CN1811346A

CN1811346A - 温室环境信息语音精灵与方法

Info

Publication number: CN1811346A
Application number: CN 200610056941
Authority: CN
Inventors: 乔晓军; 赵春江; 王成; 张云鹤; 焦春岩; 张磬
Original assignee: Beijing Research Center for Information Technology in Agriculture
Current assignee: Beijing Research Center for Information Technology in Agriculture
Priority date: 2006-03-07
Filing date: 2006-03-07
Publication date: 2006-08-02
Anticipated expiration: 2026-03-07
Also published as: CN100365391C

Abstract

本发明涉及温室环境信息语音精灵与方法，其特征包括有前面板(1)、中文LCD液晶显示屏(2)、触摸输入按键(3)、电源开关(4)、喇叭(5)、锂电池充电指示灯(6)、语音输出指示灯(7)、主电路板(8)、由MSP430F149单片机及***电路构成的控制模块(9)、由AT89C2051单片机及***电路构成的语音模块(10)、RS485网络通讯接口(11)、传感器信号输入接口(12)、直流电源接口(13)、锂电池(14)、塑料盒(15)、温湿度集成传感器(16)、地温传感器(17)、光照传感器(18)共同组成，可用于温室大棚、城市、野外、农田等地的空气温度、空气湿度、露点温度、土壤温度和光照强度的自动测量及语音输出。

Description

温室环境信息语音精灵与方法

技术领域：

本发明涉及温室环境信息语音精灵与方法，对温室大棚、城市、野外、农田等地的空气温度、空气湿度、露点温度、土壤温度和光照强度进行自动测量，并语音输出各项结果。

背景技术：

目前的温室环境信息测量仪器一般存在以下问题：

1、人机界面不够友好，向用户传达信息的途径较单一。

2、供电方式不灵活，电池供电仪器的电池和外部电源之间不能随时切换。

3、功能较多的仪器一般体积较大，需要外部电源供电，且只有专业技术人员才能操作，使用携带均不方便。

4、可靠性不高，常由于外界干扰而不能正常工作。

发明内容：

为克服现有温室环境信息测量仪器所存在的问题，本发明提供温室环境信息语音精灵及其实现方法，用于测量空气温度、空气湿度、露点温度、土壤温度和光照强度，具有语音输出的人机界面，能够自动切换外部电源与锂电池，可存储大量的数据，通过RS485接口与计算机交换数据，具有高可靠性和长期稳定性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：

主单片机选用超低功耗型MSP430系列产品MSP430F149，工作电压为1.8～3.6V，5种低功耗模式，片内有2kB数据存储器和63kB可多次编程的FLASH程序存储器，2个全双工的串行接口，2个硬件SPI接口，8通道12位AD转换器；串口1使用SP3483扩展成RS485接口，实现与上位机的数据传输；SPI接口连接数据存储器AT45DB081，实现大容量的数据存储；锂电池通过精密电阻分压后接到1路AD转换器，进行剩余电量的测量。实时时钟DS1302为***提供时间基准，根据设置值采集的数据定时存入数据存储器。看门狗MAX706用于增强抗干扰性，***遇强干扰崩溃后可自行恢复。数据采集接口均为数字信号接口，信号直接送单片机处理；温湿度传感器使用集成的SHT11，同时能够精确的测量露点；地温传感器使用一线器件DS18B20；光照传感器使用TSL230，可实现量程的自动转换。从单片机选用51系列的AT89C2051，其串口与主单片机MSP430F149的串口2连接，接收语音命令；语音芯片PM50100接到AT89C2051实现语音输出。人机界面由电源开关、触摸输入按键、LCM12232中文液晶显示屏、发光二级管和喇叭组成，完成开关机、各种参数的设置、采集数据及日期时间的滚动显示、剩余电量的显示、语音输出状态指示、充电状态指示、语音输出测量值及仪器本身工作状态等。***可使用5V直流电源供电，在供电的同时经过充电芯片LTC4055给锂电池充电，外部电源断开后***自动转成锂电池供电。

本发明的有益效果：

1、实现了友好的人机界面，可通过中文显示和语音的方式把各种测量值及仪器本身工作状态等信息传递给用户，用户可通过按键方便的操作使用。

2、可测量空气温度、空气湿度、露点温度、土壤温度和光照强度，超大容量数据存储，并通过RS485网络接口同上位机交换数据。

3、实现了外部电源与锂电池之间的自动切换，延长锂电池的使用寿命。

4、锂电池可使用充电器反复充电使用，与使用普通电池相比节省了费用，而且减少了对环境的污染。

5、实现了高可靠性设计，增强了***抗干扰能力。

附图说明：

图1是本发明的实物结构顶视示意图。

图2是本发明的实物结构侧视示意图。

图3是本发明的***组成结构示意图。

具体实施方式：

如图1所示，前面板(1)用螺丝固定在塑料盒(14)的前部；控制模块(9)、语音模块(10)、RS485网络通讯接口(11)、传感器信号输入接口(12)、直流电源接口(13)、锂电池(14)焊接在主电路板(8)上，主电路板(8)用螺丝固定在塑料盒(15)的内部；前面板(1)和主电路板(8)之间用电缆线连接；温湿度集成传感器(16)、地温传感器(17)、光照传感器(18)分别通过电缆连接到传感器信号输入接口(11)。

