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    重庆时时彩计划制作: 一种用于生态学测量的通讯控制与显示装置.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN200910219562.4

    申请日:

    2009.12.17

    公开号:

    CN101718776A

    公开日:

    2010.06.02

    当前法律状态:

    驳回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):G06F 19/00申请公布日:20100602|||实质审查的生效IPC(主分类):G01N 33/24申请日:20091217|||公开
    IPC分类号: G01N33/24; G01K7/02 主分类号: G01N33/24
    申请人: 西北农林科技大学
    发明人: 樊军; 王全九; 谢慧慧
    地址: 712100 陕西省西安市杨凌示范区邰城路3号
    优先权:
    专利代理机构: 西安恒泰知识产权代理事务所 61216 代理人: 李郑建
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN200910219562.4

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2013.08.28|||2010.07.21|||2010.06.02

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的驳回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种用于生态学测量的通讯控制与显示装置,包括相互连接的显示屏和主控电路板,所述的主控制电路板上还连接有显示器对比度调节电阻和操作按钮及声光控制芯片,声光控制芯片连接有微型扬声器或发光二极管,主控芯片上还连接有控制按扭。本发明的装置仅使用少数电子芯片和元器件,能够为SDI-12型型号输出探头提供控制测量与显示功能,也可以用于数据采集器的人工控制测量与显示。同时通过修改内部程序,可以很容易应用于相关测量控制领域。

    权利要求书

    1: 一种用于生态学测量的通讯控制与显示装置,其特征在于,包括相互连接的显示屏(6)和主控电路板(4),所述的主控电路板(4)由主控芯片(1)、显示器对比度调节电阻(2)、声光驱动芯片(3)组成,其中,显示器对比度调节电阻(2)连接于主控芯片(1)和显示屏(6)之间,声光驱动芯片(3)与主控芯片(1)连接,所述的声光驱动芯片(3)连接有微型扬声器或发光二极管(5),主控芯片(1)上还连接有控制按扭(7)。
    2: 如权利要求1所述的用于生态学测量的通讯控制与显示装置,其特征在于,所述的主控制电路板(4)主要由微控制芯片IC1和声光驱动芯片IC2、2个电容和1个可调电阻构成,声光驱动芯片IC2连接在微控制芯片IC1上。
    3: 如权利要求1所述的用于生态学测量的通讯控制与显示装置,其特征在于,所述的显示屏(6)为液晶显示屏。

    说明书


    一种用于生态学测量的通讯控制与显示装置

        【技术领域】

        本发明属于电子通讯与生态学研究领域,涉及一种便携装置,特别涉及一种用于生态学测量的通讯控制与显示装置。

        背景技术

        土壤水分测定是生态学,土壤学中的重要项目之一,目前测定的主要仪器方法为TDR法[1]和FDR方法。TDR和FDR法是基于测量土壤介电常数的方法,是近20年来新发展起来的一种测量土壤含水率的方法,在测定实时性与精度上都比其它测量方法更具优势,而且使用操作更加方便灵活,可适用于不同用途的土壤水分测量,是目前国内外最具有研究和开发前途的土壤水分测量方法,同时也是应用很广泛的方法[2,3]。

        目前应用广泛的FDR探头包括CS616,EC-5,Hydra?probe,ML2x,TDT等[4],其中的一些探头是电压输出,配有相应的读表可以进行快速测定。这样的装置容易用于田间土壤水分的快速测定,例如表层土壤水分的空间变异性研究。然而这些读表均存在价格贵,体积较大等特点,因此开发体积小、成本低和易用的显示装置成为急需。

        在实际应用中,从田块到坡面,再到流域的生态系统变量的观测,从定点的连续监测到大的区域的快速测量的转变中,需要更加便携和快速的测定显示仪器,获取更大面积的生态学变量信息,这就需要在移动中获取相关的测量数据,而对相关测量仪器的控制和提示就显得重要了。

        此外,广泛应用于生态学测量中的数据测量和控制系统,具有很高的灵活性,兼容很多的测量探头,为田间的自动测量和控制提供了方便,但是利用这些测量控制器进行田间快速的测量时,如何控制测量和显示数据成为需要解决的问题。

        以下是发明人给出的参考文献:

        【1】Topp,G.C.,J.L.Davis,and?A.P.Annan.1980.Electromagneticdetermination?of?soil?water?content:measurements?in?coaxial?transmission?lines.Water?Resour.Res.16(3):574-582。

