本實(shí)用新型涉及數(shù)據(jù)采集技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種采集器板卡和采集器。

背景技術(shù)：

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)越來越向著自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展，其中，通常使用一些傳感器來測(cè)量對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)具有影響的相關(guān)參數(shù)，例如，采用土壤水分傳感器來測(cè)量土壤的水分，將測(cè)得的數(shù)據(jù)通過采集設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，之后傳輸至計(jì)算機(jī)或其他顯示設(shè)備中顯示，以供工作人員獲取上述參數(shù)值。

目前，采集數(shù)據(jù)和傳輸數(shù)據(jù)的功能分別通過采集設(shè)備和通信設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，采集設(shè)備與通信設(shè)備分別為獨(dú)立的兩個(gè)設(shè)備，且相連接以依次完成數(shù)據(jù)采集和傳輸功能。

然而，隨著電子設(shè)備的智能型、小型化的發(fā)展，上述采集設(shè)備與通信設(shè)備相連接以完成數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)姆绞皆诓僮魃陷^麻煩，且兩個(gè)設(shè)備占用空間較大、成本較高，已不能滿足用戶需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種采集器板卡和采集器，數(shù)據(jù)采集和傳輸功能集成于采集器板卡，使得帶有該采集器板卡的采集器能夠完成數(shù)據(jù)采集和傳輸功能，實(shí)現(xiàn)采集器的智能型和小型化，并且節(jié)約成本。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型主要提供如下技術(shù)方案：

一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種采集器板卡，包括：

信號(hào)接口，用于連接傳感器；

信號(hào)取樣電路，連接于所述信號(hào)接口，用于獲取所述傳感器的測(cè)量信號(hào)并輸出第一電壓信號(hào)；

信號(hào)處理單元，連接于所述信號(hào)取樣電路，用于將所述信號(hào)取樣電路輸出的第一電壓信號(hào)分壓為第二電壓信號(hào)；

控制單元，連接于所述信號(hào)處理單元，用于接收所述第二電壓信號(hào)并轉(zhuǎn)換為與所述傳感器的測(cè)量信號(hào)相對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)；

通信單元，連接于所述控制單元，用于將所述數(shù)字信號(hào)傳輸至外部設(shè)備以顯示出所述傳感器測(cè)量的值；

電池接口，用于連接電池以給所述采集器板卡供電。

具體地，所述信號(hào)接口的數(shù)量為多個(gè)；所述信號(hào)取樣電路的數(shù)量等于所述信號(hào)接口的數(shù)量，且二者一一對(duì)應(yīng)連接。

具體地，所述通信單元包括無線通信模塊。

具體地，所述無線通信模塊為L(zhǎng)oRa模塊或ZigBee模塊。

另一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種采集器，包括：

外殼以及上述的采集器板卡，所述采集器板卡設(shè)置于所述外殼內(nèi)；

所述外殼上設(shè)置有外接口，所述外接口與所述采集器板卡的信號(hào)接口相連接，用于使所述信號(hào)接口通過所述外接口連接于所述傳感器；

所述采集器板卡的電池接口包括第一電池接口，所述第一電池接口連接有第一電池。

進(jìn)一步地，所述外殼上設(shè)置有外接天線，所述外接天線連接于所述采集器板卡的通信單元。

進(jìn)一步地，所述外殼上設(shè)置有太陽能板；所述電池接口還包括第二電池接口，所述第二電池接口連接有第二電池；所述太陽能板連接于所述第二電池，以給所述第二電池供電。

進(jìn)一步地，所述外殼上連接有支架，所述支架包括底座和支撐柱，所述外殼與所述支撐柱的頂端連接，所述底座連接于所述支撐柱的底端，所述支撐柱的底端具有尖端，用于插入土地里，所述底座支撐所述支撐柱直立于地面。

