基于TC89C52嵌入式的大棚空气监测装置

基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置
技术领域
1.本实用新型涉及大棚监测设备技术领域，尤其涉及一种基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置。


背景技术：

2.大棚种植已经成为果蔬栽培的一种主要种植方式，在种植大棚时，大棚内的温度、湿度、光照等条件直接影响到农作物的产量。目前我国农田大棚主要通过人工监测的方式进行管理，其生产效率低下。比如：大棚管理人员想要知道棚内空气的温湿度、照度、土壤的温湿度、土壤水分和土壤内无机元素含量等信息必须通过亲自查看大棚内温度计、湿度显示仪、土壤内无机元素显示设备等来获得当前棚内作物的生长环境信息。
3.由于大棚内环境数据变化较快，依靠人工采集数据，不但工作量大，而且无法快速对数据进行分析，从而会影响到对棚内作物管理的及时性和科学性。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置，用以解决现有技术中依靠人工采集大棚内的环境数据，不但工作量大，而且无法快速对数据进行分析的问题，实现了对棚内作物管理的及时性和科学性。
5.本实用新型提供一种基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置，包括：光照传感器、温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、数据处理模块、传输模块、信号发射模块以及处理器；
6.所述光照传感器设置在大棚内，用于监测大棚内的光照强度，并将监测到的光照强度发送给所述数据处理模块；
7.所述温度传感器设置在大棚内，用于监测大棚内的温度，并将监测到的温度值发送给所述数据处理模块；
8.所述湿度传感器设置在大棚内，用于监测大棚内的湿度，并将监测到的湿度值发生给所述数据处理模块；
9.所述二氧化碳浓度传感器设置在大棚内，用于监测大棚内的二氧化碳浓度，并将监测到的二氧化碳浓度值发生给所述数据处理模块；
10.所述数据处理模块依次通过所述传输模块、所述信号发射模块与所述处理器电连接，所述数据处理模块用于接收所述光照强度、温度值、湿度值以及二氧化碳浓度值，并将光照强度、温度值、湿度值以及二氧化碳浓度值转换成数字信号发送给所述处理器；
11.所述处理器用于将接收到的数字信号与预设值比较，并将比较结果发送给移动终端。
12.在其中一个实施例中，所述基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置还包括保护罩，所述数据处理模块和所述传输模块均设置在所述保护罩内。
13.在其中一个实施例中，所述保护罩上设置有散热孔。
14.在其中一个实施例中，所述基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置还包括支撑座，所述支撑座的高度可调，所述保护罩设置在所述支撑座上。
15.在其中一个实施例中，所述支撑座包括底板、伸缩杆以及顶板，所述伸缩杆的一端与所述底板连接，另一端与所述顶板连接；
16.所述保护罩设置在所述顶板上。
17.在其中一个实施例中，所述基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置还包括连接件，所述连接件设置在所述顶板，所述光照传感器、所述温度传感器、所述湿度传感器以及所述二氧化碳浓度传感器分别可拆卸的连接在所述连接件上。
18.在其中一个实施例中，所述基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置包括四个连接件，每个所述连接件沿大棚高度方向的长度均可调；
19.四个所述连接件均可拆卸的连接在所述顶板上，所述光照传感器、所述温度传感器、所述湿度传感器以及所述二氧化碳浓度传感器分别连接在对应的所述连接件上。
20.在其中一个实施例中，所述基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置还包括电源模块，所述电源模块与所述传输模块电连接。
21.在其中一个实施例中，所述基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置还包括报警器，所述报警器与所述处理器电连接。
22.在其中一个实施例中，所述基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置还包括甲烷浓度监测传感器，所述甲烷浓度监测传感器与所述数据处理模块电连接，用于将监测到的数据发送给所述数据处理模块。
23.本实用新型的有益效果包括：
