一种海水稻栽培数据管理检测无线传输发射装置的制作方法

1.本发明涉及信息传感检测与大数据传输显示系统设计制作技术领域，特别是指一种海水稻栽培数据管理检测无线传输发射装置。


背景技术：

2.我国海岸线漫长，沿海滩涂盐碱地15亿亩，其中2.8亿亩可以用于海水稻生长。海水稻并不是用海水灌溉，而且盐碱地的含盐量必须低于1％，浓度过高容易减产或者颗粒无收。海水的含盐量3％左右，而海水稻的耐盐碱度只有1％，目前的技术水平，海水稻只能在千分之六的盐度灌溉水条件下正常生长，所以海水是不可以直接用来灌溉的，必需掺入大量的淡水才能灌入田里用于海水稻的生长需要，由于在海边滩涂栽培水稻还要考虑涨潮时海水漫入稻田内的严重影响，所以，对稻田里的栽培用水的水位、含盐度与其它气象因素要进行定期检测，特别是在百亩以上大面积种植栽培的情况下，当前人工巡视检查用工多，工作量大繁重，这种传统原始落后的水稻栽培管理方法有待于改进。
3.为了解决以上问题，如公开号为cn208314503u的中国专利公开了一种基于物联网的农业管理系统，包括区域中继器以及分别通过lora网络与区域中继器无线连接的农业管理一体机和用于接收外部远程采集传感器采集信号的现场采集器，所述农业管理一体机包括一体机壳体以及设于一体机壳体内的一体机电路板，所述现场采集器包括采集器壳体以及设于采集器壳体内的采集器主控板，所述采集器主控板包括采集器微处理器以及分别与采集器微处理器相连的多路传感器接线端子电路、采集器rs485传感器输入电路、采集器lora通信电路和采集器电源电路。与现有技术相比，本实用新型具有结构简单、易于实现、可拓展性高等优点。
4.又如公开号为cn208506540u的中国专利公开了一种农业现场采集终端，包括：一外壳体以及设置于该外壳体内的电路板；电路板包括一微处理器以及分别与该微处理器相连且：与外部传感器匹配的多路传感器接线端子电路、用于进行总线通信的rs485传感器输入电路、用于与外部通信设备进行有线通信的rs485通信电路、用于与外部通信设备进行无线通信的lora通信电路以及用于提供电源的电源电路；电源电路分别与多路传感器接线端子电路、rs485传感器输入电路、rs485通信电路、lora通信电路相连。本实用新型提出的一种农业现场采集终端，结构简单，易于实现。
5.目前，在实际操作过程中上述专利还存在一些不足之处：现有技术中虽采用区域中继器、lora网络与区域中继器无线连接、电路板内的微处理器等设备解决了农业的管理与采集，但是在实际操作过程中未考虑到稻田里的栽培用水的水位、含盐度与其它气象因素要进行定期检测，特别是在百亩以上大面积种植栽培的情况下，当前人工巡视检查用工多，工作量大繁重，这种传统的水稻栽培管理方法有待于改进。


技术实现要素：

6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种海水稻栽培数据管理检测无线传输发射
装置，以解决上述问题。
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
8.一种海水稻栽培数据管理检测无线传输发射装置，包括盐度传感器、水位传感器、水温传感器、温度传感器、湿度传感器、照度传感器、信息编码存储器电路、蓝牙数据收发模块电路、编号识别应答电路、收发天线、电源管理电路、功能电路基板、锂电池、太阳能发电板、系统密封器件盒、系统固定架。
9.优选的，所述盐度传感器、水位传感器、水温传感器密封安装在系统固定架的下部，盐度传感器、水位传感器、水温传感器三者的信号输出线从系统固定架的中空支架杆内穿过与安装在功能电路基板上面的信息编码存储器电路的对应信号输入端相连接。
10.优选的，所述温度传感器、湿度传感器、照度传感器安装在系统固定架的中部，温度传感器、湿度传感器、照度传感器三者的信号输出线与安装在功能电路基板上面的信息编码存储器电路的对应信号输入端相连接。
11.优选的，所述信息编码存储器电路、蓝牙数据收发模块电路、编号识别应答电路、收发天线、电源管理电路焊接安装在功能电路基板上部，组成完成各项检测功能的功能电路；功能电路基板和锂电池安装在系统密封器件盒内，系统密封器件盒安装固定在系统固定架的中上部；所述太样能发电板安装固定在系统固定架的上部，其电源输出线与系统密封器件盒内的电源管理电路输入端相连接。
12.优选的，所述盐度传感器采用耐海水浸泡的光折涉变色显示 颜色识别读取数据输出型盐度传感器，其输出电信号与信息处理存储器电路输入端相连接，密封安装在系统固定架的下端中空竖杆内，盐度传感器的石英玻璃探头部分露出固定架竖杆外，与稻田内栽培用水相接触。
