專利名稱：帶有定位功能的溫濕度無線采集節點的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種農作物生長微環境中基于精確空間位置的溫濕度采集裝置，具體來說采用8位微控制器、SHT71溫濕度傳感器以及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境中的溫度與濕度進行采集，并利用ZigBee無線通信模塊進行數據的無線傳輸。
背景技術：
目前，現代農業正在向精準化方向邁進。精準農業是20世紀80年代初期國際農業領域發展起來的一門新興的跨學科綜合技術，它是在現代信 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展起來的一種重要的現代農業形式，具備合理利用農業資源、提高農作物產量、降低生產成本、改善生態環境等特點。農田信息采集技術在精準農業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溫濕度、光照、二氧化碳濃度等多種基于精確空間位置的實時動態微環境信息，能夠更好的推進精準農業的實施。GPS (Global Positioning System)是衛星測時測距導航/全球定位系統(Navigation Satellite Timing And Ranging/Global Positioning System)的英文縮寫，簡稱“全球定位系統”。該系統是以衛星為基礎的無線電導航定位系統，具有全能性(陸地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、連續性和實時性的導航、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技術與農由信息獲取相結合，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微環境信息，為精準農業的實施提供數據支持。隨著無線傳感器網絡技術的發展，以及農田微環境信息數據采集的特點，無線傳感器網絡技術被越來越多的應用到現代農業特別是微環境信息的數據采集。ZigBee技術作為無線傳感器網絡技術中的一種，具有成本低、功耗低、網絡容量大、數據傳輸可靠等特點，應用范圍很廣。
發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溫濕度采集節點。本實用新型所采用的技術方案是一種帶有定位功能的溫濕度無線采集節點，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與濕度的SHT71溫濕度采集模塊；與控制器相連的用于提供精確空間位置的6PS定位模塊；與控制器相連的用于進行數據無線傳輸的ZigBee無線通信模塊。所述的SHT71溫濕度采集模塊與控制器的兩個1/0 口相連，用于環境中溫度與濕度的采集。[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，用來進行數據無線傳輸。

圖I是本實用新型的整體框圖；圖2是本實用新型SHT71溫濕度采集模塊電路原理圖；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溫濕度無線采集節點，將基于精確空間位置的農作物生長微環境中的環境因子溫度與濕度通過傳感器采集到單片機后，經過單片機處理后將數據通過無線通信模塊傳輸到主機節點。如圖I所示，本實用新型的帶有定位功能的溫濕度無線采集節點，具有控制器
(I)，還包括與控制器相連的用于向控制器提供溫濕度的SHT71溫濕度采集模塊(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據無線傳輸的ZigBee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，SHT71溫濕度采集模塊由溫濕度傳感器SHT71組成，SHT71傳感器與控制器的兩個I/o 口相連，采用兩線數字通信協議進行溫濕度的采集，PCO 口模擬時鐘線，PCl 口模擬數據線。如圖3所示，GPS定位模塊采用全球衛星定位接收芯片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，ZigBee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，進行數據無線傳輸。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溫濕度無線采集節點，具有控制器(I)，其特征在于，還包括與控制器⑴相連的SHT71溫濕度采集模塊⑵；與控制器⑴相連的GPS定位模塊(3);與控制器(I)相連的ZigBee無線通信模塊(4)。
2.根據權利要求I所述的帶有定位功能的溫濕度無線采集節點，其特征在于所述的SHT71溫濕度采集模塊(2)與控制器(I)的兩個I/O 口相連，用于采集環境中的溫度與濕度。
3.根據權利要求I所述的帶有定位功能的溫濕度無線采集節點，其特征在于所述的GPS定位模塊(3)與控制器⑴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.根據權利要求I所述的帶有定位功能的溫濕度無線采集節點，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，用于數據無線傳輸。
專利摘要一種帶有定位功能的溫濕度無線采集節點，用于農作物生長微環境中基于精確空間位置的溫度與濕度的采集，并采用ZigBee無線通信模塊進行溫濕度與空間位置坐標的傳輸。所述節點包括ATmega8L控制器(1)；SHT71溫濕度采集模塊(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H04W84/18GK202587386SQ20122025421
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月31日 優先權日2012年5月31日
發明者田立國, 劉玥, 李猛, 盧勝利, 吳興利 申請人:天津職業技術師范大學