM、液晶显示器、键盘、定位系统。
其工作原理及作用：设置于农田监测区域内的探测电路将所探测到的诸如温度、湿度、养分含量等农田环境系数信息经内部处理为ARM处理器能够识别和处理的信息后发送至ARM处理器同时结合FLASH和SDRAM进行数据的存储、分析、比对，同时工作人员利用其上设置的键盘和液晶显示器所组成的人机交互界面对所探测到的农田环境系数信息进行相应的了解、数据显示、数据统计，并实时的进行系统校正，以使其处于最佳工作状态；设置在ARM处理器上的定位系统，能通过卫星定位确定此系统处于那一块监测区域。
为更好的实现本发明，如图1所示，在所述的探测电路内设置有温度传感器，所述的温度传感器同ARM处理器相连接。
其工作原理及作用：设置有探测电路内的温度传感器将所监测区域内农田的环境温度系数感应接收并经温度传感器内部数据处理为ARM处理器所能分析处理的数据后发往ARM单片机，然后结合系统内的其它电路，最终达到让工作人员能够实时的知晓农田区域的环境温度系数值，并可根据需要作出相应的系统工作状态调节、环境温度系数值的存储等。
为更好的实现本发明，如图1所示，在所述的探测电路内设置有湿度传感器，所述的湿度传感器同ARM处理器相连接。
其工作原理及作用：设置有探测电路内的湿度传感器将所监测区域内农田的环境湿度系数感应接收并经湿度传感器内部数据处理为ARM处理器所能分析处理的数据后发往ARM单片机，然后结合系统内的其它电路，最终达到让工作人员能够实时的知晓农田区域的环境湿度系数值，并可根据需要作出相应的系统工作状态调节、环境湿度系数值的存储等。
为更好的实现本发明，如图1所示，在所述的探测电路内设置有土壤养分分析仪，所述的土壤养分分析仪同ARM处理器相连接。
其工作原理及作用：设置有探测电路内的土壤养分分析仪将所监测区域内农田的土壤养分含量系数感应接收并经土壤养分分析仪内部数据处理为ARM处理器所能分析处理的数据后发往ARM单片机，然后结合系统内的其它电路，最终达到让工作人员能够实时的知晓农田区域的土壤养分含量系数值，并可根据需要作出相应的系统工作状态调节、土壤养分含量系数值的存储等。
为更好的实现本发明，如图1所示，为便于当环境系数值低于或高于预期目标值而能快速进行报警，设置有下述结构，还包括同ARM处理器相连接的报警装置。当探测电路内部所设置的温度感应器、湿度感应器、土壤养分分析仪所探测到的环境系数值低于预期或高于预期时，ARM处理器将发送一条报警指令到报警装置中，启动报警装置进行报警。
为更好的实现本发明，如图1所示，还包括上位机，所述的上位机通过接口电路连接ARM处理器。在使用时，ARM处理器中的各种环境温度系数值数据、环境湿度系数值数据、农田土壤养分系数值数据通过接口电路传输到上位机中，以供上位机上工作人员进行所得数据的存储、比较、分析，并根据需要操作别的系统改变监测区域内的环境系数值。
为更好的实现本发明，如图1所示，还包括同ARM处理器相连接的CAN接口。CAN接口为一种以太网通信接口，ARM处理器中的各种环境温度系数值数据、环境湿度系数值数据、农田土壤养分系数值数据以及控制信息等同时可以通过CAN接口在以太网中进行交互传输，以达到远程的多节点控制。
在本发明中，如图1所示，所述的ARM处理器采用型号为TMS470MF04207微控制器。TMS470MF04207是一款包括32位RISCCPU内核，具有高达448K字节的程序内存，具有 （SECDED ECC）的64K字节闪存（用于获得额外的程序空间或进行 EEPROM 仿真），高达24K字节的静态 RAM (SRAM) ，带实时中断定时器 (RTI)、矢量中断模块 (VIM)、硬件内置自测试 (BIST) 校验器，用于SRAM (MBIST) 和 CPU (LBIST)、64 位循环冗余校验器 (CRC)、基于调频零引脚锁相环 (FMzPLL) 的时钟模块（带前置分频器）、两个多缓冲串行外设接口 (MibSPI)、两个具有本地互连网络接口 (LIN) 的 UART (SCI)、两个 CAN 控制器 (DCAN)、高端定时器 (HET)、外部时钟前置分频 (ECP) 模块、一个 16 通道 10 位多缓冲 ADC (MibADC)、错误信令模块 (ESM)、4 个专用的通用 I/O (GIO) 引脚和 45 个附加外设 I/O (100 引脚封装)的ARM处理器，能够高效、快速、精准、大规模的处理及得信息，并支持通信协议传输数据。
本发明根据采集农田环境系数信息的需要，利用传感技术监测多种农田环境系数信息，以备工作人员进行多种农田环境系数值的了解，同时结合人机交互界面来对所监测的信息进行数据统计和系统工作状态的调节，同时利用定位系统进行农田区域定位，以备后台进行多农田区域监测，具有结构简单，经济适用，设计合理等特点。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。