專利名稱：：一種智能式水分傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種智能式水分傳感器，尤其涉及一種電阻式水分專感器。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)在市場上有的水分傳感器原理主要有微波測量、高頻電磁場電容式原理、介電常數(shù)等原理，這些產(chǎn)品的功耗較大，無法滿足電池供電系統(tǒng)長時間使用的要求。還有高分子水分傳感器，但高分子水分傳感器在吸收水分后，如果周圍環(huán)境的水分變小時，高分子水分傳感器中水分無法變小，表現(xiàn)為可以吸水，不能釋放水分。CN2575668電阻式土壤含水量傳感器，包括有網(wǎng)狀塑料保護罩、多孔陶瓷過濾層、感濕石膏體、金屬電極及與其通過連接導(dǎo)線相連的由AdpC812單片機及其外圍電路構(gòu)成的變送器共同組成，可用于農(nóng)業(yè)大田灌溉、溫室大棚營養(yǎng)液施肥、野外草坪樹木灌溉和養(yǎng)護等場合，實現(xiàn)對土壤含水量進行實時的在線測量。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種功耗小、長壽命的智能式水分傳感器。為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是一種智能式水分傳感器，包括在上、下殼之間的電路板和灌注在上、下傳感器殼之間的傳感器，所述的電路板上設(shè)有單片機MCU和輔助電路，在單片機MCU的雙向輸入/輸出端P2腳連接有低功耗的測試電路。進一步，在上述智能式水分傳感器中，所述的測試電路是由可變電阻RT1、固定電阻R2、固定電阻R3、電容C1組成的RC電路；可變電阻RT1與單片機MCU的P2.0腳相連，固定電阻R2與單片機MCU的P2.l腳相連，固定電阻R3與單片機MCU的P2.2腳相連；可變電阻RT1、固定電阻R2、固定電阻R3的三條支路并接后再串聯(lián)電容C1后接地。所述的輔助電路包括與單片機MCU的雙向輸入輸出端P1腳相連的單片機MCU程序調(diào)試電路C0N7、與單片機MCU的電源輸入腳VCC連接的電源電路、與單片機MCU的時鐘信號輸入XIN/輸出X0UT連接的晶振Y1、與MCU的復(fù)位信號輸入端S"T/麗I腳連接的復(fù)位電路。所述的復(fù)位電路是電源輸入端VCC與電阻R4、電容C3串聯(lián)后接地，電阻R4和電容C3的節(jié)點與單片機MCU的復(fù)位信號輸入端^"T/麗I腳連接。再進一步上述智能式水分傳感器，所述的傳感器對稱設(shè)置在電路板的兩側(cè)。為了能很好的與被測環(huán)境水分變化同步，所述傳感器材料是與被測環(huán)境的水分同步變化的媒介物層，所述的媒介物層是石膏。所述的傳感器還包裹有部份探測電極，裸露在外的電極通過軟線與電路板上的測試電路相連。所述上殼與上傳感器殼拼接成完整的上殼體，下殼與下傳感器殼拼接成完整的下殼體，上下殼體通過密封圈合為一完整的腔體。所述的腔體中還設(shè)有與電路板連接的供電電池，所述的腔體是橢球形。所述的電路板上還設(shè)有顯示屏，所述的上殼上還設(shè)有方便看顯示數(shù)據(jù)的透明窗。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的智能式水分傳感器，包括在上、下殼之間的電路板和灌注在上、下傳感器殼之間的傳感器，所述的電路板上設(shè)有單片機MCU和輔助電路，在MCU的雙向輸入/輸出端P2腳連接有低功耗的測試電路。所以該水分傳感器功耗小、壽命長，電路設(shè)計上采用超低低功耗，適合電池長時間供電系統(tǒng)。一節(jié)2Ah的鋰電池可工作達6年以上，在待機模式電流小于10uA，工作模式電流小于lmA。進一步，本發(fā)明利用了一種媒介的電阻值隨被測環(huán)境水分的增加而減少，如果水分變小，媒介中水分可以較好的同步，這樣可以通過實驗標定的方法把媒介水分傳感器用于其它需要測水分的場所。通過測量媒介傳感器的電阻值就可得被測物周圍環(huán)境中的水分。