專利名稱：無(wú)線多點(diǎn)土壤電阻率測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量土壤電阻率的系統(tǒng)，具體涉及一種無(wú)線多點(diǎn)土壤電阻率測(cè)量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
21世紀(jì)農(nóng)業(yè)已達(dá)到十分發(fā)達(dá)的水平，這樣的發(fā)展速度主要是依賴化肥、農(nóng)藥的大量使用。這些化學(xué)物質(zhì)在帶來(lái)農(nóng)業(yè)高產(chǎn)的同時(shí)，也引起農(nóng)業(yè)水土流失、土壤生產(chǎn)力下降、農(nóng)產(chǎn)品和地下水生態(tài)環(huán)境惡化等諸多問題，使得農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展嚴(yán)重受阻。精細(xì)農(nóng)業(yè)技術(shù)正是在這種情況下應(yīng)運(yùn)而生。精細(xì)農(nóng)業(yè)就是一種現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)理念。所謂精細(xì)農(nóng)業(yè)，是指基于變異的一種田間管理手段。農(nóng)田里田間土壤、作物的特性都不是均一的，是隨著時(shí)間、空間變化的。而在傳統(tǒng)的、目前仍在采用的農(nóng)田管理中，都認(rèn)為是均一的，采用統(tǒng)一的施肥時(shí)間、施肥量。實(shí)際存在的差別、空間變異使得目前這種按均一進(jìn)行田間作業(yè)的方式有兩種弊害第一，浪費(fèi)資源， 為了使貧瘠缺肥的地也能獲得高收成，就把施肥量設(shè)定得比較高，那么本來(lái)就比較肥沃的地就浪費(fèi)了 ；第二，這些過(guò)量施用的農(nóng)藥、肥料會(huì)流入地表水和地下水，引起環(huán)境污染。在這種情況下提出精細(xì)農(nóng)業(yè)，根據(jù)田間變異來(lái)確定最合適的管理決策，目標(biāo)是在降低消耗、保護(hù)環(huán)境的前提下，獲得最佳的收成。精細(xì)農(nóng)業(yè)本身是一種可持續(xù)發(fā)展的理念，是一種管理方式。精細(xì)農(nóng)業(yè)的核心思想就是獲取農(nóng)田小區(qū)作物產(chǎn)量和影響作物生長(zhǎng)的環(huán)境因素 (如土壤結(jié)構(gòu)、地形、肥力、含水量、病蟲害等)在空間和時(shí)間分布上的差異性，分析產(chǎn)生這些差異的原因，采取適當(dāng)?shù)恼{(diào)控措施，區(qū)別對(duì)待，按需實(shí)時(shí)定位管理。為了測(cè)量農(nóng)作物產(chǎn)量和影響作物生長(zhǎng)的環(huán)境因素在空間和時(shí)間分布上的差異性，直接測(cè)量各個(gè)因素對(duì)于低利潤(rùn)的農(nóng)業(yè)是不現(xiàn)實(shí)的，為了降低檢測(cè)成本，近年來(lái)人們一直在尋找一項(xiàng)能夠綜合反映各因素的指標(biāo)。要實(shí)行精細(xì)農(nóng)業(yè)的最佳辦法就是按照農(nóng)作物的需求供應(yīng)農(nóng)用物質(zhì)。實(shí)現(xiàn)這種想法的關(guān)鍵在于找出農(nóng)作物的需求量。根據(jù)專家的長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn)，農(nóng)作物對(duì)農(nóng)用物質(zhì)的需求量跟土壤的一系列屬性有關(guān)，如土壤的電阻率、含水量、壓實(shí)度等。要測(cè)量土壤的這些屬性就必須使用方便使用的測(cè)量工具。通過(guò)對(duì)土壤學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)土壤的電阻率能不同程度的反映土壤中的含鹽量、含水量、有機(jī)質(zhì)含量、土壤質(zhì)地結(jié)構(gòu)和孔隙率等參數(shù)的大小，借助測(cè)量土壤電阻率來(lái)評(píng)估農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境和確定土壤的各種參數(shù)的時(shí)空分布有著重大意義。電阻率是用來(lái)表示各種物質(zhì)電阻特性的物理量，單位是歐姆 米(Ω · m或ohmm) 表示。土壤物理學(xué)研究表明土壤電阻率本身包含了反映土壤品質(zhì)與物理性質(zhì)的豐富信息。 土壤里的電流傳導(dǎo)是由潮氣通過(guò)土壤微粒之間小孔而產(chǎn)生的。因此，土壤電阻率有以下的土壤性質(zhì)所決定?？紫抖韧寥赖目紫抖仍酱螅娮杪试叫?。粘土含量高的土壤要比沙質(zhì)土壤有更高
