(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 210802554 U(45)授权公告日 2020.06.19
(21)申请号 201922045623.1(22)申请日 2019.11.25
(73)专利权人 洛阳中科晶上智能装备科技有限
公司
地址 471000 河南省洛阳市伊滨区科技大
道21号中意科技园305室(72)发明人 李清琳 于文尧 张玉成 张冉
石晶林 (74)专利代理机构 洛阳启越专利代理事务所
(普通合伙) 41154
代理人 薛布赫(51)Int.Cl.
G01D 21/02(2006.01)G08C 17/02(2006.01)
权利要求书1页 说明书3页 附图9页
CN 210802554 U(54)实用新型名称
基于STM32的检测电路(57)摘要
本实用新型提供一种基于STM32的检测电路，用以解决温室大棚里小规模的精准农业专用技术向传统种植产业推广的问题，该电路包括主控模块、用于采集外界土壤温湿度数据、土壤的PH值数据的数据采集模块、电源模块；其中，电源模块与主控模块、数据采集模块连接，用于供电；还包括数据传输模块；该数据传输模块包括GPRS模块和ZigBee通讯模块；其中，所述的主控模块与GPRS模块连接，用于将数据采集模块采集的数据发送至后台服务器；所述的主控模块与ZigBee通讯模块连接，用于控制外设的灌溉装置对土壤进行增湿。本实用新型体积小、功耗低，可随着后期的客户需求对控制程序进行远程升级增强了该电路的适应性。
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权 利 要 求 书
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1.基于STM32的检测电路，包括主控模块、用于采集外界土壤温湿度数据、土壤数据采集模块、电源模块；其中，电源模块与主控模块、数据采集模块连接，用于供电；其特征在于，还包括数据传输模块；
该数据传输模块包括GPRS模块和ZigBee通讯模块；其中，所述的主控模块与数据传输模块连接，用于将数据采集模块采集的数据经过主控模块处理后发送至后台服务器；所述的主控模块与ZigBee通讯模块连接，主控模块通过实时检测土壤的温湿度通过ZigBee通讯模块控制灌溉装置的启停与水量的大小对土壤温湿度进行精确控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于STM32的检测电路，其特征在于：所述的主控模块为STM32F103ZET6；GPRS模块为SIM900A；
其中，主控模块的RXD管脚与数据传输模块的TXD管脚连接；主控模块的TXD管脚与数据传输模块的RXD管脚连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于STM32的检测电路，其特征在于：数据传输模块还包括ZigBee通讯模块；该ZigBee通讯模块为cc2530；
其中，ZigBee通讯模块的第十七管脚连接主控模块的PC10管脚；ZigBee通讯模块的第十六管脚连接主控模块的PC11管脚。
4.根据权利要求1所述的一种基于STM32的检测电路，其特征在于：还包括用于存储采集模块采集的数据的存储模块；
其中，所述的存储模块为W25X40；该存储模块的第一管脚与主控模块的PA4管脚连接；该存储模块的第六管脚与主控模块的PA5管脚连接；该存储模块的第五管脚与主控模块的PA7管脚连接；该存储模块的第二管脚与主控模块的PA6管脚连接。
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说 明 书基于STM32的检测电路
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技术领域
[0001]本实用新型属于农业检测装置领域，尤其涉及一种针对传统作物——辣椒的土壤湿度监控、土壤以及主要肥力检测的基于STM32的检测电路。背景技术
[0002]随着自动化、智能化在各行各业的普及，节省人力资源、提高作业效率已经是社会发展的趋势。在传统农业方面，加强土地资源的合理利用、最大限度的释放劳动力、进一步提高粮食的单位产量，实现农业的降成本、增品质、长产量的良性发展是从事农业相关人员的共同目标。
[0003]通常农田里面灌溉、施肥常常耗费大量的人力物力。农艺师的水平参差不齐也在很大程度上影响到粮食的产量直接关系到农民的钱袋子。
[0004]目前国家为了农业的灌溉方便修筑了大量的水渠方便农民灌溉、为了给农民提供坚强的技术后盾培养了许多农业相关人才。温室大棚能够很好地集中体现了现代农业技术水平，可以实现比较高的自动化程度，然而修建大棚所需的成本比较高昂，将全国的所有土地实现全大棚覆盖种植传统作物也不现实，实现传统作物的生长监控是一个亟待解决的短板。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于：提供一种基于STM32的检测电路，用以解决温室大棚里小规模的精准农业专用技术向传统种植产业推广的问题，使得大规模种植的作物也能做到科学灌溉、精准施肥，实现智能化种植。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于STM32的检测电路，包括主控模块、用于采集外界土壤温湿度数据、土壤数据采集模块、电源模块；其中，电源模块与主控模块、数据采集模块连接，用于供电；其特征在于，还包括数据传输模块；该数据传输模块包括GPRS模块和ZigBee通讯模块；其中，所述的主控模块与数据传输模块连接，用于将数据采集模块采集的数据经过主控模块处理后发送至后台服务器；所述的主控模块与ZigBee通讯模块连接，主控模块通过实时检测土壤的温湿度通过ZigBee通讯模块控制灌溉装置的启停与水量的大小对土壤温湿度进行精确控制。[0007]所述的主控模块为STM32F103ZET6；GPRS模块为SIM900A；其中，主控模块的RXD 管脚与数据传输模块的TXD管脚连接；主控模块的TXD管脚与数据传输模块的 RXD管脚连接。[0008]数据传输模块还包括ZigBee通讯模块；该ZigBee通讯模块为cc2530；其中，ZigBee通讯模块的第十七管脚连接主控模块的PC10管脚；ZigBee通讯模块的第十六管脚连接主控模块的PC11管脚。