圖1是本發(fā)明實施例的電路結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)爆炸其中1上殼、2下殼、3電路板、4上傳感器殼、5下傳感器殼、6探測電極、7密封圈、8供電電池、9顯示屏、IO透明窗。具體實施方式為了便于本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，下面結(jié)合本發(fā)明較佳實施例并配合附圖，將本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及具體工作方法詳述如后。參照圖l-2:—種智能式水分傳感器，包括在上、下殼l、2之間的電路板3和灌注在上、下傳感器殼4、5之間的傳感器，所述的電路板上設(shè)有單片機MCU和輔助電路，在單片機MCU的雙向輸入/輸出端P2腳連接有低功耗的測試電路。所述的測試電路是由可變電阻RT1、固定電阻R2、固定電阻R3、電容C1組成的RC電路；可變電阻RT1與MCU的P2.0腳相連，固定電阻R2與MCU的P2.l腳相連，固定電阻R3與MCU的P2.2腳相連；可變電阻RT1、固定電阻R2、固定電阻R3的三條支路并接后再串聯(lián)電容C1后接地。所述的輔助電路包括與MCU的雙向輸入輸出端P1腳相連的單片機MCU程序調(diào)試電路C0N7、與單片機MCU的電源輸入腳VCC連接的電源電路、與單片機MCU的時鐘信號輸入XIN/輸出X0UT連接的晶振Y1、與單片機MCU的復(fù)位信號輸入端&/麗1腳連接的復(fù)位電路。所述的復(fù)位電路是電源輸入端VCC與電阻R4、電容C3串聯(lián)后接地，電阻R4和電容C3的節(jié)點與單片機MCU的復(fù)位信號輸入端E"T/麗I腳連接。所述的傳感器對稱設(shè)置在電路板3的兩側(cè)。為了能很好的與被測環(huán)境水分變化同步、所所述傳感器材料是與被測環(huán)境的水分同步變化的媒介物層，所述的媒介物層是石膏。所述的傳感器還包裹有部份探測電極6，裸露在外的電極通過軟線與電路板l上的測試電路相連。所述上殼1與上傳感器殼4拼接成完整的上殼體，下殼2與下傳感器殼5拼接成完整的下殼體，上下殼體通過密封圈7合為一完整的腔體。所述的腔體中還設(shè)有與電路板1連接的供電電池8，所述的腔體是橢球形。所述的電路板1上還設(shè)有顯示屏9，所述的上殼上還設(shè)有方便看顯示數(shù)據(jù)的透明窗IO。上述智能式水分傳感器在工作時，所述單片機MCU選用業(yè)界最低功最低功耗的Ti的MSP430系列MCU;在待機模式為O.6uA，工作模式為200uA。工作時，先將P2.0、P2.1、P2.2都設(shè)為低電平輸出，使C1放電至放完。將P2.0、P2.2設(shè)置為輸入狀態(tài)，P2.1設(shè)為高電平輸出，通過R2電阻對C1充電，單片機內(nèi)部計時器清零并開始計時，檢測P2.2口狀態(tài)，當P2.2口檢測為高電平時，即C1上的電壓達到單片機高電平輸入的門嵌電壓時，單片機計時器記錄下從開始充電到P2.2口轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖降臅r間T1。將P2.0、P2.1、P2.2都設(shè)為低電平輸出，使C1放電至放完。再將P2.1、P2.2設(shè)置為輸入狀態(tài)，P2.0設(shè)為高電平輸出，通過RT1電阻對C1充電，單片機內(nèi)部計時器清零并開始計時，檢測P2.2口狀態(tài)，當P2.2口檢測為高電平時，單片機計時器記錄下從開始充電到P2.2口轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖降臅r間T2。所述可變電阻RT1的阻值隨水分含量的改變而改變，且T1/R2二T2/RT1，即RT1二T2XR2/Tl，可變電阻RT1即水份傳感器電阻值。通過單片機MCU計算得到電阻RT1的阻值，通過查表插值的方法得到水分比例值如表l所示，。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>該實施例中R3=150KQ;R2=200KQ(+-1)%;Cl二0.luF;C3二10uF;R4二100K;C2=0.luF;Yl=32.768KHz需要說明的是，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思前提下，對本發(fā)明所做的任何微小變化及等同替換，均屬于本發(fā)明的保護范圍。