4的孔隙度。例外的是，通常壓實(shí)會(huì)減小土壤電阻率。溫度當(dāng)溫度降低到冰點(diǎn)附近時(shí)，土壤電阻率會(huì)微弱的升高。在冰點(diǎn)以下時(shí)，土壤孔隙彼此之間會(huì)越來(lái)越絕緣，而整體的土壤電阻率會(huì)急劇上升。含水量干燥的土壤比潮濕的電阻率要大很多。電阻率適中的土壤具有適中的土壤結(jié)構(gòu)，并且能夠適度的保持水分，這種土壤的農(nóng)作物產(chǎn)量最高。含鹽量提高土壤水中的電解液(鹽分)的濃度會(huì)急劇減小土壤電阻率。大多數(shù)種植玉米的土壤的含鹽量都非常低。陽(yáng)離子交換能力(CEC)礦物質(zhì)土壤包含很高的有機(jī)物或者大約2 1粘土礦物都比缺少有機(jī)物的土壤要有較高的保持陽(yáng)離子(如鈣、鎂、鉀、鈉、氨或氫)的能力。這些離子存在與土壤潮濕的氣孔中會(huì)和鹽分一樣降低土壤電阻率。粘土層深度粘土呈現(xiàn)的電阻率響應(yīng)已被精確地用在預(yù)測(cè)巖土層的頂層土壤深度上。土壤電阻率除了和上面的一些土壤屬性有明確的相關(guān)性之外，土壤電阻率與作物產(chǎn)量之間的關(guān)系一直是研究的熱點(diǎn)，但還是沒有找到明確的相關(guān)性。土壤電阻率的測(cè)量大致可分為實(shí)驗(yàn)室測(cè)量和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)纱箢?，?shí)驗(yàn)室測(cè)量首先要制備土壤浸提液，然后利用電極法測(cè)量土壤浸提液的電阻率，利用土壤浸提液的測(cè)量值表征土壤電阻率的變化。這種傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室方法作為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法具有較高的精度，也是評(píng)價(jià)土壤電阻率高低的基準(zhǔn)，但是測(cè)量過(guò)程繁瑣，而且耗費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間，實(shí)時(shí)性差，不能滿足現(xiàn)代精細(xì)農(nóng)業(yè)要求在短時(shí)間內(nèi)完成大批量測(cè)量的要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)便，而且耗費(fèi)較短，實(shí)時(shí)性好的無(wú)線多點(diǎn)土壤電阻率測(cè)量系統(tǒng)。其技術(shù)方案為一種無(wú)線多點(diǎn)土壤電阻率測(cè)量系統(tǒng)，包括主機(jī)部分和從機(jī)部分，主機(jī)部分包括單片機(jī)控制電路、液晶顯示電路、外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、無(wú)線通訊電路及鍵盤電路；從機(jī)部分包括帶AD轉(zhuǎn)換的單片機(jī)控制電路、無(wú)線通訊電路、正弦波發(fā)生電路、交變恒流源電路、傳感器電極、差分電路、有效值轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)放大電路、數(shù)字電位器；從機(jī)的測(cè)量電路部分由正弦波發(fā)生電路產(chǎn)生失真度較低的正弦波信號(hào)，加載到交變恒流源電路上作為測(cè)量電路的激勵(lì)源，接在傳感器電極的兩電流端，當(dāng)傳感器電極接上激勵(lì)源后，電極的兩電壓端就會(huì)產(chǎn)生電壓差，由差分電路得到這個(gè)差值，在經(jīng)過(guò)有效值轉(zhuǎn)換電路得到這個(gè)差值的有效值直流信號(hào)， 由放大電路放大后傳給單片機(jī)AD轉(zhuǎn)換口做AD轉(zhuǎn)換。最后通過(guò)無(wú)線模塊將AD轉(zhuǎn)換結(jié)果發(fā)送給主機(jī)。進(jìn)一步優(yōu)選，所述主機(jī)部分的單片機(jī)為STC89C52單片機(jī)，其內(nèi)部有三個(gè)16位的可編程的定時(shí)/計(jì)數(shù)器。進(jìn)一步優(yōu)選，所述從機(jī)采用的單片機(jī)自身帶有8路10位AD。進(jìn)一步優(yōu)選，所述主機(jī)部分液晶顯示電路的液晶屏是HJ1602A圖形點(diǎn)陣型液晶模塊，帶背光，液晶模塊與單片機(jī)連接需要占用單片機(jī)的11個(gè)I/O 口，單片機(jī)的P3. 5、P3. 6、 P3. 7 口分別與液晶模塊的RS、RW、E相連，P2 口與液晶模塊的RS、RW、E相連，P2 口與液晶模塊的數(shù)據(jù)口相連。