進(jìn)一步地，所述外殼內(nèi)可拆卸連接有內(nèi)殼，所述內(nèi)殼包括相連接的第一殼體和第二殼體，所述采集器板卡連接于所述第一殼體內(nèi)，所述第二電池連接于所述第二殼體內(nèi)。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種采集器板卡和采集器，采集器板卡包括依次連接的信號(hào)接口、信號(hào)取樣電路、信號(hào)處理單元、控制單元和通信單元，通過將連接于信號(hào)接口的傳感器的信號(hào)進(jìn)行采樣、分壓、轉(zhuǎn)換和通信傳輸，實(shí)現(xiàn)傳感器所測(cè)得數(shù)據(jù)的采集，且顯示在與通信單元連接的外部設(shè)備的顯示屏上，其中，采集器板卡集成了數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸功能，使帶有該采集器板卡的采集器能夠完成數(shù)據(jù)采集和傳輸功能，相比現(xiàn)有技術(shù)中采用采集設(shè)備和通信設(shè)備這兩個(gè)獨(dú)立設(shè)備相連接以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和傳輸功能，本實(shí)用新型實(shí)施例僅需采用一臺(tái)帶有上述采集器板卡的采集器即可，實(shí)現(xiàn)了采集器的智能型和小型化，用戶無需購買兩臺(tái)設(shè)備，節(jié)約了成本。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種采集器板卡的組成框圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種采集器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種采集器外殼內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種采集器板卡，包括：信號(hào)接口1，用于連接傳感器2；信號(hào)取樣電路3，連接于信號(hào)接口1，用于獲取傳感器2的測(cè)量信號(hào)并輸出第一電壓信號(hào)V1；信號(hào)處理單元4，連接于信號(hào)取樣電路3，用于將信號(hào)取樣電路3輸出的第一電壓信號(hào)V1分壓為第二電壓信號(hào)V2；控制單元5，連接于信號(hào)處理單元4，用于接收第二電壓信號(hào)V2并轉(zhuǎn)換為與傳感器2的測(cè)量信號(hào)相對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)；通信單元6，連接于控制單元5，用于將數(shù)字信號(hào)傳輸至外部設(shè)備7以顯示出傳感器2測(cè)量的值；電池接口8，用于連接電池9以給采集器板卡供電。

其中，信號(hào)接口1的類型包括電流信號(hào)接口、電壓信號(hào)接口和脈沖信號(hào)接口，用于連接發(fā)出不同信號(hào)類型的傳感器2，信號(hào)接口1的數(shù)量可設(shè)計(jì)為多個(gè)，可包括上述中一種類型的信號(hào)接口，也可任意兩種組合，或者三種類型均包括。

信號(hào)取樣電路3，具體可采用采樣電阻進(jìn)行信號(hào)取樣，例如將傳感器2的電流信號(hào)或脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)即為第一電壓信號(hào)V1，若信號(hào)接口接收到的傳感器信號(hào)為電壓信號(hào)，則通過信號(hào)取樣后仍舊為電壓信號(hào)，即第一電壓信號(hào)V1。

信號(hào)處理單元4可采用CPU(Central Processing Unit，中央處理器)將上述第一電壓信號(hào)V1分壓，使分壓成的第二電壓信號(hào)V2在控制單元所能采壓的范圍內(nèi)，其中，第一電壓信號(hào)V1與第二電壓信號(hào)V2之間設(shè)置有分壓電路，具有分壓系數(shù)，第二電壓信號(hào)V2等于第一電壓信號(hào)V1乘以分壓系數(shù)。

控制單元5可為單片機(jī)，接收到第二電壓信號(hào)V2，根據(jù)分壓系數(shù)進(jìn)行換算，并且利用帶有的ADC(Analog-to-digital converter，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)為傳感器2的測(cè)量信號(hào)所對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，之后通過通信單元6傳輸至外部設(shè)備7，在外部設(shè)備7中顯示出傳感器2測(cè)量的值，以供工作人員獲取傳感器2測(cè)量的有關(guān)農(nóng)作物生長(zhǎng)情況的參數(shù)值。

