[发明专利]低功耗农业大棚温湿度测量仪

说明书

所属技术领域

本发明涉及低功耗农业大棚温湿度测量仪。

背景技术

我国的农业大棚管理一直主要靠人工根据经验进行，直到20世纪70年代从国外引进了环境控制设备与手段都很先进的农业大棚设施。一方面由于现代化农业大棚在我国能源消耗太大，国情国力难以承受；另一方面，农业大棚生产是一个复杂的过程，是硬件设施和软件技术的统一体，而我国缺乏相应的管理人才；再者，由于地域、水土、气候乃至资源的差异，引进国外系统并不完全适合于我国国情，引进的设备并没能充分发挥其作用，且成本高、维护困难鉴于影响农业大棚生产的主要环境因子为温度和湿度。

发明内容

为解决上述问题，本发明设计了低功耗农业大棚温湿度测量仪。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是。

低功耗农业大棚温湿度测量仪由传感器模块电路，USB通讯接口电路，段式液晶显示电路和锂电池供电电路组成。

所述传感器模块电路，传感器供电控制电路，由三极管PNP8550和电阻电容构成电子开关，作用是在系统进入睡眠状态前对传感器断电，以及系统从睡眠唤醒对传感器供电，从而更大程度地降低整个系统的功耗。传感器要与易发热的电子元件尽量离得远一些，将热传递的影响减到最小，传感器和主电路板之间留出一道缝隙。

所述USB通讯接口电路，USB转串口芯片选用PL2303的USB输入5V转3.3V，选用LM1117-3.3，USB接口选用通用的Micro-USB。

所述段式液晶显示电路，主要用于显示数字或类似数字的断码型显示，该段码型类似8的结构。段式LCD的驱动是靠两部分组成的：一部分是不间断的电压脉冲；另一部分是选通管脚，选通管脚也就是选通LCD上面的S0-S23，直接将MSP430F427的S0-S23与LCD的S0-S23相连接即可。

所述锂电池供电电路，采用常用的可充电锂电池作为电源。选用的锂电池电压转换芯片LTC3440。LTC3440是一种高效率、固定频率、降压-升压型的DC/DC转换器，输入电压和输出电压范围均为2.5-5.5V。LTC3440在所有的工作模式下都具备连续传送功能，非常适用于延长单节锂电池或者镍氢电池的工作时间。

本发明的有益效果是，农业大棚温湿度测量仪以MSP430F427为核心控制器件，SHT10为温湿度传感器，对农业大棚内的温湿度进行采集，将测量的结果在液晶屏上实时显示，并将数据进行存储。测量仪采用锂电池供电，结合MSP430F427的低功耗睡眠模式与传感器SHT10的定时断电，单节锂电池充满电后能使测量仪连续稳定地工作6个月以上，并且系统可扩展太阳能充电功能，能够准确地对农业大棚内的温湿度采样测量，大大地提高了温湿度测量精度，硬件结构简单，电路工作稳定，系统整体功耗较低，在农业领域具有广阔的市场前景和应用价值。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是系统的结构框图。

图2是传感器模块电路图。

图3是USB通讯接口电路图。

图4是液晶显示电路图。

图5是锂电池供电电路图。

具体实施方式

在图1中，核心芯片采用TI公司的MSP430F427，主要电路模块包括SHT10传感器模块、液晶显示模块、锂电池供电模块、按键、FLASH、USB通讯模块和时钟模块RTC。温湿度测量仪以MSP430F427，使用了数字温湿度传感器SHT10液晶显示内容为3行：第1为温度值显示，可选摄氏温度或华氏温度；第2行为湿度值显示；第3行在显示屏的右下脚，显示当前的时间。测量仪包含两个按键：一个用来控制开关机，另一个用来切换摄氏温度和华氏温度显示。用USB接口下载程序，带有手动复位及上电复位电路，同时系统外部扩展时钟，保证在掉电恢复后正常显示系统时间。系统还扩展了外部的FLASH，以满足大量数据的存储需要，存储的数据可以通过USB进行下载。整个系统采用单节锂电池供电，使得测量仪具有小型化、简单化和便于携带的特点。