24.本实用新型提供的，通过光照传感器、温度传感器、湿度传感器以及二氧化碳浓度传感器来采集大棚内的环境数据，自动化程度高，有效降低了工作量，而且采集的数据可以通过处理器与预设值进行比较，并将比较结构发送给移动终端，方便人们根据比较结构对棚内作物科学管理。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1是本实用新型提供的基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置的结构示意图。
具体实施方式
27.下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。
28.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操
作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
30.在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
31.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
32.如图1所示，本实用新型提供了一种基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置，包括：光照传感器、温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、数据处理模块、传输模块、信号发射模块以及处理器，其中，信号发射模块可以选用wifi模块，光照传感器、温度传感器、湿度传感器以及二氧化碳浓度传感器均与数据处理模块电连接，用于将监测到的数据发送给数据处理模块；数据处理模块与传输模块电连接，用于将接收到的监测数据发送给传输模块；传输模块通过信号发射模块与处理器无线连接，用于将监测数据发送给处理器。
33.具体地，上述光照传感器可以选用：接口：4～20ma，485(有协议)；供电电压：12～24v；工作电流/功耗：上百ma；接线：三线制(红色线vcc-电源正极；黑色线gnd-电源负极；蓝色线data-数据ad)。
34.温度传感器可以选用：型号：sht10；接口：类i2c；接线：红色线vcc-电源正极；绿色线gnd-电源负极；蓝色线data-数据；黄色线sck-时序；
35.湿度传感器可以选用：接口：三线制，电压0-1.875v；供电电压：5～12v；工作电流/功耗：20ma；测量稳定时间：2s；接线：红-电源，黄-信号线，黑-地线；换算公式：0-40％湿度为：y＝28.5*x；x为采集电压值，单位v；y单位％；40-100％湿度为：y＝127.392*x-138.86。
36.co2浓度传感器。型号：模拟量；接口：4～20ma；供电电压：12～24v；工作电流/功耗：最高3.0w(瞬间)，平均0.9w；测量稳定时间：2min；接线：红色(vcc)，绿色(信号)，黑色(gnd)。
37.在使用时，光照传感器设置在大棚内，用于监测大棚内的光照强度，并将监测到的光照强度发送给数据处理模块；温度传感器设置在大棚内，用于监测大棚内的温度，并将监
测到的温度值发送给数据处理模块；湿度传感器设置在大棚内，用于监测大棚内的湿度，并将监测到的湿度值发生给数据处理模块；二氧化碳浓度传感器设置在大棚内，用于监测大棚内的二氧化碳浓度，并将监测到的二氧化碳浓度值发生给数据处理模块；数据处理模块依次通过传输模块、信号发射模块与处理器电连接，数据处理模块用于接收光照强度、温度值、湿度值以及二氧化碳浓度值，并将光照强度、温度值、湿度值以及二氧化碳浓度值转换成数字信号发送给处理器；处理器用于将接收到的数字信号与预设值比较，并将比较结果发送给移动终端。
38.将该装置整体放入大棚内，通过光照传感器、温度传感器、湿度传感器以及二氧化碳浓度传感器来采集大棚内的环境数据，然后各个传感器将采集的数据发送给数据处理模块，该数据处理模块由tc89c52单片机控制器构成，数据处理模块将处理后的数据发送给处理器，处理器将接收到的数据根据预设要求处理分析后发送给移动终端，该移动终端可以为手机、笔记本、ipad等。人们通过查看移动终端上的数据就可以了解大棚内的环境数据。整体过程自动化程度高，有效降低了工作量，而且采集的数据可以通过处理器与预设值进行比较，并将比较结构发送给移动终端，方便人们根据比较结构对棚内作物科学管理。
39.在一些实施例中，该基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置还包括保护罩，其中，数据处理模块和传输模块均设置在保护罩内。
40.当数据处理模块和传输模块放置在大棚内时，为了避免大棚内的水分对数据处理模块和传输模块造成服饰破坏，本实用新型设置了保护罩，在使用时，将数据处理模块和传输模块放到对应的保护罩内即可。
41.在一些实施例中，当数据处理模块和传输模块放置在保护罩内工作时，保护罩内就会产生热量，为了方便保护罩内的热量扩散到外部，本实用新型在保护罩上设置有散热孔。
42.在一些实施例中，为了方便将保护罩固定到大棚内，该基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置还包括支撑座，其中，支撑座的高度可调，保护罩设置在支撑座上。