13.优选的，所述水位传感器采用多触点排列式不锈钢探头，长度25厘米，安装在系统固定架的下端，水位传感器的输出信号引线通过转换电路与信息编码存储器电路相连接，探测触点26个，其中一个公共端，25个水位检测端，探测精度厘米级，检测过程是：转换电路每间隔1小时就排序像25个检测端探测触点发出检测脉冲信号，然后对脉冲无法通过的检测触点计数，从而得出水位高度的准确数据送入信息编码存储器电路存储，待机发射传递出去。
14.优选的，所述水温传感器采用3950型温度传感器玻璃温度水滴头，内阻100k，测量精度1％，单端玻璃封装，测温范围
‑
20
‑
100度，安装在系统固定架的下端，用于测量稻田水温，水温传感器的电极引线通过系统固定架的下端中空竖杆内引到系统密封器件盒内，输入信息编码存储器电路存储，待机发射传递出去。
15.优选的，所述温度传感器采用水温传感器相同的单端玻璃外部封装的3950型温度传感器，安装在系统固定架的中部，用于测量环境温度，温度传感器的输出电信号与信息处理存储器电路输入端相连接存储，待机发射传递出去。
16.优选的，所述湿度传感器采用型号chr06电阻型高分子湿度传感器，特征阻抗31kω，工作电压：vpp≤5.5v；工作频率：500hz—2000hz；2.工作温度：0℃—50℃；工作湿度：20％—95％rh；3.稳定性：≤2％rh/年；温度特性：≤0.5％rh/℃；4.湿度检测一致性：≤
±
3％rh；5.响应速度：小于15s，安装在系统固定架的中部，用于测量环境湿度，其输出电信号与信息处理存储器电路输入端相连接存储，待机发射传递出去。
17.优选的，所述照度传感器采用jxbs
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3001
‑
gz型光照度传感器，光照度测试范围0
‑
20wlx，分辨率1％，精确度5％，安装在系统固定架的中部，用于测量环境光照度，其输出光电信号与信息处理存储器电路输入端相连接存储，待机发射传递出去。
18.优选的，所述信息处理存储器电路采用32位微处理器cpu与电擦除可编程只读存储器e2prom相结合应用的电路结构方式，应用在系统中对各个传感测量数据进行接入处理并存入可编程只读存储器，e2prom可以在线电擦除和在线电写入，可在写入的过程中自动擦除，采用串行数据传送，并能在断电情况下保持修改记录的结果。当接受到cpu发出的信息输出指令时，把保存的原始测量输据传递到蓝牙数据收发模块电路的串行数据信号输入端发送出去。
19.优选的，所述蓝牙数据收发模块电路采用主机hc
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05、从机hc
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06主从一体化的蓝牙串口模块，主机hc
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05可以进行指令切换，主机hc
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05模块安装在无人机搭载的无线链路传输系统2上面，可以搜索从机hc
‑
06，从机hc
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06安装在稻田数据检测应答发送系统1内，主从机无线连接上以后就相当于一根无线串口线进入透传模式。主要参数如下：1、采用csr主流蓝牙芯片，蓝牙v2.0协议标准。2、模块供电电压：3.3v～3.6v。3、默认参数：波特率9600、配对码1234、工作模式从机。4、核心模块尺寸大小为：27mm x 13mm x 2mm。5、工作电流：配对中：30～40ma配对完毕未通信：2～8maa，通信中：8ma无休眠状态，在本电路中，蓝牙数据收发模块电路串行数据输入端与信息处理存储器电路数据输出端相连接，无线载频发射输出端与收发天线相连接，采用正电源回路中串入电子开关的方式控制其电源通断。
20.优选的，所述编号识别应答电路采用数字编译码器um3758
‑
a/b，其后缀8代表有8个地址位，a代表译码输出数据位锁存型(latch),它具有独特的双向或双工收发功能。其主要特性参数为：工作电压vdd＝ 3v～ 12v；接收输入(in)信号高电平vih≥4v，低电平vil≤2v。um3758
‑
a/b采用标准24脚dip双列直插式封装，t/r＝1时芯片处于编码状态，由地址和数据端输入状态所形成的编码数据流由tx/rx端串行输出，经vt3取调制载波信号；t/r＝0时芯片处于译码状态，译码信号由in端输入(编码时in置空不用)，译码数据由d1
‑