進(jìn)一步優(yōu)選，所述主機(jī)部分外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路ATMC08采用兩線串行的總線和單片機(jī)通訊，電壓最低可以到2. 5V，額定電流為1mA，靜態(tài)電流10uA，電壓5. 5V，是一個(gè)8K位串行CMOS E2PR0M,內(nèi)部含有IOM個(gè)8位字節(jié)，AT24C08有一個(gè)16字節(jié)頁(yè)緩存器，該器件通過(guò)I2C總線接口進(jìn)行操作，AT24C08由單片機(jī)的P0. 6 口和P0. 7 口控制，R1、R2是上拉電阻， AT24C08的數(shù)據(jù)線和地址線是復(fù)用的，采用串口的方式傳送數(shù)據(jù)，只用兩根線SCK移位脈沖和SDA數(shù)據(jù)/地址與單片機(jī)傳送數(shù)據(jù)。進(jìn)一步優(yōu)選，所述的無(wú)線多點(diǎn)土壤電阻率測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述主機(jī)部分無(wú)線通訊電路中的無(wú)線模塊nRFMLOl為一款工作在2. 4 2. 5GHz ISM頻段的單片無(wú)線收發(fā)器芯片，無(wú)線收發(fā)器包括頻率發(fā)生器、增強(qiáng)型SiockBurst 模式控制器、功率放大器、晶體振蕩器哦、調(diào)制器、解調(diào)器，功率輸出、頻道選擇和協(xié)議設(shè)置通過(guò)SPI總線接口進(jìn)行設(shè)置， nRFMLOl無(wú)線發(fā)射接收模塊的電源設(shè)計(jì)和與單片機(jī)的連接，使用AMS1117穩(wěn)壓管進(jìn)行穩(wěn)壓，以得到3. 3V穩(wěn)定電壓，使用單片機(jī)的PO 口與nRFMLOl無(wú)線發(fā)射接收模塊連接。進(jìn)一步優(yōu)選，所述從機(jī)部分正弦波發(fā)生電路采用專用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器ICL8038來(lái)產(chǎn)生正弦信號(hào)，輸出信號(hào)Vsin峰峰值為5. 2V，頻率為330Hz輸出信號(hào)端Vsin將連接交變恒流源電路輸入端。進(jìn)一步優(yōu)選，所述從機(jī)交變恒流源電路采用的改進(jìn)型Howland電流泵電路，輸出端Rsb端可以接地，交變電流源電路有三部分構(gòu)成，分別是基準(zhǔn)源、比較和輸出。交流源電路的基準(zhǔn)源Vsin是正弦信號(hào)，該信號(hào)是由正弦波發(fā)生電路產(chǎn)生的，輸出端Rsb接負(fù)載。進(jìn)一步優(yōu)選，所述從機(jī)差分電路差分信號(hào)輸入端加入了電壓跟隨器電路。進(jìn)一步優(yōu)選，所述從機(jī)有效值轉(zhuǎn)換電路主要由真有效值轉(zhuǎn)換芯片AD637構(gòu)成，內(nèi)部包括有源整流器、平方/除法器、濾波放大器、緩沖器、偏置電路，dB OUT為電平電壓輸出端，BUFF IN、BUFF OUT分別為緩沖器的輸入、輸出端。本發(fā)明的有益效果(1)本發(fā)明無(wú)線多點(diǎn)土壤電阻率測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)便，而且耗費(fèi)較短，實(shí)時(shí)性好；(2)通過(guò)配置無(wú)線模塊的通道和頻道來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)“一對(duì)多”的通訊網(wǎng)絡(luò)；(3)從機(jī)部分的數(shù)字電位器在單片機(jī)的控制下，改變交變恒流源的輸出電流，以適應(yīng)不同土壤的測(cè)量；G)AT24C08掉電存儲(chǔ)單元的設(shè)計(jì)，AT24C08是8KB字節(jié)的電可擦除存儲(chǔ)芯片， 采用兩線串行的總線和單片機(jī)通訊，電壓最低可以到2. 5V，額定電流為1mA，靜態(tài)電流 IOuA (5. 5V)，芯片內(nèi)的資料可以在斷電的情況下保存40年以上，而且采用8腳的DIP封裝， 使用方便；(5)無(wú)線通訊電路設(shè)計(jì)極低的電流功耗當(dāng)工作在發(fā)射模式下發(fā)射功率為_6dBm 時(shí)電流消耗為9mA，接收模式時(shí)為12. 3mA，掉電模式和待機(jī)模式下電流消耗更低。


