[发明专利]一种传感器通用接口采集系统

说明书

技术领域

本发明涉及农业信息采集领域，特别是涉及一种传感器通用接口采集系统。

背景技术

农业生产过程中需要通过多种传感器测量多种信息，作为数据采集装置，目前大都采用方式为专用接口配专用传感器方式，针对具体信号进行相关补偿、滤波、多极放大、校准、隔离、转换等处理，满足传感器采集需求，具有较好的精度、稳定性，能够最大范围发挥传感器的性能；而为了能够同时连接不同传感器，使传感器接口通用化、智能化，业内也做了相关努力，目前成熟应用比较少。德国Ahlborn(爱尔邦)公司就是其中一家，其便携式采集装置采用通用接口思想，研制的通用接口，每个传感器必须通过专用调理转换模块，才能连接到采集装置中，其核心的调理转换模块，将不同传感器信号进行调理，转换成标准信号，采集装置统一采集处理。该产品将复杂的专用调理电路移到传感器前端，使系统更具有灵活性；随着对半导体技术和智能传感器的研究不断深入，国际上提出IEEE1451智能传感器标准，规定开发传感器即插即用标准，能大幅度减少传感器系统的搭建、配置与编程工作。公开号为CN101271616的中国专利公开了一种基于IEEE1451标准的无线智能传感器节点，包括普通传感器(实现原始物理参数采集)、与传感器电连接的信号转换模块(实现模拟信号到数字信号转换)、智能传感器接口模块(STIM：实现普通传感器的智能化)、与信号转换模块和智能传感器接口模块电连接的无线收发模块。信号转换模块和STIM模块通过微处理器实现，通过TEDS数据的设置和读取，实现传感器的即插即用和远程校正。针对通用接口部分公司已提供集成芯片，荷兰Smartec公司推出的一种传感器接口集成电路UTI，可以为容性器件、铂电阻、热敏电阻、电阻电桥及电位差计等各种类型传感器提供接口电路，具有较高的精度和一致性。

以上相关技术背景所涉及的装置和方法都是针对工业应用领域，通用接口都是工业应用的传感器，在农业生产过程中，不仅需要对常规的气象环境信息、土壤温湿度、EC/pH值、压力等常规参数测量，同时还需要对叶片温湿度、果实膨大、径流量、土壤张力、营养液离子浓度等相关的参数进行测量，而且，在农业设施、大田灌溉、水产养殖、禽舍养殖等多个领域对采集参数有着不同要求，另外，野外以及高温高湿的环境也是目前工业采集装置所不能完全满足的。

目前很多采集装置采用专用接口，不允许其它类型传感器的连接，灵活性低，测量参数少；具备通用接口电路的采集装置，每个传感器需要相关的转换接口，接线复杂，提高整体成本，同时接口部分协议不公开，传感器使用受到限制；集成芯片方式的接口很多针对模拟传感器，对传感器种类有限制，在数字传感器、标准信号模拟传感器、脉冲传感器没有很好的解决方法；符合IEEE1451标准的智能传感器，需要对每个传感器进行相关处理，增加微处理器和存储器进行转换和标准化工作，增加了系统复杂程度和成本；部分高电压高功耗传感器需要外部电源供电，手持式采集装置不能满足该类传感器数据的采集。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有低功耗传感器接口的系统，适合农业应用环境、标准接口协议，能够连接农业领域大部分模拟、数字、脉冲、开关、频率等信号传感器，管理各种传感器和分析所采集数据，准确实时显示、存储、报警、发布相关信息的便携式系统。

为达到上述目的，本发明的技术方案提供一种传感器通用接口采集系统，包括：

微处理器，用于数据处理；

传感器通用接口装置，与所述微处理器连接，用于与不同类型的传感器连接；

电源管理模块，与所述微处理器连接，用于为所述系统提供电力，并对电力进行管理。

其中，所述系统还包括：液晶显示器和触摸按键，分别与所述微处理器连接，用于信息的显示及设置。

其中，所述系统还包括：存储器，与所述微处理器连接，用于数据存储。

其中，所述系统还包括：实时时钟，与所述微处理器连接，用于实现系统的定时采集和唤醒。

其中，所述系统还包括：语音报警装置，与所述微处理器连接，用于数据的实时报数和报警。

其中，所述系统还包括：通讯模块，与所述微处理器连接，用于所述系统与上位机的通讯。

其中，所述系统还包括：联合测试行动小组JTAG接口，与所述微处理器连接，用于程序的烧写。

其中，所述传感器通用接口装置包括：

模拟电路模块，与所述微处理器连接，用于与输出模拟信号的传感器连接；

计数模块，与所述微处理器连接，用于与输出脉冲量信号的传感器连接；