d8并行输出，并与s11～s18编码状态一一对应，每输出一组译码数据，tx/rx端便输出一个负脉冲，只有当编码器和译码器的地址状态a1～a10完成相同时，才能有效地进行编码，否则译码器将拒绝译码。在本产品电路中，为简化电路降低成本，使用超再生电路接收无人机搭载的无线链路传输系统发射的编码应答开机信号，收到对应的识别信号后，um3758
‑
tx/rx端便输出一个负脉冲提供给信息编码存储器电路，提取存储的各类传感检测数据输送到蓝牙数据收发模块电路发射出去，由无人机搭载的无线链路传输系统接收后转发出去，完成一次稻田数据检测应答发送系统与无线链路传输系统的信息传输过程。
21.当使用手机或佩戴智能眼镜在很短距离内靠近察看读取稻田生长条件参数时，海水稻大田栽培管理数据检测无线传输装置可以使用常规的手机蓝牙链接方式配对读取检测数据。
22.优选的，所述收发天线采用2.4g、5g收发天线，天线谐振在二分之一波长，天线增益6
‑
10db，水平极化，360度全向发射，外套绝缘硅胶密封套，安装在系统固定架中部的密封器件盒的顶部。
23.优选的，所述电源管理电路采用rht
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901a型太阳能充电管理模块电池稳压输出电路，输入电压9
‑
15v，输出电压8.4v，输出电流0.5a，最大1a，其输入端与太阳能发电板相连
接，输出端分为二路，一路与锂电池相连接，用于对电池充电，另一路输出连接功能电路基板上的各个功能电路与传感器件。
24.优选的，所述功能电路基板采用长120mm,宽80mm，厚度0.6
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0.8mm环氧树脂层压纤维铜箔板通过印刷蚀刻cob印刷电路板制作工艺加工制成，安装在系统密封器件盒内，基板上面安装信息编码存储器电路、蓝牙数据收发模块电路、编号识别应答电路、电源管理电路，通过导线分别与太阳能发电板、锂电池及各路传感器件相连接，完成工作过程。
25.优选的，所述锂电池采用18650圆柱型锂电池2节，串连应用，输出工作电压7.4v，电容量2.4a/h，安装在系统密封器件盒内，其电极输出端与电源管理电路相连接。
26.优选的，所述太阳能发电板采用petc
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9y规格型号的层压太阳能电池板组件，当稻田光照度达到32000lx强度时，输出电压9
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12v，最大输出功率2w，太阳能发电板安装在系统固定架的顶部，其电源引出线通过密封的系统固定架中空管道与安装在功能电路基板上面的电源管理电路输入端相连接。
27.优选的，所述系统密封器件盒采用耐老化abs塑料注塑制作，长方型状，规格尺寸150x120x40mm,壁厚2.5
‑
3mm，其顶部安装收发天线，下端留穿线孔，用于引入各路传感探测器引线。
28.优选的，所述系统固定架采用耐腐蚀加厚不锈钢管制作，长1.2米，直径40mm，管壁厚度2mm，底部制作成尖锥形状，管壁下部打孔安装用于盐度传感器、水位传感器、水温传感器；管壁中部打孔用于温度传感器、湿度传感器、照度传感器的引入连接引线；管子,顶部安装太阳能发电板。
29.相对于现有技术，本发明的装置的有益效果在于：一种海水稻栽培数据管理检测无线传输发射装置，兼顾稻田里的栽培用水的水位、含盐度与其它气象因素要进行定期检测，替代了传统的水稻栽培管理方法，可以定时采集通过稻田生长条件参数并通过无线链路传递到管理人员随身携带的手机或佩戴的智能眼镜上面实时显示，并可以通过搭载无人机转发实现远距离传递，使稻田管理者及时观察和读取了解所属划分编号区域的海水稻田各项栽培管理数据，及时调整栽培调控方案，实现科学省力的海水稻栽培高效管理。本发明同时提供了一种海水稻大田栽培管理数据检测无线传输装置的制作方法。
附图说明
30.图1为本发明一种海水稻栽培数据管理检测无线传输发射装置的结构示意图；
31.图2是本发明产品的工作电原理方框示意图；
32.图3是本发明产品的手机配合应用场景示意图；
33.图4是本发明产品的无人机转发与智能眼镜配合应用示意图。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
35.本发明提供一种技术方案：一种海水稻栽培数据管理检测无线传输发射装置，包括盐度传感器101、水位传感器102、水温传感器103、温度传感器104、湿度传感器105、照度传感器106、信息编码存储器电路107、蓝牙数据收发模块电路108、编号识别应答电路109、