中文LCD液晶显示屏(2)、触摸输入按键(3)、电源开关(4)、喇叭(5)、锂电池充电指示灯(6)、语音输出指示灯(7)固定在前面板(1)上，共同组成人机界面，完成开关机、各种参数的设置、各种数据的显示、语音输出和充电指示，包括本机机号的设置、日期时间的设置、存储时间间隔的设置、采集数据的显示及语音输出、日期时间的显示及语音输出、剩余电量的显示及语音输出、所测量值与上下限关系的语音输出等。***可通过RS485网络通讯接口(11)与计算机通讯，接收各种命令并发送采集的数据。

控制模块(9)由MSP430F149单片机及其***电路构成，包括数据存储器电路、实时时钟电路、看门狗电路、充电电路、升压电路、降压电路、电压反向电路等。控制模块作为整个***的控制核心，它控制各部分电路完成参数的设置、传感器数据的读取转换、时间和日期的读取判别、数据存储器中的数据存储、数据和提示信息的滚动显示、状态显示、与计算机的数据通讯、锂电池电量的检测、语音命令的发送等总体任务。

语音模块(10)由AT89C2051单片机及语音电路组成，AT89C2051接收MSP430F149的语音命令后控制语音电路完成语音输出功能。

5V直流电源经过直流电源接口(10)给锂电池(12)充电，同时给整个***供电，5V直流电源断开后自动转成锂电池(12)供电，延长了锂电池(12)的使用寿命。

Claims

1.温室环境信息语音精灵与方法，其特征是由前面板(1)、中文LCD液晶显示屏(2)、触摸输入按键(3)、电源开关(4)、喇叭(5)、锂电池充电指示灯(6)、语音输出指示灯(7)、主电路板(8)、由MSP430F149单片机及***电路构成的控制模块(9)、由AT89C2051单片机及***电路构成的语音模块(10)、RS485网络通讯接口(11)、传感器信号输入接口(12)、直流电源接口(13)、锂电池(14)、塑料盒(15)、温湿度集成传感器(16)、地温传感器(17)、光照传感器(18)共同组成一体；中文LCD液晶显示屏(2)、触摸输入按键(3)、电源开关(4)、喇叭(5)、锂电池充电指示灯(6)、语音输出指示灯(7)固定在前面板(1)上，前面板(1)用螺丝固定在塑料盒(14)的前部；控制模块(9)、语音模块(10)、RS485网络通讯接口(11)、传感器信号输入接口(12)、直流电源接口(13)、锂电池(14)焊接在主电路板(8)上，主电路板(8)用螺丝固定在塑料盒(15)的内部；前面板(1)和主电路板(8)之间用电缆线连接；温湿度集成传感器(16)、地温传感器(17)、光照传感器(18)分别通过电缆连接到传感器信号输入接口(11)。

2.如权利要求1所述的温室环境信息语音精灵与方法，其特征在于电路部分由单片机MSP430F149、看门狗MAX706、充电芯片LTC4055、升压芯片MAX756、降压芯片MAX604、电压反向芯片ICL7660、实时时钟DS1302、数据存储器AT45DB081、单片机AT89C2051、语音芯片PM50100、传感器信号输入接口、直流电源接口、电源开关、喇叭、中文LCD液晶显示屏LCM12232、SP3483芯片扩展的RS485网络接口、触摸输入按键、锂电池充电指示灯、语音输出指示灯、温湿度集成传感器SHT11、地温传感器DS18B20、光照传感器TSL230共同组成；MSP430F149及其内部软件作为整个***的控制核心，看门狗连接在MSP430F149的复位管脚；数据存储器通过SPI数据总线连接到MSP430F149的SPI接口，RS485网络接口通过扩展芯片连接到MSP430F149串口1；中文LCD液晶显示屏、触摸输入按键、实时时钟直接接到MSP430F149，温湿度、地温、光照信号经过传感器信号输入接口送给MSP430F149；锂电池通过精密电阻分压后接到MSP430F149的1路AD转换接口；语音芯片接到单片机AT89C2051，MSP430F149的串口2与AT89C2051的串口连接；外部电源经过直流电源接口给锂电池充电，同时给***供电；无外部电源时自动切换成锂电池给***供电。