技术领域
[0001] 本实用新型属于农业环境监测装置领域,具体涉及一种农用小型果库储藏环境监测装置。
背景技术
[0002] 在陕西关中及陕北
水果主产区,果农为避开销售旺季,提高果品收益,在苹果、梨等水果采摘后入库存储已是普遍现象。农户储存果品的方式通常有两种:一种是租用大型冷库储存,另一种是农户自建小型果库储存。因租用大型冷库要按储存量和储存时间给冷库付租金,会使果品生产成本增加,降低农户收益,因此不受一般果农户欢迎。而自建小型果库以其一次性投资,长期受益的特点而很受许多果农户欢迎。实际过程中,受成本因素限制,农户自建果库一般比较简陋,果库环境调节通常依靠环境温湿度及通
风等自然及人为因素调节,对自然环境和人为因素依赖性较强,果库环境中的
温度、湿度以及水果挥发的乙烯气体浓度、二
氧化
碳气体浓度等均会对水果长期存储产生一定的影响。因此利用一些简单实用、操作简便的自动监测与调节装置弥补农用小型果库存在的
缺陷和不足,对于改善提高农用小型果库储存环境、延长果品储存时间、提高果农收益等均具有重要的意义。实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种农用小型果库储藏环境监测装置,该装置可对果库内的环境温湿度、二氧化碳气体浓度、乙烯气体浓度等进行自动检测,具有实时/定时检测模式设置、检测
阈值设置,检测结果显示、数据异常时的声光告警等功能,能在检测数据异常时自动接通调节设备电源
开关,实施
自动调节,同时该装置具有WIFI网络接入的选择设置功能,可实现基于WIFI 无线网络的果库环境监测与调控功能。该装置结构简单、操作方便、功能实用,且自动化程度高,可有效弥补一般农户自建的小型果库存在的缺陷和不足,便于推广普及使用。
[0004] 为实现上述目的,本实用新型所采用的技术方案是:一种农用小型果库储藏环境监测装置,其特征在于:包括
微处理器、数字式温湿度检测模
块、二氧化碳浓度检测模块、乙烯气体浓度检测模块、语音告警模块、显示模块、灯光指示模块、调节设备开关模块、设置模块、WIFI模块、电源模块;所述二氧化碳浓度检测模块由二氧化碳气体
传感器、阻抗变换
电路、A/D变换电路一组成,所述乙烯气体浓度检测模块由乙烯
气体传感器、
信号放大电路、A/D变换电路二组成;所述数字式温湿度检测模块与微处理器的信号输入端相连,所述二氧化碳浓度检测模块中的二氧化碳气体传感器信号输出端与阻抗变换电路的信号输入端相连,阻抗变换电路的输出端与A/D变换电路一的输入端相连,A/D变换电路一的输出端与微处理器的信号输入端相连,所述乙烯气体浓度检测模块中的乙烯气体传感器信号输出端与信号放大电路的信号输入端相连,信号放大电路的输出端与A/D变换电路二的输入端相连,A/D变换电路二的输出端相连与微处理器信号输入端相连,所述微处理器的信号输出端分别连接有语音告警模块、显示模块、灯光指示模块、调节设备开关模块,所述设置模块与微处理器信号输入端相连,所述WIFI模块与微处理器的通用异步串行通信
接口相连,所述电源模块与装置中各用电单元的电源端相连,为各用电单元提供工作电源。
[0005] 上述一种农用小型果库储藏环境监测装置,其特征在于:所述微处理器为8位低功耗
单片机;
[0006] 上述一种农用小型果库储藏环境监测装置,其特征在于:所述数字式温湿度检测模块为数字式温湿度复合传感器DHT11;
[0007] 上述一种农用小型果库储藏环境监测装置,其特征在于:所述二氧化碳浓度检测模块中的二氧化碳气体传感器为固体
电解质二氧化碳传感器MG811,所述阻抗变换电路以高输入阻抗型阻抗变换
运算放大器CA3140为核心;
[0008] 上述一种农用小型果库储藏环境监测装置,其特征在于:所述乙烯气体浓度检测模块中的乙烯气体传感器为电化学乙烯气体传感器;
[0009] 上述一种农用小型果库储藏环境监测装置,其特征在于:所述语音告警模块由数字式语音录放芯片APR9600和与它相接的功放电路组成;
[0010] 上述一种农用小型果库储藏环境监测装置,其特征在于:所述显示模块为带中文字库的
液晶显示屏LCD 12864;
[0011] 上述一种农用小型果库储藏环境监测装置,其特征在于:所述灯光指示模块为四个彼此独立的红色LED发光