具體地，可在采集器板卡上設(shè)置ST燒寫口用于燒寫ST單片機(jī)程序、無線程序燒寫口用于燒寫無線模塊程序、設(shè)置串口用于設(shè)置設(shè)備編號(hào)和信道。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種采集器板卡，包括依次連接的信號(hào)接口、信號(hào)取樣電路、信號(hào)處理單元、控制單元和通信單元，通過將連接于信號(hào)接口的傳感器的信號(hào)進(jìn)行采樣、分壓、轉(zhuǎn)換和通信傳輸，實(shí)現(xiàn)傳感器所測(cè)得數(shù)據(jù)的采集，且顯示在與通信單元連接的外部設(shè)備的顯示屏上，其中，采集器板卡集成了數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸功能，使帶有該采集器板卡的采集器能夠完成數(shù)據(jù)采集和傳輸功能，相比現(xiàn)有技術(shù)中采用采集設(shè)備和通信設(shè)備這兩個(gè)獨(dú)立設(shè)備相連接以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和傳輸功能，本實(shí)用新型實(shí)施例僅需采用一臺(tái)帶有上述采集器板卡的采集器即可，實(shí)現(xiàn)了采集器的智能型和小型化，用戶無需購買兩臺(tái)設(shè)備，節(jié)約了成本。

根據(jù)上述分析已知，信號(hào)接口1的數(shù)量可設(shè)計(jì)為多個(gè)；則信號(hào)取樣電路3的數(shù)量等于信號(hào)接口1的數(shù)量，且二者一一對(duì)應(yīng)連接。也就是說，每個(gè)信號(hào)接口1均連接有相應(yīng)的信號(hào)取樣電路3，每個(gè)信號(hào)取樣電路3將相應(yīng)的信號(hào)接口1連接的傳感器信號(hào)輸出為電壓信號(hào)，每個(gè)電壓信號(hào)通過信號(hào)處理單元4分壓，其中信號(hào)處理單元4如CPU數(shù)量為一個(gè)即可，再通過控制單元5進(jìn)行處理轉(zhuǎn)換為傳感器2的測(cè)量信號(hào)所對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，其中控制單元5如單片機(jī)數(shù)量為一個(gè)即可，之后通過通信單元6傳輸至外部設(shè)備7，在外部設(shè)備7中顯示出每個(gè)傳感器2所測(cè)量的值。

具體地，通信單元6包括無線通信模塊。無線通信避免了連接傳輸線的繁瑣。其中，通信單元6設(shè)計(jì)為包括無線通信和有線通信兩種通信方式，以供用戶選擇。

具體地，無線通信模塊為L(zhǎng)oRa模塊或ZigBee模塊。LoRa(Long Range)為長(zhǎng)距低功耗數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，其接受靈敏度高，確保了連接的可靠性，支持多信道多數(shù)據(jù)速率的并行處理，系統(tǒng)容量大，可以支持測(cè)距和定位，適用于要求功耗低、距離遠(yuǎn)、大量連接以及定位跟蹤等的聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用；ZigBee是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)，其特點(diǎn)是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本；可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境來選擇無線通信模塊類型。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的采集器板卡，通過將連接于信號(hào)接口的傳感器的信號(hào)進(jìn)行采樣、分壓、轉(zhuǎn)換和通信傳輸，實(shí)現(xiàn)傳感器所測(cè)得數(shù)據(jù)的采集以及傳輸至與通信單元連接的外部設(shè)備中進(jìn)行顯示，以供工作人員獲取傳感器測(cè)量的參數(shù)值，帶有該采集器板卡的采集器能夠完成數(shù)據(jù)采集和傳輸功能，實(shí)現(xiàn)了采集器的智能型和小型化，用戶使用一臺(tái)設(shè)備即可，節(jié)約了成本。

如圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種采集器，包括：外殼101以及上述的采集器板卡，采集器板卡設(shè)置于外殼101內(nèi)；外殼101上設(shè)置有外接口(圖中未示出)，外接口與采集器板卡的信號(hào)接口相連接，用于使信號(hào)接口通過外接口連接于傳感器；采集器板卡的電池接口包括第一電池接口，第一電池接口連接有第一電池。