圖1是本發(fā)明系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖；圖2是本發(fā)明主機(jī)框圖；圖3是本發(fā)明從機(jī)框6
圖4是“電流-電壓”四端法原理圖；圖5是本發(fā)明主機(jī)總電路圖；圖6是本發(fā)明無(wú)線通訊電路設(shè)計(jì)nRFMLOl內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)圖；圖7是本發(fā)明nRFMLOl星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖；圖8是本發(fā)明從機(jī)總電路圖；圖9是本發(fā)明土壤電阻率與含鹽量關(guān)系圖；圖10為本發(fā)明土壤電阻率與含水量關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖如圖1所示系統(tǒng)采用主從式通訊模式，即一個(gè)主機(jī)接收，多個(gè)從機(jī)發(fā)送。通過(guò)配置無(wú)線模塊的通道和頻道來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)“一對(duì)多”的通訊網(wǎng)絡(luò)。如圖2所示，為系統(tǒng)主機(jī)框圖。它包括單片機(jī)控制電路、液晶顯示電路、外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、無(wú)線通訊電路及鍵盤電路。主機(jī)以STC89C52單片機(jī)為中心，對(duì)無(wú)線模塊接收到從機(jī)發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理，并對(duì)從機(jī)號(hào)做識(shí)別，然后通過(guò)液晶顯示數(shù)據(jù)。外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可對(duì)數(shù)據(jù)做定時(shí)存儲(chǔ)，以便對(duì)測(cè)量點(diǎn)的跟蹤觀測(cè)。用戶對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)操作可通過(guò)鍵盤電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，如查看數(shù)據(jù)、刪除數(shù)據(jù)、是否自動(dòng)保存數(shù)據(jù)等。如圖3所示，為從機(jī)框圖。它包括帶AD轉(zhuǎn)換的單片機(jī)控制電路、無(wú)線通訊電路、正弦波發(fā)生電路、交變恒流源電路、傳感器電極、差分電路、有效值轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)放大電路、 數(shù)字電位器。從機(jī)的測(cè)量電路部分是基于“電流-電壓”四端法設(shè)計(jì)的，由正弦波發(fā)生電路產(chǎn)生失真度較低的正弦波信號(hào)，加載到交變恒流源電路上作為測(cè)量電路的激勵(lì)源，接在傳感器電極的兩電流端。當(dāng)傳感器電極接上激勵(lì)源后，電極的兩電壓端就會(huì)產(chǎn)生電壓差，由差分電路得到這個(gè)差值，在經(jīng)過(guò)有效值轉(zhuǎn)換電路得到這個(gè)差值的有效值直流信號(hào)，由放大電路放大后傳給單片機(jī)AD轉(zhuǎn)換口做AD轉(zhuǎn)換。最后通過(guò)無(wú)線模塊將AD轉(zhuǎn)換結(jié)果發(fā)送給主機(jī)。由于從機(jī)采用的單片機(jī)自身帶有8路10位AD，所以電路設(shè)計(jì)上省去了額外的AD轉(zhuǎn)換電路。數(shù)字電位器作用是在單片機(jī)的控制下，改變交變恒流源的輸出電流，以適應(yīng)不同土壤的測(cè)量。基于“電流-電壓”四端法的接觸式設(shè)計(jì)接觸式設(shè)計(jì)運(yùn)用了較為成熟的“電流-電壓”四端法理論。這種理論的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)逐步從地球物理勘探擴(kuò)展到農(nóng)田土壤信息采集中，在土壤電阻率測(cè)量中得到了廣泛的應(yīng)用。運(yùn)用“電流-電壓”四端法這種理論，在測(cè)量土壤電阻率是，可以不取樣，不擾動(dòng)土體， 可以保持原態(tài)原位連續(xù)測(cè)量，同時(shí)測(cè)量值與土壤浸提液電阻率值有著較好的相關(guān)性?！半娏?電壓”四端法，即測(cè)試系統(tǒng)包括兩個(gè)電流端和兩個(gè)電壓端。兩個(gè)電流端提供測(cè)量所需的激勵(lì)信號(hào)，通過(guò)檢測(cè)兩個(gè)電壓端的電位差換算出節(jié)點(diǎn)材料的電阻率。測(cè)量系統(tǒng)的原理圖如圖4所示由導(dǎo)體電阻率的定義可知，如果測(cè)量對(duì)象的截面積和長(zhǎng)度確定，則導(dǎo)體的電阻率就很容易求得。然而，對(duì)于大地電阻率的測(cè)量，它恰恰是一個(gè)截面積和長(zhǎng)度都不能確定的復(fù)雜測(cè)量
