[发明专利]嵌入式农作物生长环境信息采集仪及工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及农作物生长环境信息采集领域，特别涉及嵌入式农作物生长环境信息采集仪及工作方法。

背景技术

现代化精准农业需要对影响农作物生长的环境信息进行全面的采集，以了解和掌握农作物生长环境的状态，并通过对所测信号的处理和分析，结合所测对象的历史状态来定量识别农作物生长环境的状态，从而获得调节农产品生长的最佳条件。

在现有专利技术中有多种设计的针对农作物生长信息检测的装置或仪器，专利号为CN100453977C的“嵌入式农业植物生长环境探测仪及其工作方法”，公开号为CN101511066A的“与蓝牙设备进行信息交互的快捷方法和系统”和专利号为CN101216482B的“一种农田环境的监测装置”等。经检索查新，其中专利号为CN100453977C的专利是最接近的专利技术。此发明公开了嵌入式农业植物生长环境探测仪及其工作方法，输入部件为传感部件，含有温度、湿度、液体流速、植物茎杆直径、植物生长高度、土壤粘度和土壤酸碱度多种传感器；微型计算机为嵌入式部件，由模数转换器和单片机组成，用于将传感器部件输出的模拟量电信号转换成数字量和对其进行处理；输出部件为数据传输接口用于将嵌入式部件处理后的数字量信号送往显示部件或上位计算机；工作方法包括接收传感器农业植物生长环境的信息和输出处理结果，终端部分数据的存储、显示以及数据分析处理。本发明结构简单，将传感器技术用于农业信息的获取，能够客观准确地反映农作物的生长状态等，为判断灌溉、施肥等措施的科学合理性提供基础。

CN100453977C专利具体公开了一种嵌入式农业植物生长环境探测仪及其工作方法，具体包括微型计算机和与其电连接的输入、输出部件，并实现接收传感器农业植物生长环境的信息和输出处理结果，终端部分数据的存储、显示以及数据分析处理。

在对上述现有技术进行分析后，发明人发现现有技术存在着以下不足之处：

一、现有农作物生长信息检测的装置或仪器是通过传感器来完成对农作物信息的采集，但采用的传感器均为单电气类型，即采用电流型传感器或电压型传感器，而无法支持总线型传感器的接入，如RS232总线型传感器、RS485总线型传感器等。

二、现有农作物生长信息检测的装置或仪器对采集得到的农作物信息均通过有线或无线方式，传输至远程控制端或远端监测界面，而现场农田工作人员，或农业种植户却无法直接获取现场采集的数据，从而使得现有的各种农作物生长信息检测的装置或仪器严重脱离农业生产直接利益关系者；

三、现有农作物生长信息检测的装置或仪器采用的通信地址和速率均为固定的，即使能够修改，修改的过程也十分复杂和专业，从而使得现有农作物生长信息检测的装置或仪器的灵活性和可配置性不够；

四、现有农作物生长信息检测的装置或仪器采用专用化模块设计，功能单一，且整个装置体积较大，采用固定化安装方式，并需要专业人士指导安装。而在实际中，农业技术专家需要一种能够提供移动式采集，并具有“随测随走”功能的装置或仪器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题即目的是：解决上述现有技术中农作物生长信息检测的装置或仪器的不足之处，研制一种结构简单，参数动态配置，支持移动测量，能为农业现场作业人员提供科学和直接的生产种植信息指导，使用方便的嵌入式农作物生长环境信息采集仪及工作方法。

本发明的技术方案是：一种嵌入式农作物生长环境信息采集仪，包括相互电连接的采集部件、调理部件、数据处理部件、通信部件和存储部件。

所述采集部件包含八种不同类型的模拟量传感器，分别为空气温度传感器、空气湿度传感器、光照强度传感器、CO₂浓度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、土壤熵情传感器和农作物颜色传感器，用于将大棚农作物的生长环境物理量信息转换为模拟量的电信号。

所述调理部件包括八个精密仪表放大器INA326，八个可调式电阻和八个陶瓷电容，其中八个可调式电阻和八个陶瓷电容电连接组成八个低通型滤波器；信息采集部件中的八种不同类型的传感器分别与八个精密仪表放大器INA326电连接，八个精密仪表放大器INA326又分别与八个低通型滤波器电连接，实现模拟量传感器信号的输出、精确放大和滤波。