權(quán)利要求1、一種智能式水分傳感器，包括在上、下殼(1、2)之間的電路板(3)和灌注在上、下傳感器殼(4、5)之間的傳感器，其特征在于所述的電路板上設(shè)有單片機MCU和輔助電路，在MCU的雙向輸入/輸出端P2腳連接有低功耗的測試電路。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的智能式水分傳感器，其特征在于所述的測試電路是由可變電阻RT1、固定電阻R2、固定電阻R3、電容C1組成的RC電路；可變電阻RT1與單片機MCU的P2.0腳相連，固定電阻R2與單片機MCU的P2.l腳相連，固定電阻R3與單片機MCU的P2.2腳相連；可變電阻RT1、固定電阻R2、固定電阻R3的三條支路并接后再串聯(lián)電容C1后接地。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能式水分傳感器，其特征在于所述的輔助電路包括與單片機MCU的雙向輸入輸出端P1腳相連的MCU程序調(diào)試電路C0N7、與MCU的電源輸入腳VCC連接的電源電路、與單片機MCU的時鐘信號輸入XIN/輸出X0UT連接的晶振Y1、與MCU的復(fù)位信號輸入端^T/麗I腳連接的復(fù)位電路。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能式水分傳感器，其特征在于所述的復(fù)位電路是電源輸入端VCC與電阻R4、電容C3串聯(lián)后接地，電阻R4和電容C3的節(jié)點與單片機MCU的復(fù)位信號輸入端^"T/薩I腳連接。5、根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的智能式水分傳感器，其特征在于所述的傳感器對稱設(shè)置在電路板(3)的兩側(cè)。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能式水分傳感器，其特征在于所述傳感器材料是與被測環(huán)境的水分同步變化的媒介物層，所述的媒介物層是石膏。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能式水分傳感器，其特征在于所述的傳感器還包裹有部份探測電極(6)，裸露在外的電極通過軟線與電路板(1)上的測試電路相連。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能式水分傳感器，其特征在于所述上殼(1)與上傳感器殼(4)拼接成完整的上殼體，下殼(2)與下傳感器殼(5)拼接成完整的下殼體，上下殼體通過密封圈(7)合為一完整的腔體。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能式水分傳感器，其特征在于所述的腔體中還設(shè)有與電路板(1)連接的供電電池，所述的腔體是橢球形。10、根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的智能式水分傳感器，其特征在于所述的電路板(1)上還設(shè)有顯示屏(9)，所述的上殼上還設(shè)有方便看顯示數(shù)據(jù)的透明窗(10)。全文摘要本發(fā)明公開了一種智能式水分傳感器，包括在上、下殼之間的電路板和灌注在上、下傳感器殼之間的傳感器，所述的電路板上設(shè)有單片機MCU和輔助電路，在MCU的雙向輸入/輸出端P2腳連接有低功耗的測試電路。所述的測試電路是由可變電阻RT1、固定電阻R2、固定電阻R3、電容C1組成的RC電路?？勺冸娮鑂T1與MCU的P2.0腳相連，固定電阻R2與MCU的P2.1腳相連，固定電阻R3與MCU的P2.2腳相連。可變電阻RT1、固定電阻R2、固定電阻R3的三條支路并接后再串聯(lián)電容C1后接地。該智能式水分傳感器功耗小、長壽命，且能很好的與被測環(huán)境水分變化同步。文檔編號G01N27/04GK101625333SQ20091004171公開日2010年1月13日申請日期2009年8月5日優(yōu)先權(quán)日2009年8月5日發(fā)明者朱志浩,虹白,宇程申請人:朱志浩