本實用新型涉及一種農業(yè)物聯(lián)網的傳感器裝置，具體的說是一種測量參數(shù)可配置的多通道農業(yè)物聯(lián)網傳感器裝置，屬于物聯(lián)網感知層的傳感技術領域。

背景技術：

隨著科學技術水平的提高和高新科技在農業(yè)上的廣泛應用，我國農業(yè)產業(yè)結構已發(fā)生巨大變化。其中以蔬菜產業(yè)為主的設施農業(yè)在我國農業(yè)生產中已成為極其重要的創(chuàng)新產業(yè)，在社會經濟生活中的地位日漸提升。設施農業(yè)是對作物栽培環(huán)境能有效控制 , 運用先進工程技術與種植管理技術的高投入、高產出的集約化農業(yè)，是確保農產品淡季供應，調節(jié)市場供求季節(jié)性波動、增加農民收入、提高人們生活水平的有效途徑。

而傳感器是農業(yè)物聯(lián)網感知層中的數(shù)據采集設備，可以感知動植物的生長環(huán)境條件，并將采集到的信息轉換成電信號或其他形式，最終將數(shù)字化的信號上傳至管理端以實現(xiàn)自動化、智能化的遠程控制，保證農作物有一個良好的適宜的生長環(huán)境。

目前，農業(yè)物聯(lián)網中大多數(shù)環(huán)境參數(shù)都可以通過傳感器進行采集，最常用的是用于采集大氣環(huán)境和土壤墑情這些基礎參數(shù)，包括環(huán)境溫濕度、光照強度、二氧化碳濃度、土壤溫度、水分含量等等。

而目前市場上的農業(yè)物聯(lián)網傳感器產品中，溫濕度、二氧化碳、光照度、土壤溫濕度檢測是分開獨立存在的傳感器設備，完成這些參數(shù)的檢測需4種以上的傳感器設備，這種分立式產品應用方式導致系統(tǒng)的信息采集硬件成本較高、安裝維護不便，限制了傳感器的推廣使用。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術問題就是要克服這些技術缺陷，提供一種可配置的多通道農業(yè)物聯(lián)網傳感器節(jié)點裝置，可以針對不同的使用需求配置不同的參數(shù)，有效提高測量精度，增加穩(wěn)定性。

本實用新型解決以上技術問題的技術方案是：一種可配置的多通道農業(yè)物聯(lián)網傳感器節(jié)點裝置，包括殼體，殼體內部通過固定件設置具有采集傳輸功能的電路板，電路板上集成有處理器模塊、電源管理模塊、通信模塊及傳感器采集模塊；電路板還配置有4路對外模擬信號采集通路；殼體上設有與各模塊相對應的外部接口。

進一步的，前述的可配置的多通道農業(yè)物聯(lián)網傳感器節(jié)點裝置，傳感器采集模塊包括插接式的空氣溫濕度模塊、光照度模塊、二氧化碳濃度模塊中的至少一種，所述傳感器采集模塊通過12C接口與處理器模塊相連接?？刹褰邮降膫鞲衅髂K可以根據客戶的需求進行安裝，并通過12C接口進行數(shù)據傳輸。

進一步的，前述的可配置的多通道農業(yè)物聯(lián)網傳感器節(jié)點裝置，通信模塊包括ZigBee無線通信模塊及串口通信模塊，串口通信模塊為RS232通信模塊及RS485通信模塊。

進一步的，前述的可配置的多通道農業(yè)物聯(lián)網傳感器節(jié)點裝置，處理器模塊為具有信號采集通信功能的MCU模塊， MCU模塊通過數(shù)字接口及AD變換通道進行信號采集，通過三路UART端口分別與ZigBee無線通信模塊、RS232通信模塊、RS485通信模塊相連，將采集數(shù)據向外發(fā)送出去，進行全雙工通信。

進一步的，前述的可配置的多通道農業(yè)物聯(lián)網傳感器節(jié)點裝置，各路對外模擬信號采集通道均具有對應的撥碼開關，撥碼開關控制電流電壓信號類型；電流電壓為4~20mA及0~5V、0~10V的模擬電壓電流信號。

進一步的，前述的可配置的多通道農業(yè)物聯(lián)網傳感器節(jié)點裝置，傳感器裝置的對外模擬信號采集通道通過線路連接有土壤溫濕度傳感器及氮氣濃度傳感器。進一步的，前述的可配置的多通道農業(yè)物聯(lián)網傳感器節(jié)點裝置，殼體上設有至少一個防水透氣閥 。

本實用新型的有益效果是：本實用新型提供的一種可配置的多通道農業(yè)物聯(lián)網傳感器節(jié)點裝置，可以針對不同的使用需求，配置不同的傳感器，測量不同的參數(shù)，使得采集傳輸節(jié)點具有極強的通用，不僅降低了生產成本，同時也解決了傳統(tǒng)的傳感器裝置安裝維護不便的問題，既可以用在農業(yè)溫室大棚種植，也可以用在畜禽養(yǎng)殖、水產養(yǎng)殖方面，在農業(yè)物聯(lián)網領域有廣闊的市場前景。

