專利名稱：帶有定位功能的農作物冠層溫度無線采集節(jié)點的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種農作物生長微環(huán)境中基于精確空間位置的農作物冠層溫度的采集裝置，具體來說采用8位微控制器、數(shù)字紅外測溫傳感器以及GPS定位模塊對田間尺度下精確空間位置的農作物生長微環(huán)境中的冠層溫度進行采集，并利用ZigBee無線通信模塊進行數(shù)據(jù)的無線傳輸。
背景技術：
目前，現(xiàn)代農業(yè)正在向精準化方向邁進。精準農業(yè)是20世紀80年代初期國際農業(yè)領域發(fā)展起來的一門新興的跨學科綜合技術，它是在現(xiàn) 代信息技術、生物技術、工程技術等一系列高新技術最新成就的基礎上發(fā)展起來的一種重要的現(xiàn)代農業(yè)形式，具備合理利用農業(yè)資源、提高農作物產量、降低生產成本、改善生態(tài)環(huán)境等特點。農田信息采集技術在精準農業(yè)的實施過程中起著重要的作用，將低成本、高效率的智能化設備應用于農田信息采集，獲取田間尺度下影響農作物生長的冠層溫度、溫濕度、光照度等多種基于精確空間位置的實時動態(tài)微環(huán)境信息，能夠更好的推進精準農業(yè)的實施。GPS (Global Positioning System)是衛(wèi)星測時測距導航/全球定位系統(tǒng)(Navigation Satellite Timing And Ranging/Global Positioning System)的英文縮寫，簡稱“全球定位系統(tǒng)”。該系統(tǒng)是以衛(wèi)星為基礎的無線電導航定位系統(tǒng)，具有全能性(陸地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、連續(xù)性和實時性的導航、定位和定時的功能，能為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間。GPS的發(fā)展，為獲取農田信息時同步獲取位置信息提供了一個方便的選擇。GPS設備可以提供精準的空間位置信息，將GPS技術與農田信息獲取相結合，在獲取農田信息的同時同步獲取空間位置信息，因而獲得農田中各個空間位置的實時動態(tài)微環(huán)境信息，為精準農業(yè)的實施提供數(shù)據(jù)支持。隨著無線傳感器網(wǎng)絡技術的發(fā)展，以及農田微環(huán)境信息數(shù)據(jù)采集的特點，無線傳感器網(wǎng)絡技術被越來越多的應用到現(xiàn)代農業(yè)特別是微環(huán)境信息的數(shù)據(jù)采集。ZigBee技術作為無線傳感器網(wǎng)絡技術中的一種，具有成本低、功耗低、網(wǎng)絡容量大、數(shù)據(jù)傳輸可靠等特點，應用范圍很廣。
發(fā)明內容本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種成本低廉、結構簡單、易于推廣的田間尺度下基于精確空間位置的農作物冠層溫度采集節(jié)點。本實用新型所采用的技術方案是一種帶有定位功能的農作物冠層溫度無線采集節(jié)點，具有控制器，還包括與控制器相連的用于向控制器提供溫度的TNR數(shù)字紅外測溫模塊；與控制器相連的用于提供精確空間位置的GPS定位模塊；與控制器相連的用于進行數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)腪igBee無線通信模塊。所述的TNR數(shù)字紅外測溫模塊與控制器的SPI通信接口相連，用于環(huán)境中農作物冠層溫度的采集。[0008]所述的GPS定位模塊與控制器的I/O 口相連，采用模擬串口時序來接收GPS定位模塊輸出的坐標信息。所述的ZigBee無線通信模塊與控制器的串口相連，由無線射頻芯片CC2530組成，用來進行數(shù)據(jù)無線傳輸。

圖I是本實用新型的整體框圖；圖2是本實用新型TNR數(shù)字紅外測溫模塊電路原理圖；圖3是本實用新型GPS定位模塊電路原理圖； 圖4是本實用新型ZigBee無線通/[目模塊電路原理圖；圖5是本實用新型的電源電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實例對本實用新型作進一步說明。本實用新型的帶有定位功能的農作物冠層溫度無線采集節(jié)點，將基于精確空間位置的農作物生長微環(huán)境中的環(huán)境因子冠層溫度通過傳感器采集到單片機后，經(jīng)過單片機處理后將數(shù)據(jù)通過無線通信模塊傳輸?shù)街鳈C節(jié)點。如圖I所示，本實用新型的帶有定位功能的農作物冠層溫度無線采集節(jié)點，具有控制器(I)，還包括與控制器相連的用于向控制器提供作物冠層溫度的TNR數(shù)字紅外測溫模塊(2);與控制器相連的用于提供精確空間位置的GPS定位模塊(3);與控制器相連的用于進行數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)腪igBee無線通信模塊(4);與控制器和ZigBee無線通信模塊相連的用于提供電源的電源模塊(5)。如圖2所示，TNR數(shù)字紅外測溫模塊由TNR數(shù)字紅外測溫傳感器組成，傳感器與控制器的SPI通信接口相連，用于農作物冠層溫度的采集。如圖3所示，GPS定位模塊采用全球衛(wèi)星定位接收芯片Gstar系列GS-89組成，通過控制器的I/o 口相連，采用模擬串口時序來完成GPS坐標信息的接收。如圖4所示，Zi gBee無線通信模塊采用無線射頻芯片CC2530，通過控制器的串口相連，進行數(shù)據(jù)無線傳輸。如圖5所示，控制器和ZigBee無線通信模塊采用3. 3V電壓，故采用電源集成穩(wěn)壓芯片AMSl117，將供電電壓轉換成3. 3V電壓。
權利要求1.一種帶有定位功能的農作物冠層溫度無線采集節(jié)點，具有控制器(I)，其特征在于，還包括與控制器⑴相連的TNR數(shù)字紅外測溫模塊⑵；與控制器⑴相連的GPS定位模塊⑶；與控制器⑴相連的ZigBee無線通信模塊⑷。
2.根據(jù)權利要求I所述的帶有定位功能的農作物冠層溫度無線采集節(jié)點，其特征在于所述的TNR數(shù)字紅外測溫模塊(2)與控制器(I)的SPI通信接口相連，用于采集農作物的誕層溫度。
3.根據(jù)權利要求I所述的帶有定位功能的農作物冠層溫度無線采集節(jié)點，其特征在于所述的GPS定位模塊(3)與控制器(I)的I/O 口相連，采用模擬串口時序來接收GPS定位模塊輸出的坐標信息。
4.根據(jù)權利要求I所述的帶有定位功能的農作物冠層溫度無線采集節(jié)點，其特征在于所述的ZigBee的無線通信模塊(4)與控制器(I)的串口相連，用于數(shù)據(jù)無線傳輸。
專利摘要一種帶有定位功能的農作物冠層溫度無線采集節(jié)點，用于農作物生長微環(huán)境中基于精確空間位置的農作物冠層溫度的采集，并采用ZigBee無線通信模塊進行農作物冠層溫度與空間位置坐標的傳輸。所述節(jié)點包括ATmega8L控制器(1)；TNR數(shù)字紅外測溫模塊(2)；GPS定位模塊(3)；ZigBee無線通信模塊(4)；電源模塊(5)。結構簡單，成本低廉，具有一定的實用價值。
文檔編號G08C17/02GK202587385SQ201220254090
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月31日 優(yōu)先權日2012年5月31日
發(fā)明者田立國, 劉玥, 李猛, 盧勝利, 吳興利 申請人:天津職業(yè)技術師范大學