本實(shí)用新型涉及一種土壤檢測裝置，適用于環(huán)境與氣象、農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖、水利、土壤墑情及各種顆粒物含水量的測量領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著農(nóng)業(yè)的不斷擴(kuò)大和技術(shù)普及，越來越多的農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖戶不僅僅只是關(guān)注作物生長的空氣溫濕度，而且更多的開始關(guān)注土壤的溫濕度。在農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖領(lǐng)域中，常常需要分析土壤的水分和溫度。水分過高或過低，便抑制直到停止呼吸、光合作用、生長等生命活動(dòng)。土壤濕度決定農(nóng)作物的水分供應(yīng)狀況，直接影響作物根系的生長。只有土壤水分適宜，根系吸水和葉片蒸騰才能達(dá)到平衡狀態(tài)。土壤濕度過低，形成土壤干旱，光合作用不能正常進(jìn)行，降低作物的產(chǎn)量和品質(zhì)；嚴(yán)重缺水導(dǎo)致作物凋萎和死亡。土壤濕度過高，惡化土壤通氣性，影響土壤微生物的活動(dòng)，使作物根系的呼吸、生長等生命活動(dòng)受到阻礙。
盡管，現(xiàn)在市面上已有大量的土壤檢測裝置，但是，現(xiàn)有的土壤檢測裝置都需要人工讀取溫濕度數(shù)值，而溫濕度控制只能依據(jù)工人的經(jīng)驗(yàn)做出判斷是否需要調(diào)節(jié)土壤溫濕度值。這種靠人工控制溫濕度的方式方法，既耗人力，又不精確，而且自動(dòng)化程度很低；在長期埋入土壤的使用中，會(huì)受到電解干擾、探頭容易被酸堿腐蝕，造成探頭失效或靈敏度下降，從而不能動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)地反映土壤的水分及溫度。因此，在使用中不僅會(huì)造成資源的浪費(fèi)，而且對土壤溫濕度的改善也不夠明顯。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型主要針對用戶不能隨時(shí)隨地得知農(nóng)作物的土壤溫濕度，并及時(shí)作出相應(yīng)處理，將溫濕度控制在適合農(nóng)作物生長的環(huán)境，進(jìn)而影響了農(nóng)作物的生長和產(chǎn)量。通過合理的規(guī)劃、設(shè)計(jì)并建設(shè)一套智能檢測和調(diào)節(jié)土壤溫濕度的裝置，可以智能檢測農(nóng)作物的土壤溫濕度，無線發(fā)送給后臺服務(wù)，然后根據(jù)接受到的命令自動(dòng)控制設(shè)備的打開或關(guān)閉來調(diào)節(jié)土壤溫室度的值，使其達(dá)到適合農(nóng)作物生長的溫濕度環(huán)境。例如：當(dāng)土壤干旱時(shí)，裝置自動(dòng)報(bào)警，同時(shí)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制開關(guān)水泵和閥門，以實(shí)現(xiàn)灌溉的自動(dòng)化。如果配合一些附加的傳感器，還可以計(jì)算出土壤水分蒸發(fā)量和農(nóng)作物所需的水分參數(shù)。從而減少人為操作的不確定性因素，減少或解決了水資源浪費(fèi)。
本實(shí)用新型提出了一種在線式土壤檢測裝置，其包括采集模塊、控制模塊、無線傳輸模塊、顯示模塊、電源模塊和聲光報(bào)警器，其特征在于：
所述采集模塊置于監(jiān)控探測探頭內(nèi)，所述探頭插入土壤中，并通過電線連接到A/D轉(zhuǎn)換電路以經(jīng)由數(shù)字信號處理電路連接至所述控制模塊；
所述電源模塊通過濾波電路連接到所述控制模塊、采集模塊、無線傳輸模塊、顯示模塊和聲光報(bào)警器；
所述控制模塊連接所述A/D轉(zhuǎn)換電路、濾波電路、無線傳輸模塊、顯示模塊和聲光報(bào)警器。
其中，所述A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后的穩(wěn)定數(shù)字信號傳送給所述控制模塊。
其中，所述控制模塊采用可編程控制器。
其中，所述A/D轉(zhuǎn)換電路的芯片型號為AD7794。
其中，所述無線傳輸模塊的芯片型號為SY-RSCM302。
其中，所述數(shù)字信號處理電路采用TI公司的TMS320LF2407A芯片。