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線多點(diǎn)土壤電阻率測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括主機(jī)部分和從機(jī)部分，主機(jī)部分包括單片機(jī)控制電路、液晶顯示電路、外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、無(wú)線通訊電路及鍵盤電路；從機(jī)部分包括帶AD轉(zhuǎn)換的單片機(jī)控制電路、無(wú)線通訊電路、正弦波發(fā)生電路、交變恒流源電路、傳感器電極、差分電路、有效值轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)放大電路、數(shù)字電位器；從機(jī)的測(cè)量電路部分由正弦波發(fā)生電路產(chǎn)生失真度較低的正弦波信號(hào)，加載到交變恒流源電路上作為測(cè)量電路的激勵(lì)源，接在傳感器電極的兩電流端，當(dāng)傳感器電極接上激勵(lì)源后，電極的兩電壓端就會(huì)產(chǎn)生電壓差，由差分電路得到這個(gè)差值，在經(jīng)過(guò)有效值轉(zhuǎn)換電路得到這個(gè)差值的有效值直流信號(hào)，由放大電路放大后傳給單片機(jī)AD轉(zhuǎn)換口做AD轉(zhuǎn)換。最后通過(guò)無(wú)線模塊將AD 轉(zhuǎn)換結(jié)果發(fā)送給主機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線多點(diǎn)土壤電阻率測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述主機(jī)部分的單片機(jī)為STC89C52單片機(jī)，其內(nèi)部有三個(gè)16位的可編程的定時(shí)/計(jì)數(shù)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線多點(diǎn)土壤電阻率測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述從機(jī)采用的單片機(jī)自身帶有8路10位AD。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線多點(diǎn)土壤電阻率測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述主機(jī)部分液晶顯示電路的液晶屏是HJ1602A圖形點(diǎn)陣型液晶模塊，帶背光，液晶模塊與單片機(jī)連接需要占用單片機(jī)的11個(gè)I/O 口，單片機(jī)的P3. 5、P3. 6、P3. 7 口分別與液晶模塊的RS、RW、E 相連，P2 口與液晶模塊的RS、RW、E相連，P2 口與液晶模塊的數(shù)據(jù)口相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線多點(diǎn)土壤電阻率測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述主機(jī)部分外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路ATMC08采用兩線串行的總線和單片機(jī)通訊，電壓最低可以到2. 5V，額定電流為1mA，靜態(tài)電流10uA，電壓5. 5V，是一個(gè)8K位串行CMOS E2PR0M,內(nèi)部含有IOM個(gè) 8位字節(jié)，AT24C08有一個(gè)16字節(jié)頁(yè)緩存器，該器件通過(guò)I2C總線接口進(jìn)行操作，AT24C08 由單片機(jī)的P0. 6 口和P0. 7 口控制，R1、R2是上拉電阻，AT24C08的數(shù)據(jù)線和地址線是復(fù)用的，采用串口的方式傳送數(shù)據(jù)，只用兩根線SCK移位脈沖和SDA數(shù)據(jù)/地址與單片機(jī)傳送數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線多點(diǎn)土壤電阻率測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述主機(jī)部分無(wú)線通訊電路中的無(wú)線模塊nRFMLOl為一款工作在2. 