其中，采集器板卡的結(jié)構(gòu)及原理與上述實(shí)施例相同，在此不再贅述。采集器包括該采集器板卡，使得采集器具有數(shù)據(jù)采集和傳輸功能。當(dāng)需要對(duì)傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集時(shí)，將傳感器與外殼上的外接口連接，傳感器的信號(hào)通過外接口傳輸至采集器板卡的信號(hào)接口，之后通過上述實(shí)施例中的原理實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和傳輸。上述中，第一電池可采用紐扣電池，體積較小，節(jié)約空間。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種采集器，包括采集器板卡，采集器板卡包括依次連接的信號(hào)接口、信號(hào)取樣電路、信號(hào)處理單元、控制單元和通信單元，通過將連接于信號(hào)接口的傳感器的信號(hào)進(jìn)行采樣、分壓、轉(zhuǎn)換和通信傳輸，實(shí)現(xiàn)傳感器所測(cè)得數(shù)據(jù)的采集，且顯示在與通信單元連接的外部設(shè)備的顯示屏上，其中，采集器板卡集成了數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸功能，使帶有該采集器板卡的采集器能夠完成數(shù)據(jù)采集和傳輸功能，相比現(xiàn)有技術(shù)中采用采集設(shè)備和通信設(shè)備這兩個(gè)獨(dú)立設(shè)備相連接以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和傳輸功能，本實(shí)用新型實(shí)施例僅需采用一臺(tái)帶有上述采集器板卡的采集器即可，實(shí)現(xiàn)了采集器的智能型和小型化，用戶無需購買兩臺(tái)設(shè)備，節(jié)約了成本。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可將采集器設(shè)置于戶外，方便對(duì)測(cè)量農(nóng)作物參數(shù)的傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和傳輸，為了更好的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和傳輸，可進(jìn)行如下設(shè)計(jì)：

外殼101上設(shè)置有外接天線102，外接天線102連接于采集器板卡的通信單元。當(dāng)進(jìn)行無線通信時(shí)，外接天線102具有提高傳輸信號(hào)質(zhì)量的作用。

參見圖2和圖3，外殼101上設(shè)置有太陽能板103；電池接口還包括第二電池接口，第二電池接口連接有第二電池104；太陽能板103連接于第二電池104，以給第二電池104供電。利用太陽能板103將太陽光能轉(zhuǎn)化成電能，輸送給第二電池104，以給采集器板卡供電，利用太陽能實(shí)現(xiàn)供電，環(huán)保節(jié)能。

外殼101上連接有支架105，支架105包括底座1051和支撐柱1052，外殼101與支撐柱1052的頂端連接，底座1051連接于支撐柱1052的底端，支撐柱1052的底端具有尖端，用于插入土地里，底座1051支撐支撐柱1052直立于地面。上述支撐方式安全牢靠，避免采集器隨意擺放在地上或其他位置而容易造成損壞。

參見圖3，為了方便采集器的拆裝，外殼101內(nèi)可拆卸連接有內(nèi)殼106，內(nèi)殼106包括相連接的第一殼體1061和第二殼體1062，采集器板卡107連接于第一殼體1061內(nèi)，第二電池104連接于第二殼體1062內(nèi)。在安裝采集器時(shí)，可先將采集器板卡107和第二電池104分別連接于內(nèi)殼106的第一殼體1061和第二殼體1062內(nèi)，然后再裝入外殼101內(nèi)，完成安裝；當(dāng)要拆卸采集器時(shí)，可先將內(nèi)殼106與外殼101拆離，然后再分別將采集器板卡107和第二電池104拆離內(nèi)殼106的第一殼體1061和第二殼體1062；其中，可拆卸連接可采用滑道插接的方式等。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的采集器，包括采集器板卡，通過將連接于信號(hào)接口的傳感器的信號(hào)進(jìn)行采樣、分壓、轉(zhuǎn)換和通信傳輸，實(shí)現(xiàn)傳感器所測(cè)得數(shù)據(jù)的采集以及傳輸至與通信單元連接的外部設(shè)備中進(jìn)行顯示，以供工作人員獲取傳感器測(cè)量的參數(shù)值，帶有該采集器板卡的采集器能夠完成數(shù)據(jù)采集和傳輸功能，實(shí)現(xiàn)了采集器的智能型和小型化，用戶使用一臺(tái)設(shè)備即可，節(jié)約了成本。

以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。