本實用新型結構嚴謹、布局合理、使用方便且制作成本低，能夠滿足需要開展此項工作的市場需求。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為電路板功能示意圖。

圖3為本實用新型的接口關系圖。

圖4為通信協(xié)議數(shù)據幀結構圖。

具體實施方式

以下實施例所用空氣溫濕度、光照度及二氧化碳濃度模塊為市售，但不限于下述型號：AM2322B數(shù)字空氣溫濕度模塊，BH1750光照度模塊，M1501二氧化碳濃度模塊。

本實用新型提供了一種可配置的多通道農業(yè)物聯(lián)網傳感器節(jié)點裝置，如圖1至圖4所示：包括傳感器殼體1，該殼體的內部通過螺栓固定安裝有實現(xiàn)采集傳輸功能的電路板2。該電路板上分別集成有處理器模塊、電源管理模塊、通信模塊及傳感器采集模塊。

其中，處理器模塊為一塊MCU，通過安裝此MCU以實現(xiàn)信號的采集及通信功能。而通信模塊則包括ZigBee無線通信模塊、RS232通信模塊及RS485通信模塊4。傳感器采集模塊至少包括插接式的空氣溫濕度模塊5、光照度模塊6、二氧化碳濃度模塊中的一種，根據客戶需要進行安裝。同時，電路板還配備了4路模擬信號采集通道7，各通道均可采集電流信號和電壓信號，兼容4~20mA/0~5V/0~10V模擬電壓電流信號；且每一路采集通道有相應的撥碼開關，通過撥碼開關來選擇電流電壓信號類型。

MCU通過各種數(shù)字接口及AD變換通道進行信號采集；信號傳輸時，則通過三路UART端口分別與ZigBee模塊、RS485通信模塊和RS232通信模塊相連接，進行全雙工通信，將采集的數(shù)據向外發(fā)送出去。同時，MCU還通過12C接口與空氣溫濕度模塊、光照度模塊、二氧化碳濃度模塊相連接。

而在殼體上也設有與各模塊相對應的外部接口。其中，在殼體的上部設有與光照度模塊相對應的光照強度外部接口，在殼體的一側設有與ZigBee模塊相對應的ZigBee天線3，而在殼體的兩側則分別設有一個防水透氣閥7。同時，在殼體下部分別設有與空氣溫濕度模塊相對應的空氣溫濕度外部接口、與電源管理模塊相對應的電源外部接口、與RS485通信模塊相對應的RS485通信模塊外部接口以及四路對外模擬信號采集通道的外部接口10。并且，根據實際需要，對外模擬信號采集通道的外部接口上還可以連接有土壤溫濕度傳感器8、氮氣濃度傳感器9或其他傳感器。

為了自適應測量值計算實現(xiàn)，對于每種確定的測量參數(shù)組合設定一個與之對應的十六進制編碼作為傳感器型號標識，通過嵌入式程序在并在MOBUS-RTU數(shù)據幀數(shù)據區(qū)第一個寄存器位置寫入此代表傳感器型號標識的十六進制數(shù)，供中間件或上位軟件進行轉換計算時使用。

在中間件或上位軟件機中首先對傳感器節(jié)點上傳的數(shù)據幀按照協(xié)議進行解包，從其中讀取產品型號，獲得了產品型號后便可以確定每個通道的傳感器類型，進一步可以確定每個通道的轉換關系，從而可以正確計算出相應的測量參數(shù)。

使用時，根據客戶需求安裝相應的傳感器模塊，模擬信號采集電路中將外部傳感器的模擬輸入信號與調理電路中運算放大器的正極輸入相連，同時通過一個撥碼開關和250Ω采樣電阻接地。撥碼開關接通狀態(tài)下采集電流信號，撥碼開關斷開狀態(tài)下采集電壓信號。

一次采集完成之后，MCU將各通道采集數(shù)據進行量化處理，按照MODBUS-RTU協(xié)議，將各個通道采樣數(shù)據順序寫入對應的寄存器中去，并在MOBUS-RTU數(shù)據幀數(shù)據區(qū)第一個寄存器位置寫入傳感器型號標識數(shù)據，最后加上地址碼、功能碼、CRC校驗以及幀頭幀尾形成一幀完整的數(shù)據進行上發(fā)。

中間件或上位軟件機在收到傳感器采集數(shù)據之后，按照協(xié)議規(guī)定對數(shù)據幀進行處理。首先取得傳感器型號標識，確定每一路采集通道的采集內容和量程，進一步確定每個通道的轉換關系，根據轉換關系將數(shù)據轉換成實際的物理量。

除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護范圍。