二极管,分别用于指示温度、湿度、二氧化碳浓度、乙烯气体浓度的检测状态,检测值正常时不发光,异常时发红光;
[0012] 上述一种农用小型果库储藏环境监测装置,其特征在于:所述调节设备开关模块由三个5V继电器及其驱动电路组成,用于控制三路调节设备电源通断;
[0013] 上述一种农用小型果库储藏环境监测装置,其特征在于:所述设置模块包含四个独立按键开关,分别用于实现设置参数切换、设置值增加、设置值减小、设置确认功能;
[0014] 上述一种农用小型果库储藏环境监测装置,其特征在于:所述WIFI模块为串口WIFI模块ESP8266,内置IEEE802.11协议栈以及TCP/IP协议栈;
[0015] 上述一种农用小型果库储藏环境监测装置,其特征在于:所述电源模块为与220伏市电相连的多路输出直流稳压电源。
[0016] 本实用新型的有益效果是:
[0017] 1、本实用新型可有效完成农户自建小型果库内部
环境温度、湿度、二氧化碳气体浓度、乙烯气体浓度的自动检测功能,具有检测结果显示、异常状态声光告警等功能,且具有实时采集和定时采集模式选择设置功能,操作使用方便、自动化程度高;
[0018] 2、本实用新型具有三路调节设备电源通断控制开关,便于用户根据实际需要接入相应的调节设备,完成检测异常时的自动调节功能,安装简单;
[0019] 3、本实用新型具有WIFI网络功能设置功能,允许用户根据实际情况选择设置WIFI网络接入功能,便于实现基于WIFI无线网络的果库环境监测与调控功能,功能较为完善。
[0020] 综上所述,本实用新型操作使用方便、安装过程简单、功能较为完善、自动化程度高,可有效弥补一般农户自建小型果库存在的缺陷和不足,便于推广普及使用。
[0021] 下面通过
附图和
实施例,对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0023] 图2为本实用新型中二氧化碳浓度检测模块电路原理框图。
[0024] 图3为本实用新型中乙烯气体浓度检测模块电路原理框图。
[0025] 图中,1.微处理器,2.数字式温湿度检测模块,3.二氧化碳浓度检测模块,4.乙烯气体浓度检测模块,5.语音告警模块,6.显示模块,7.灯光指示模块,8.调节设备开关模块,9.设置模块; 10.WIFI模块,11.电源模块;
[0026] 3-1.二氧化碳气体传感器,3-2.阻抗变换电路,3-3.A/D变换电路一;
[0027] 4-1.乙烯气体传感器,4-2.信号放大电路,4-3.A/D变换电路二。
具体实施方式
[0028] 如图所示的一种农用小型果库储藏环境监测装置,包括微处理器(1)、数字式温湿度检测模块(2)、二氧化碳浓度检测模块(3)、乙烯气体浓度检测模块(4)、语音告警模块(5)、显示模块(6)、灯光指示模块(7)、调节设备开关模块(8)、设置模块(9)、WIFI模块(10)、电源模块(11);所述二氧化碳浓度检测模块(3)由二氧化碳气体传感器(3-1)、阻抗变换电路(3-2)、A/D变换电路一(3-3)组成,所述乙烯气体浓度检测模块(4)由乙烯气体传感器(4-1)、信号放大电路 (4-2)、A/D变换电路二(4-3)组成;所述数字式温湿度检测模块(2) 与微处理器(1)的信号输入端相连,所述二氧化碳浓度检测模块(3) 中的二氧化碳气体传感器(3-1)信号输出端与阻抗变换电路(3-2)的信号输入端相连,阻抗变换电路(3-2)的输出端与A/D变换电路一 (3-3)的输入端相连,A/D变换电路一(3-3)的输出端与微处理器(1) 的信号输入端相连,所述乙烯气体浓度检测模块(4)中的乙烯气体传感器(4-1)信号输出端与信号放大电路(4-2)的信号输入端相连,信号放大电路(4-2)的输出端与A/D变换电路二(4-
3)的输入端相连,A/D变换电路二(4-3)的输出端相连与微处理器(1)信号输入端相连,所述微处理器(1)的信号输出端分别连接有语音告警模块(5)、显示模块(6)、灯光指示模块(7)、调节设备开关模块(8),所述设置模块(9)与微处理器(1)信号输入端相连,所述WIFI模块(10)与微处理器(1)的通用异步串行