[0009]上述的一种基于STM32的检测电路，还包括用于存储采集模块采集的数据的存储模块；其中，所述的存储模块为W25X40；该存储模块的第一管脚与主控模块的PA4管脚连接；该存储模块的第六管脚与主控模块的PA5管脚连接；该存储模块的第五管脚与主控模块的
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PA7管脚连接；该存储模块的第二管脚与主控模块的PA6管脚连接。[0010]有益效果：本实用新型电路结构紧凑，基于GPRS与ZigBee实现农业设备的高度物联，采集的农作物土壤数据、生长状况数据更齐全，结合物联网可实现灌溉施肥的精却控制；本电路综合考虑了农业环境的特殊性，体积小、功耗低，可随着后期的客户需求对控制程序进行远程升级增强了该电路的适应性。
附图说明
[0011]图1是本实用新型的主控电路。[0012]图2是图1中的部分电路。[0013]图3是图1中的部分电路。
[0014]图4是本实用新型的GPRS传输电路。[0015]图5是图4的部分电路。[0016]图6是图4的部分电路。
[0017]图7是本实用新型的ZigBee电路。[0018]图8是图7的部分电路。[0019]图9是图7的部分电路。
[0020]图10是本实用新型的电源电路。[0021]图11是本实用新型的LDO电路。[0022]图12是本实用新型的框图。[0023]图13是STM32的另一部分电路。[0024]图14是STM32的另一部分电路。[0025]其中，图1、图13、图14中的U6A、U6B、U6C构成完整的U6。
具体实施方式
[0026]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0027]本实用新型考虑到适用场合环境复杂恶劣，电路设计采用了严格的EMC设计，该电路设计体积小、方便安装、布局合理具有极强的可靠性和安全性。[0028]如图1～3以及图12，主控芯片MCU采用STM32F103ZET6，该芯片是意法半导体(ST)公司出品，其内核是Cortex-M3。具有16个ADC转换通道可用于外扩模拟信号的传感器，3个UART可用于芯片间的通讯和程序下载。串口1用于程序下载；串口2用于与SIM900A通讯，传输GPRS数据，用于向后台传输传感器数据和图片信息，也用于接收后台向该电路发送的数据；串口3用于与 CC2530通讯，传输控制指令与传感器信息收集。[0029]其中，所述的串口1的下载功能指的是：主控芯片的第一百三四管脚、第一百一十管脚、第一百零五管脚、第一百零九管脚、第一百三十三管脚、第二十五管脚分别对应FTAG_P20的第三管脚、第五管脚、第七管脚、第九管脚、第十三管脚以及第十五管脚。[0030]如图4～6为数据传输电路图，GPRS模块采用SIM900A，主要用于GPRS数据传输，该模块在业界具有广泛的应用，性能稳定可靠。该模块在休眠模式下耗电流可低至1mA。由于是射频电路，发射信号时需要的功率比较大，电流峰值瞬间最高可达到2A。为防止VBAT有较
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大的电压跌落，有效滤除高频干扰。采用电源输入端并联了100uF、470uF的钽电容和2.2uF、100nF的陶瓷电容的方式抵抗干扰。SIM900A与主控通讯的串口线均采用双电容滤波与电阻滤波，减少射频信号对串口电路的干扰。[0031]如图7～9为ZigBee电路，与MCU通讯的通讯采用串口方式该串口通讯采用了470pF和47nF双电容和1KΩ电阻组合滤波，能够保证电路内部通讯的稳定性。此电路它能够以非常低的总的材料成本建立强大的网络节点。ZigBee 电路在本专利中主要用于各个局域联网设备的通讯。
[0032]如图10为100V转4.7V降压电路，该电路采用MP4689具有宽幅降压功能的电路，能够实现9V—100V转换成4.7V的电路。该电源电路具有极强的抗冲击能力和稳定性，能够满足SIM900A的瞬间电流达到2A的需求。该电路电流输出端加入了电解电容、钽电容、陶瓷电容对输出的电流多级滤波保证了输出电流的平稳性。[0033]如图11为4V转3.3V降压电路，该LDO电路将4V的电压降至3.3V,为主控芯片提供电源。该电路的输入端加入了一个磁珠和一个2.2uF陶瓷电容进行滤波，输出端采用了一个10nF、2.2uF、100nF陶瓷电容两个10V/100uF的坦电容。采用该电路保证了本实用新型电路中主控芯片的稳定性。[0034]如图12，本实用新型中的主控模块通过RS485总线连接土壤温湿度传感器、土壤成分分析传感器、土壤PH值检测分别采集土壤温湿度数据与土壤成分和土壤的PH值数据，并将采集的数据通过GPRS模块上传后台服务器。如果土壤湿度湿度偏低主控模块将通过电路中的ZigBee通讯模块控制相应的灌溉设施进行灌溉，由于主控模块能实时检测土壤水分含量，当湿度达到要求随即停止工作。[0035]而且，本实用新型可以外扩摄像头连接到485总线，能够一定周期的采集作物如辣椒的生长状况图像，该图像通过GPRS模块传输到后台。后台汇总了土壤信息、作物的生长状态图像可以让农业专家不用出门就可以实时的掌控作物，如辣椒的生长状况，实现对辣椒生长进行监控以及对病虫害的诊断免去了路途的奔波节约出大量时间照看更多的辣椒地。[0036]此外本电路留有较多传感器接口用于传感器扩展，如土壤数据采集模块中的土壤PH值、土壤成分等，增加了Flash可用于远程升级程序增强了本电路的可扩展性。使用RS485通讯可外挂大量的传感器，此外留有较多接口用于功能扩展例如PB0、PB1、PC4、PE9、PF11、PF12引脚接口。
[0037]以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易变化或替换，都属于本实用新型的保护范围之内。因此本实用新型的保护范围所述以权利要求的保护范围为准。
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