一、温室大棚农业便携式信息采集分析系统原理
温室大棚农业便携式信息采集分析系统大致分为敏感元件、便携式采集分析主机、通讯方式及配件、数据分析软件四个部分。敏感元件也就是传感器探头，一般分为内置和外置，装配封装形式对传感器测量的相应时间、准确度、使用寿命有重要的作用，一般有单路单因子测量的仪器只对单个参数的测量，也有多通道多因子测量仪器，比如同时测量温度、湿度、光等参数，还有一些仪器接口是通用的，通过更换传感器即可得到多环境因子的测量，具有很好的灵活性；主机部分一般采用低功耗设计，电池供电，其中锂离子电池在最近几年得到更多青睐，同时干电池、蓄电池等依然在便携式仪器中使用，可充电电池的使用也导致了太阳能电池板的使用，更加绿色环保，供电方面能够确保仪器稳定工作达5天以上，同时测量主机采用点阵、段码或发光二极管结合触摸按键进行测量，存储、分析数据、设置等诸多信息的显示，部分产品具有声光报警功能；通讯部分作为软件和采集主机的接口，在实际应用过程中具有以下诸多通讯方式选择：RS232直接与电脑串口通讯，通讯速度慢，成本低应用比较广泛，RS485能够实现远距离多点通讯，USB是目前便携式仪器的主流，采用以太网或无线传输，能够实现便携式测量仪器的远程监控与传输，是目前便携式仪器发展的方向；数据分析软件包括功能设置、实时历史数据曲线图表显示、科学数据分析及数据库建立等功能，为用户提供更为直观科学的数据服务。便携式信息采集分析系统功能结构如下图所示。
二、主要产品
国家某研究中心研究开发了系列便携式信息采集分析系统，已经在全国范围内得到了产业化推广，实用性和稳定性能较好。下面介绍几个典型产品。
1、便携式温湿度露点记录仪
便携式温湿度露点记录仪是一款集温度、湿度、露点三个环境参数实时检测和记录的专业手持式测量仪器，由集成式温湿度露点数字传感器和主控电路及外围功能模块组成。一键式开关机，内部自带有大容量存储、中文菜单显示、数据查阅等功能，可实现对环境温湿度露点信息的智能化测暈和数据记录管理。通过中文菜单显示和按键输入，用户可轻松完成人机交互过程，中文菜单“所见即所得”的特性，更加使得系统操作十分简单快捷，测量任务一手解决。与之配套的计算机辅助分析软件，可快速设置记录仪系统参数，读取记录仪实时数据和历史数据记录，并对数据进行管理和分析。该仪器可广泛应用于科研和工农业生产环境中，指导实践。
仪器构成
便携式温湿度露点测量记录仪包括硬件和计算机分析软件两个部分。硬件和计算机分析软件通过串口或者USB接口来连接，并借助于工业标准的ModBus通讯协议，透明、高效、稳定，使得协同服务非常可靠。便携式温湿度露点记录仪系统框架如下图所示。
主要特点
① 集成式温湿度露点传感器，一点式测量，精度高、一致性好、量程宽;
② 中文菜单显示，一键式开关机；
③ 存储容量大，一次可存储40960条数据记录；
④ 采样间隔、存储间隔可通过用户设定；
⑤ 具有数据查询、翻阅功能；
⑥ 具有上下限自动报警功能；
⑦ 功耗低，锂电池供电；
⑧ 体积小、结构紧凑，便携式、手持式应用；
⑨ 提供串口或USB接口，与计算机通讯采用工业标准的ModBus协议,协议透明，可联网使用；
⑩ 较为完善的计算机分析软件，提供智能化的数据管理服务。
性能指标
便携式温湿度露点记录仪的性能指标如下表所示。
2、智能温室环境语音报警监测仪
智能温室环境语音报警监测仪可对温室、蔬菜大棚的空气温度、空气湿度、露点温度、土壤温度、光照强度等重要的环境参数进行实时监测。测量结果可以在中文液晶屏上直观的显示出来，所测量值存入存储器中，便于用户查询;同时还可通过语音方式，将测量值和对温室的科学管理方法以及仪器本身的工作情况提供给用户。可以与计算机进行通讯，将数据传入计算机中，再配合专业的分析处理软件，可以进行温室大棚环境信息的处理分析，提供更多更好的科学指导。