通信接口相连,所述电源模块(11)与装置中各用电单元的电源端相连,为各用电单元提供工作电源。
[0029] 本实施例中,所述微处理器(1)为8位低功耗单片机;所述数字式温湿度检测模块(2)为数字式温湿度复合传感器DHT11;所述二氧化碳浓度检测模块(3)中的二氧化碳气体传感器(3-1)为固体
电解质二氧化碳传感器MG811,所述阻抗变换电路(3-2)以高输入阻抗型阻抗变换
运算放大器CA3140为核心;所述乙烯气体浓度检测模块(4)中的乙烯气体传感器(4-1)为电化学乙烯气体传感器;所述语音告警模块(5)由数字式语音录放芯片APR9600和与它相接的功放电路组成;所述显示模块(6)为带中文字库的液晶显示屏 LCD12864;所述灯光指示模块(7)为四个彼此独立的红色LED
发光二极管,分别用于指示温度、湿度、二氧化碳气体浓度、乙烯气体浓度的检测状态,检测值正常时不发光,异常时发红光;所述调节设备开关模块(8)由三个5V继电器及其驱动电路组成,用于控制三路调节设备电源通断;所述设置模块(9)包含四个独立按键开关,分别用于实现设置参数切换、设置值增加、设置值减小、设置确认功能;所述WIFI模块(10)为串口WIFI模块ESP8266,内置IEEE802.11协议栈以及TCP/IP协议栈;所述电源模块(11)为与220伏市电相连的多路输出直流稳压电源。
[0030] 使用时,先由用户根据实际需要将温湿度调节设备、换气设备等的电源端与本装置中调节设备开关模块(8)中的继电器控制端相连。系统上电后,用户利用设置模块(9)设置温度、湿度、二氧化碳气体浓度、乙烯气体浓度等参数的阈值;利用设置模块(9)还可设置采集模式,采集模式分为实时采集或定时采集,本装置默认为实时采集模式,若要设置为定时采集,可利用设置模块(9)将采集状态设置为定时采集,并设置定时时长,定时时长设置范围为1分钟~30分钟;若要使装置具备WIFI网络接入功能,用户还要利用设置模块(9)将装置工作模式设置为网络模式,设置确认后,微处理器(1)利用AT指令控制WIFI模块(10)完成网络接入参数设置,使本装置以合法身份接入WIFI网络,具备基于无线网络的监测与控制功能。设置完成并确认后,装置按照设定的模式开始工作,利用数字式温湿度检测模块(2)采集果库环境中的温度和湿度数据,并将检测结果以
数字量方式送往微处理器(1)分析处理,利用二氧化碳浓度检测模块(3)中的二氧化碳气体传感器(3-1)采集果库环境中的二氧化碳气体浓度,所采集的二氧化碳气体浓度信号经阻抗变换电路(3-2)完成阻抗变换和信号放大后,经A/D变换电路一(3-3)后送往微处理器(1)分析处理,利用乙烯气体浓度检测模块(4)中的乙烯气体传感器(4-1)采集果库中的乙烯气体浓度,采集信号经信号放大电路(4-2)、A/D变化电路二(4-3)后送往微处理器(1) 分析处理,微处理器(1)将采集的温度、湿度、二氧化碳气体浓度、乙烯气体浓度等数据送往显示模块(6)显示,并分析各采集数据与其设定阈值的关系,若有异常,则微处理器(1)控制语音告警模块 (5)播放与采集数据对应的告警语音信息,控制灯光指示模块(7)中对应的红色LED发光二极管发光,提示异常状态,同时微处理器 (1)还要发送控制指令,控制调节设备开关模块(8)中的继电器吸合,将相应的调节设备的工作电源接通,使其启动工作,完成环境状态的自动调节。若已设置本装置为网络模式,则微处理器(1)还要控制WIFI模块(10)实现基于WIFI无线网络的数据发送与控制指令接收功能。
[0031] 本实用新型可以克服现有农用小型果库在果品储藏环境监测方面存在的不足,为自建小型果库的农户提供一种结构简单,安装使用方便、自动化程度高的果库环境自动检测与调控装置,满足农户对自建小型果库中果品储藏环境的长期自动检测与调控的基本需求。
[0032] 以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例,并非对本实用新型作任何限制,凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单
修改、变更以及等效结构变换,均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。