收发天线110、电源管理电路111、功能电路基板112、锂电池113、太阳能发电板114、系统密封器件盒115、系统固定架116，参照图1，图3，其生产加工工艺方法流程如下：
36.制作系统固定架116：截取长1.2m，直径40mm，管壁厚度2mm的加厚型不锈钢管，底部制作成尖锥形状，在各相关部位打孔，用于固定各类传感器和穿入传感器引线。
37.各种传感器在系统固定架116上的开槽打孔具体位置是：盐度传感器101、水位传感器102、水温传感器103安装在架杆的下部；温度传感器104、湿度传感器105、照度传感器106打孔安装在架杆的中部；系统密封器件盒115开孔安装在架杆的中上部；太阳能发电板114安装固定在架杆的顶部。
38.注塑制作系统密封器件盒115：在注塑机上面装上专用模具，按操作规程注塑加工出系统密封器件盒115盒体。
39.安装焊接功能电路基板112：在功能电路基板112上面插接排列好信息编码存储器电路107、蓝牙数据收发模块电路108、编号识别应答电路109和电源管理电路111的电路元器件，波峰焊接成一块完整的功能电路基板112。
40.把装配好的功能电路基板112、收发天线110和锂电池113装入系统密封器件盒115并分别加以固定，然后把系统密封器件盒115安装到系统固定架116的中上部位置。
41.把系统固定架116上面安装的各类传感器件的引线从架杆内穿过引入到系统密封器件盒115内并电气连接；
42.把太阳能发电板114装配到系统固定架116的顶部，输出电源线从架杆内穿入到系统密封器件盒115的电路板上面进行电气连接。
43.整机电气性能测试：把装配完毕的数据检测无线传输装置在实验室内相关模拟条件下进行各项电气性能的检测，合格后扣合系统密封器件盒115的上盖，用螺丝紧固。
44.整机密封处理:用704硅脂胶对系统固定架116上面安装的各个器件部位进行密封处理，保证产品的密封可靠性。
45.结合图1图2图3图4，本发明产品一种海水稻大田栽培管理数据检测无线传输装置的工作原理与使用过程叙述如下：
46.把装配检测合格的数据检测无线传输装置插入稻田田埂内侧泥内30公分左右的深度垂直站立固定，太阳能电池板114面向正南方向，太阳能电池板114在阳光照射下发出电量，经电源管理电路111智能调控后输送到锂电池113进行充电；此时，功能电路基板112上面的各个功能电路和系统固定架116上的各个传感器件得电，电路开始进入工作状态；系统固定架116下部的盐度传感器101、水位传感器102、水温传感器103把稻田栽培用水的含盐量、水位高度与水温数据传送到系统密封器件盒115内的功能电路基板112上面；系统固定架116中部的温度传感器104、湿度传感器105、照度传感器106把环境气温、空气中的湿度与阳光的光照强度数据通过引线同时传输到功能电路基板112上面，功能电路基板112的信息编码存储器电路107电路芯片对各路输入检测信号进行编码处理后存入存储器内，等待蓝牙数据收发模块电路108、编号识别应答电路109配对或应答成功后把数据信息传输发射出去。
47.实施例1：参照图3，本发明与手机配合应用场景示意图，该数据读取适合稻田管理人员近距离10米之内的稻田巡视时的数据读取时使用。工作过程如下：持机人靠近稻田里某数据检测无线传输装置时,点击打开手机界面的稻田检测数据读取app，手机里的蓝牙模
块与数据检测无线传输装置的蓝牙数据收发模块电路108配对串接，屏幕显示出当前地块标记编号，按下该对应的编号数字，信息链路穿透接通，数据检测无线传输装置的内信息编码存储器电路107把存储的检测数据通过蓝牙传递发送到发手机上，在屏幕上显示，供管理人员读取检测的各项数据。
48.实施例2：参照图4，本发明与无人机转发与智能眼镜配合应用示意图:使用时，管理者通过操作手里的无人机遥控器使无人机升空后按规划的巡视路线在数百米的稻田上低空飞行，此时无人机搭载的稻田拍摄与检测数据无线收转系统内置的摄像头连续拍摄稻田图像并通过机载无线收转系统向管理者佩戴的信息接收显示系统传输实时视频图像；同时机载稻田拍摄与检测数据无线收转系统向地面稻田数据检测应答发送系统发出编码应答无线信号，当稻田数据检测应答发送系统收到对应的编码信号时从休眠状态下被唤醒，向无人机发出存储的检测数据，机载稻田拍摄与检测数据无线收转系统接收后进行二次转发，传递到管理者佩戴的信息接收显示系统，把稻田场景与检测数据同时显示在智能眼镜的屏幕上面，使管理者及时观察和读取了解所属划分编号区域的海水稻田各项栽培管理数据，及时调整栽培调控方案，实现科学省力的海水稻栽培高效管理。
49.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。