43.在使用时，只需要将支撑座固定到大棚内，然后将保护罩放到支撑座上即可。由于支撑座的高度可调，从而方便调节保护罩的位置，进而方便调节位于保护罩内的数据处理模块和传输模块的位置，以使得数据处理模块和传输模块处于合适的高度。
44.进一步的，上述支撑座包括底板、伸缩杆以及顶板，伸缩杆的一端与底板连接，另一端与顶板连接，其中，保护罩设置在顶板上。
45.示例性的，该伸缩杆选用现有的伸缩套杆，伸缩套杆的一端与底板固定连接，另一端与顶板固定连接。在使用时，只需要调节伸缩套杆的高度就可以调节支撑座的整体高度。
46.在一些实施例中，为了方便各个传感器的连接固定，该基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置还包括连接件，连接件设置在顶板，光照传感器、温度传感器、湿度传感器以及二氧化碳浓度传感器分别可拆卸的连接在连接件上。
47.示例性的，上述连接件可以选用挂钩，顶板上设置有挂环，挂钩的一端位于对应的挂环中，另一端用于挂接各个传感器。
48.进一步的，由于光照传感器、温度传感器、湿度传感器以及二氧化碳浓度传感器在测量时，会设置在大棚内的不同高度位置，以使得测量的数据更加接近大棚内的实际数据，为了方便将照传感器、温度传感器、湿度传感器以及二氧化碳浓度传感器固定在大棚内不
同高度位置，本实用新型基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置包括四个连接件，每个连接件沿大棚高度方向的长度均可调；四个连接件均可拆卸的连接在顶板上，其中，光照传感器、温度传感器、湿度传感器以及二氧化碳浓度传感器分别连接在对应的连接件上。
49.具体地，上述连接件包括挂钩和电动伸缩杆，挂钩连接在电动伸缩杆上的伸缩端；同时，顶板的上、下两侧面都设置有用于卡接电动伸缩杆的卡槽。
50.在测量时，可以将三个电动伸缩杆卡接在顶板上侧的卡槽中，然后将光照传感器、温度传感器以及二氧化碳浓度传感器通过铁丝固定在对应的挂钩上；将最后一个电动伸缩杆卡接在顶板下侧的卡槽中，然后将湿度传感器通过铁丝固定在最后一个电动伸缩杆上的挂钩上。
51.此时，调节各个电动伸缩杆，以使得各个传感器与大棚内地面的距离不同。例如：湿度传感器距离地面0.3-0.5米，光照传感器距离地面3-4米，温度传感器距离地面2.3-2.8米，二氧化碳浓度传感器距离地面1.5-2米，这样就可以方便的调节各个传感器相对于大棚内地面的距离。
52.由于大棚内温度一般取中部中间位置较为合适，大棚内的湿度一般取地面湿度较为合适等，即大棚内不同高度位置对应的数据更能准确的反应处大棚内的环境数据，因此，本实用新型通过调节对应的电动伸缩杆，以使得对应的传感器相对于大棚地面位于不同的高度，这样测量的数据更加能反应出大棚内的实际数据。
53.在一些实施例中，为了方便给传输模块供电，该基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置还包括电源模块，其中，电源模块与传输模块电连接。
54.进一步的，为了方便给电源模块供电，该基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置还包括太阳能电池板，其中，太阳能电池板与电源模块电连接。在使用时，将太阳能电池板设置在大棚外部，太阳能电池板产生的电能通过导线输送给电源模块。
55.在一些实施例中，当大棚内的环境数据值相对于正常值达到预警阈值时，为了方便给人们警示，该基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置还包括报警器，报警器与处理器电连接。
56.示例性的，该报警器可以选用灯光报警器或者语音报警器，当大棚内的环境数据超过预警阈值时，处理器控制报警器报警。
57.在一些实施例中，为了方便测量大棚的甲烷浓度，该基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置还包括甲烷浓度监测传感器，其中，甲烷浓度监测传感器与数据处理模块电连接，用于将监测到的数据发送给数据处理模块。
58.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
59.最后应说明的是，以上实施方式仅用于说明本实用新型，而非对本实用新型的限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。

技术特征：