本實(shí)用新型提供的在線式土壤檢測裝置，具有高穩(wěn)定性，安裝方便，維護(hù)操作簡單；監(jiān)控探測探頭采用不銹鋼(抗電解)材料，可長期埋伏土壤中使用，不受土壤中的酸堿腐蝕；測量精度高，性能可靠，經(jīng)濟(jì)耐用；可多點(diǎn)探測，確保區(qū)域內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)濃度，避免個(gè)別探頭失效或靈敏度下降造成的灌溉過量或不足，影響實(shí)際應(yīng)用效果，避免了土壤水分過高惡化土壤通氣性，影響土壤微生物的活動(dòng)，使作物根系的呼吸、生長等生命活動(dòng)受到阻礙，根系缺氧、窒息、最后死亡。且可在手機(jī)、pad查看作物的生長環(huán)境，能夠動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地反映土壤的水分及溫度。
附圖說明
通過閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對本實(shí)用新型的限制。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：
附圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施方式的在線式土壤檢測裝置原理圖。
具體實(shí)施方式
下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實(shí)施方式。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實(shí)施方式，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施方式所限制。相反，提供這些實(shí)施方式是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式，提出了一種在線式土壤檢測裝置，其包括采集模塊、控制模塊、無線傳輸模塊、顯示模塊、電源模塊和聲光報(bào)警器，其特征在于：
所述采集模塊置于監(jiān)控探測探頭內(nèi)，所述探頭插入土壤中，并通過電線連接到A/D轉(zhuǎn)換電路以經(jīng)由數(shù)字信號處理電路(未示出)連接至所述控制模塊；
所述電源模塊通過濾波電路連接到所述控制模塊、采集模塊、無線傳輸模塊、顯示模塊和聲光報(bào)警器；
所述控制模塊連接所述A/D轉(zhuǎn)換電路、濾波電路、無線傳輸模塊、顯示模塊和聲光報(bào)警器。
本實(shí)用新型中采集模塊、控制模塊、無線傳輸模塊、顯示模塊、電源模塊、聲光報(bào)警器均采用低功耗器件。在保證裝置正常工作的情況下，采用低功耗的器件一方面降低了對能源的消耗，另一方面能夠延長器件的壽命。以此，整個(gè)裝置更加經(jīng)濟(jì)、耐用。
本實(shí)用新型的監(jiān)控探測探頭采用防濕、防潮材料，其適用于潮濕環(huán)境，可以實(shí)時(shí)檢測土壤的溫濕度相關(guān)數(shù)據(jù)，無線傳輸模塊以zigbee/NB-loT/3G/4G/wifi輸出方式傳輸給智能網(wǎng)關(guān)。智能網(wǎng)關(guān)根據(jù)控制模塊傳送的數(shù)據(jù)按設(shè)定數(shù)值給電控元件下達(dá)開啟或關(guān)閉指令，以實(shí)現(xiàn)灌溉的自動(dòng)化。并通過LED顯示屏顯示具體數(shù)值或手機(jī)、pad查看實(shí)時(shí)土壤數(shù)據(jù)，以達(dá)到可視性。
其中，所述A/D轉(zhuǎn)換電路(未示出)轉(zhuǎn)換后的穩(wěn)定數(shù)字信號傳送給所述控制模塊。
其中，所述控制模塊采用可編程控制器。
其中，所述A/D轉(zhuǎn)換電路的芯片型號為AD7794。
其中，所述無線傳輸模塊的芯片型號為SY-RSCM302。
其中，所述數(shù)字信號處理電路采用TI公司的TMS320LF2407A芯片。
本實(shí)用新型中電源模塊經(jīng)過濾波后給采集模塊、控制模塊、無線傳輸模塊、顯示模塊、報(bào)警器供穩(wěn)定電壓。采集模塊通過對當(dāng)前土壤采集實(shí)現(xiàn)土壤的水分與溫度進(jìn)行精確的測量，A/D轉(zhuǎn)換將土壤的溫度量和濕度量轉(zhuǎn)換成容易被測量處理的電信號，把信號處理集成起來，輸出具有極高的可靠性和卓越的長期穩(wěn)定性的數(shù)字信號。A/D轉(zhuǎn)換后的穩(wěn)定數(shù)字信號傳給控制模塊，控制模塊對上述結(jié)果進(jìn)行分析、處理，并將處理的結(jié)果分別輸出至：顯示模塊、聲光報(bào)警模塊、無線傳輸模塊。顯示模塊把接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，以達(dá)到即時(shí)可視化觀測；無線傳輸模塊將處理結(jié)果發(fā)送至用戶手機(jī)或pad；聲光報(bào)警模塊根據(jù)用戶設(shè)置的溫濕度上、下限范圍值來判斷是否進(jìn)行聲光報(bào)警。本裝置具有精確測量和顯示、簡單實(shí)用及高效的優(yōu)點(diǎn)。
以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。