        【2】马涛.国内外土壤水分快速测量技术浅析.中国防汛抗旱,2008,1:31-33。

        【3】邓英春,许永辉.土壤水分测量方法研究综述.水文,2007,27(4):20-24。

        【4】Cepuder,P.,Evett,S.,Heng,L.K.Field?Estimation?of?Soil?WaterContent?A?Practical?Guide?to?Methods,Instrumentation?and?Sensor?Technology,INTERNATIONAL?ATOMIC?ENERGY?AGENCY,VIENNA,2008。

        【发明内容】

        本发明的目的在于,提供一种用于生态学多用途的测量显示与控制装置,可以用于SDI-12通讯控制及与此通讯方式测量仪器的测定控制。通过和具有SDI-12通讯方式控制测量装置的配合实现测量的控制和显示,为该类测量提供显示和控制。

        为了实现上述任务,本发明采取的技术解决方案是:

        一种用于生态学测量的通讯控制与显示装置,其特征在于,包括相互连接的显示屏和主控电路板,所述的主控电路板由主控芯片、显示器对比度调节电阻、声光驱动芯片组成,其中,显示器对比度调节电阻连接于主控芯片和显示屏之间,声光驱动芯片与主控芯片连接,所述的声光驱动芯片连接有微型扬声器或发光二极管,主控芯片上还连接有控制按扭。

        所述的主控制电路板主要由两块集成电路IC1、IC2、2个电容和1个可调电阻组成。

        所述的显示屏为液晶显示屏。

        本发明的用于生态学测量的通讯控制与显示装置具备以下功能:

        1)和具有SDI-12通讯功能的测量装置连接,实现测量过程的手动控制及处理结果的显示;

        2)SDI-12通讯方式探头的测量和显示。

        【附图说明】

        图1是本发明的装置示意图;

        图2是本发明主控电路板的电路图;

        图3是本发明和传统的独立处理装置连接应用示例1示意图;

        图4是本发明和传统的独立处理装置连接应用示例2示意图;

        图5是本发明作为控制与显示装置应用示意图;

        以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。

        【具体实施方式】

        参见图1,本发明的用于生态学测量的通讯控制与显示装置,包括相互连接的显示屏6和主控电路板4,主控电路板4由主芯片1、声光控制芯片3和显示器对比度调节电阻2构成,其中,显示器对比度调节电阻2连接于主控芯片1和显示屏6之间,声光驱动芯片3与主控芯片1连接,声光控制芯片3上接有微型扬声器或发光二极管5,主控芯片上还连接有控制按扭7。

        显示屏6和主控电路板4作为控制部分,主控电路板4完成向测量仪器发送测量命令和处理返回的数据,然后将结果显示在显示屏6上。

        主控制电路板4通过排线针和显示屏6连接。微型扬声器或发光二极管5及操作按钮7和主控制电路板4用电线连接。

        显示屏6和主控电路板4连接后置于一个小方形盒子中,将操作按钮7和微型扬声器5安装在盒子上。

        操作按钮7用于控制测量,微型扬声器或发光二极管5用于发出开始和结束测量地声光提示,以确定显示屏6上显示的数据得到了更新。

        图2是主控制电路板4的电路图,主要由微控制芯片IC1和声光驱动芯片IC2、2个电容和1个可调电阻构成。声光驱动芯片IC2连接在微控制芯片IC1上,2个电容和可调电阻按图2连接方式接入。图中右边所示的连接线分别是电源负极连线、数据交换线D、电源正极连线+C、操作按钮,扬声器或者二极管正极连线-SP和控制线T,其中电源正极连线+C、操作按钮,扬声器或者二极管正极连线-SP为声光驱动芯片IC2连接线。微控制芯片IC?1底部3个接线为写入微控制芯片IC1程序的连接线,通过此连接线可以修改微控制芯片IC1的内部程序。图中左方接线连接液晶显示屏,该液晶显示屏采用市售PVC60206QYL02型号,微控制芯片IC1和声光驱动芯片IC2选择市售的型号为PIC18F2455微控制芯片和NAND75452声光驱动芯片。

        本实施例仅使用少数电子芯片与元器件,就能够为SDI-12型型号输出探头提供控制测量与显示功能,也可以用于数据采集器的人工控制测量与显示。同时通过修改微控制芯片IC1内部程序,可以很容易的应用于相关测量控制领域。

        本发明的用于生态学测量的通讯控制与显示装置,具体的使用方法为:

        1)、如图3所示,作为用于生态学测量的通讯控制与显示装置和其他测量仪器的配合,例如美国Campbellsci公司的系列数据采集器(CR1000,CR3000),通过连接线将本装置和这类具有SDI-12通讯功能的仪器连接,用于控制和显示这类测量仪器的测定过程和显示测量结果。典型的应用案例为:将GPS、SDI-12信号输出的土壤水分探头、土壤盐分和温度探头(Hydra探头)连接到CR1000数据采集器,然后将本发明也连接到数据采集器,在田间进行定点快速土壤水分、温度和盐分的测量,每按一次本发明装置上的按钮,即可进行一次测量,数据会在显示屏上显示,同时数据会存储在数据采集器内部,测量结束后获得不同测量点的地理位置数据和土壤表层水分与盐分数据。通过调节数据采集器内部程序可以对测量和显示结果进行调整,以达到显示不同的探头的目的。同时本发明的内部程序也可以进行修改,以适应数据采集器上连接不同的测量探头。以下是使用的数据采集器(CR1000)使用的内部程序:

        ’CR1000?Series?Datalogger

        ’program?author:Fanjun

        ’Wiring?Instruction?for?Portable?SDI-12Hydra?Probe

        ’Hydra?Probe?Wiring

        ’red?cable?to+12V

        ’black?cable?to?GND

        ’blue?cable?to?C1

        ’GPS?Wiring

        ’red?cable?to+12V

        ’black?cable?to?GND

        ’white?cable?to?C7

        ’brown?cable?to?C8

        ’Display?Wiring

        ’red?cable?to+5V

        ’black?cable?to?GND

        ’clear?cable?to?C4

        ’green?cable?to?C5

        ’Example:

        Public?PTemp,Batt_volt,

        Public?LaL2,ToppVWC,Flag(2),Var

        Public?GPGLL?As?String*101

        Public?LCD?As?String

        Public?WCString?As?String*30

        Public?KaString?As?String*30

        Public?ECString?As?String*30

        Public?BaString?As?String*30

        ’Public?TString?As?String*30

        Public?WCSt?As?String*30

        Public?KaSt?As?String*30

        Public?ECSt?As?String*30

        Public?BaSt?As?String*30

        ’Public?TSt?As?String*30

        ’Variables?for?Hydra?Probe

        Public?HP(9)

        ’giving?names?to?the?parameters?from?hydra?probe

        Alias?HP(1)=WC

        Alias?HP(2)=EC_tc

        Alias?HP(3)=Temp_C

        Alias?HP(4)=Temp_F

        Alias?HP(5)=EC

        Alias?HP(6)=Kr

        Alias?HP(7)=Ki

        Alias?HP(8)=Kr_tc????

        Alias?HP(9)=Ki_tc

        ’Declare?Constants

        Const?a0=-0.053

        Const??a1=0.0292

        Const?a2=-0.00055

        Const?a3=0.0000043

        Const?high=true

        Const?low=false

        ’Define?Data?Tables

        DataTable(Data_TDR,1,-1)

        Minimum(1,Batt_volt,FP2,0,False)

        Average(1,PTemp,IEEE4,0)

        Sample(1,Kr,IEEE4)

        Sample(1,Ki,IEEE4)

        Sampl?e(1,ToppVWC,IEEE4)

        Sample(1,EC,IEEE4)

        Sample(1,GPGLL,String)

        Sample(1,Temp_C,IEEE4)

        EndTable

        2)如图4所示,在数据采集器CR1000上连接4个热电偶测定土壤温度,修改本发明的微控制芯片IC1内部程序,使显示屏6的标示为T1、T2、T3与T4,相应修改CR1000内部测量程序,适应于热电偶的测量,按压测量按钮后,微型扬声器发出声音或者是发光二极管闪光,CR1000会按照顺序进行温度的测量并将测量结果存储在数采内部,同时在显示屏6(也可以采用液晶显示屏)上显示测量结果,微型扬声器再次发出声音或者是发光二极管闪光表示本次测量结束。

        3)如图5所示,和具有SDI-12输出信号的探头连接进行控制和测量,例如可以连接美国Steven公司的Hydra?SDI-12数字探头进行连接,进行土壤水分含量和温度的快速测量和显示。设计的显示屏可以进行双行数字的显示,内部程序编辑中可以标示显示屏提示,如本实施例中显示温度,水分和盐分及电池电压,分别以T、W、S和U来标示。按压测量按钮后,微型扬声器发出声音或者是发光二极管闪光,本发明装置给出指令驱动Hydra探头进行土壤温度,水分含量和盐分含量的测量,同时测量供电电池电压,测量结果被显示在显示屏上,微型扬声器再次发出声音或者是发光二极管闪光表示本次测量结束。

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    一种 用于 生态学 测量 通讯 控制 显示装置
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