1.一种基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置，其特征在于，包括：光照传感器、温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、数据处理模块、传输模块、信号发射模块以及处理器；所述光照传感器设置在大棚内，用于监测大棚内的光照强度，并将监测到的光照强度发送给所述数据处理模块；所述温度传感器设置在大棚内，用于监测大棚内的温度，并将监测到的温度值发送给所述数据处理模块；所述湿度传感器设置在大棚内，用于监测大棚内的湿度，并将监测到的湿度值发生给所述数据处理模块；所述二氧化碳浓度传感器设置在大棚内，用于监测大棚内的二氧化碳浓度，并将监测到的二氧化碳浓度值发生给所述数据处理模块；所述数据处理模块依次通过所述传输模块、所述信号发射模块与所述处理器电连接，所述数据处理模块用于接收所述光照强度、温度值、湿度值以及二氧化碳浓度值，并将光照强度、温度值、湿度值以及二氧化碳浓度值转换成数字信号发送给所述处理器；所述处理器用于将接收到的数字信号与预设值比较，并将比较结果发送给移动终端。2.根据权利要求1所述的基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置，其特征在于，所述基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置还包括保护罩，所述数据处理模块和所述传输模块均设置在所述保护罩内。3.根据权利要求2所述的基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置，其特征在于，所述保护罩上设置有散热孔。4.根据权利要求2或3所述的基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置，其特征在于，所述基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置还包括支撑座，所述支撑座的高度可调，所述保护罩设置在所述支撑座上。5.根据权利要求4所述的基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置，其特征在于，所述支撑座包括底板、伸缩杆以及顶板，所述伸缩杆的一端与所述底板连接，另一端与所述顶板连接；所述保护罩设置在所述顶板上。6.根据权利要求5所述的基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置，其特征在于，所述基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置还包括连接件，所述连接件设置在所述顶板，所述光照传感器、所述温度传感器、所述湿度传感器以及所述二氧化碳浓度传感器分别可拆卸的连接在所述连接件上。7.根据权利要求6所述的基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置，其特征在于，所述基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置包括四个连接件，每个所述连接件沿大棚高度方向的长度均可调；四个所述连接件均可拆卸的连接在所述顶板上，所述光照传感器、所述温度传感器、所述湿度传感器以及所述二氧化碳浓度传感器分别连接在对应的所述连接件上。8.根据权利要求1-3任意一项所述的基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置，其特征在于，所述基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置还包括电源模块，所述电源模块与所述传输模块电连接。
9.根据权利要求1-3任意一项所述的基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置，其特征在于，所述基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置还包括报警器，所述报警器与所述处理器电连接。10.根据权利要求1-3任意一项所述的基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置，其特征在于，所述基于tc89c52嵌入式的大棚空气监测装置还包括甲烷浓度监测传感器，所述甲烷浓度监测传感器与所述数据处理模块电连接，用于将监测到的数据发送给所述数据处理模块。

技术总结
本实用新型提供一种基于TC89C52嵌入式的大棚空气监测装置，包括：光照传感器、温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、数据处理模块、传输模块、信号发射模块以及处理器；光照传感器、温度传感器、湿度传感器以及二氧化碳浓度传感器均与数据处理模块电连接；数据处理模块与传输模块电连接；传输模块通过信号发射模块与处理器无线连接。本实用新型提供的上述方案，通过光照传感器、温度传感器、湿度传感器以及二氧化碳浓度传感器来采集大棚内的环境数据，自动化程度高，有效降低了工作量，而且采集的数据可以通过处理器与预设值进行比较，并将比较结构发送给移动终端，方便人们根据比较结构对棚内作物科学管理。结构对棚内作物科学管理。结构对棚内作物科学管理。


技术研发人员：乔珠峰 于峰 赵继春 马晓蕊 王洪彪
受保护的技术使用者：北京市农林科学院
技术研发日：2023.04.14
技术公布日：2023/7/14