仪器构成
智能温室环境语音报警监测仪由便携式信息采集仪以及空气温度传感器、空气湿度传感器、露点温度传感器、土壤温度传感器、光照强度传感器组成。智能温室环境语音报警监测仪可以通过网线、串口或USB接口与计算机相连。智能温室环境语音报警监测仪的连接结构如下图所示。
主要特点
① 采用高精度传感器，测量准确快速；
② 低功耗设计，增加系统监控和保护措施，防止电源短路或外部干扰而损坏，避免系统死机，性能稳定；
③ 采用中文液晶显示，可显示当前的日期时间、各传感器测量数据、存储容量、已存储数据个数、剩余电池电量、语音状态等；
④ 锂电池供电，带有锂电池充电及保护电路，电池具有自动切换功能；
⑤ 外接电源为6V(800mA以上）直流电源，也可以是计算机的USB口。两者同时接时，计算机的USB口将自动设置为无效；
⑥ 采用USB接口与计算机进行数据通讯，通过计算机可方便地进行数据导出、系统设置等操作，当采用RS485方式通讯时，一台计算机可同时连接32个测量仪；
⑦ 大容量数据存储，可存储高达60000组数据；
⑧ 便捷的环境信息报警设置；
⑨ 所有传感器电缆长度最远可以达到10m。系统外接电源充电时间为6小时，用计算机USB口充电为12小时。
性能指标
智能温室环境语音报警监测仪的性能指标如下表所示。
3、便携式多点地温测量仪
便携式多点地温测量仪可以同时测量同一测量点的10个不同深度土壤的温度，通过液晶屏将10个测最结
果循环显示出来，并根据用户设置的存储间隔将采集到的数据存储到存储器中。便携式多点地温测暈仪自带内
部时钟，由锂电池供电，可通过有线方式与计算机进行数据传输。
仪器特点
① 液晶显示：依次显示时间和从第1个传感器到第10个传感器的温度数据；
② 按键设置功能：面板按键可以设置日期、时间、机号以及淸空存储器；
③ 程序设置功能：上位机软件设置日期、时间、存储间隔、机号；
④ 用户界面简单易用：一个测量网络系统最多可以连接32台便携式温度测量仪；
⑤ 存储空间大：可以实现多达630条数据的循环存储；
⑥ 寿命长：采用可多次充电的锂电池供电；
⑦ 接口便捷：无线接口或RS-232串U数据传输和指令交互；
⑧ 时钟和电源：365天实时日历时钟，时钟有主电源和备份电源；
⑨ 数据安全：断电后程序和配置数据永久保留；
⑩ 低能耗：低功耗，使用时间长。
性能指标
便携式多点地温测量仪的性能指标如下表所示。
4、温湿度露点语音报替监测仪
温湿度露点语音报警监测仪是一款集温度、湿度、露点三种参数实时检测和语音预报为一体的可以在各种温室、蔬菜大棚设施农业上使用的环境信息测量仪器，由集成式温湿度露点数字传感器、主控电路及外围功能模块组成，系统内部集成有智能语音系统，可根据用户设定，自动报告温度、湿度和露点以及各类报警信息。系统提供标准RS485通讯接口，以及Modbus协议，可同时监测多点环境信息，并上传到计算机。依靠完善的计算机软件。实现数据的管理和分析，可以对下位机进行参数设置、显示实时数据列表和曲线、显示历史数据列表和曲线、历史数据分析等操作。
主要特点
①集成式温湿度露点传感器，一点式测量，精度高、一致性好、量程宽；
②智能型语音设计，可报温度、湿度、露点以及其他报警信息；
③标准Modbus协议，协议透明，可联网使用；
④傻瓜式操作，系统控制简单；
⑤看门狗防护措施，避免系统死机；
⑥系统程序采用模块化结构，方便功能扩展或删减；
⑦体积小、结构紧凑，价格低廉；
⑧完善的计算机分析软件，提供智能化的数据管理服务。
技术指标
温湿度露点语音报警监测仪的技术指标如下表所示。
（作者：王天明 北方温室大棚建设网）