4 2. 5GHz ISM頻段的單片無(wú)線收發(fā)器芯片，無(wú)線收發(fā)器包括頻率發(fā)生器、增強(qiáng)型SiockBurst 模式控制器、功率放大器、晶體振蕩器哦、調(diào)制器、解調(diào)器，功率輸出、頻道選擇和協(xié)議設(shè)置通過(guò)SPI總線接口進(jìn)行設(shè)置， nRFMLOl無(wú)線發(fā)射接收模塊的電源設(shè)計(jì)和與單片機(jī)的連接，使用AMS1117穩(wěn)壓管進(jìn)行穩(wěn)壓，以得到3. 3V穩(wěn)定電壓，使用單片機(jī)的PO 口與nRFMLOl無(wú)線發(fā)射接收模塊連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線多點(diǎn)土壤電阻率測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述從機(jī)部分正弦波發(fā)生電路采用專用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器ICL8038來(lái)產(chǎn)生正弦信號(hào)，輸出信號(hào)Vsin峰峰值為5. 2V，頻率為330Hz輸出信號(hào)端Vsin將連接交變恒流源電路輸入端。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線多點(diǎn)土壤電阻率測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述從機(jī)交變恒流源電路采用的改進(jìn)型Howland電流泵電路，輸出端Rsb端可以接地，交變電流源電路有三部分構(gòu)成，分別是基準(zhǔn)源、比較和輸出。交流源電路的基準(zhǔn)源Vsin是正弦信號(hào)，該信號(hào)是由正弦波發(fā)生電路產(chǎn)生的，輸出端Rsb接負(fù)載。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線多點(diǎn)土壤電阻率測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述從機(jī)差分電路差分信號(hào)輸入端加入了電壓跟隨器電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線多點(diǎn)土壤電阻率測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述從機(jī)有效值轉(zhuǎn)換電路主要由真有效值轉(zhuǎn)換芯片AD637構(gòu)成，內(nèi)部包括有源整流器、平方/除法器、濾波放大器、緩沖器、偏置電路，dB OUT為電平電壓輸出端，BUFF IN, BUFF OUT分別為緩沖器的輸入、輸出端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無(wú)線多點(diǎn)土壤電阻率測(cè)量系統(tǒng)，根據(jù)“電流-電壓四端法”原理設(shè)計(jì)土壤電阻率測(cè)量電路，自制微型探頭以減小對(duì)土壤溶質(zhì)移動(dòng)的干擾，而且可以高密度分布測(cè)量。系統(tǒng)的無(wú)線通訊電路采用nRF24L01無(wú)線模塊，由該模塊可構(gòu)成一個(gè)“一對(duì)多”的通訊網(wǎng)絡(luò)，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤電阻率的多點(diǎn)測(cè)量。系統(tǒng)采用主從式結(jié)構(gòu)建立測(cè)量平臺(tái)，主機(jī)完成土壤電阻率數(shù)據(jù)接收、處理、顯示及存儲(chǔ)功能，從機(jī)完成土壤電阻率數(shù)據(jù)的采集、發(fā)送功能，有效解決多點(diǎn)土壤電阻率實(shí)時(shí)測(cè)量的一致性問題。試驗(yàn)結(jié)果表明系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性和實(shí)用性，土壤電阻率與含鹽量及含水量呈良好的線性關(guān)系。
文檔編號(hào)G08C17/02GK102426297SQ20111023555
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月17日
發(fā)明者盧超 申請(qǐng)人:陜西理工學(xué)院