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一种土壤多参数无线采集站

阅读:13发布:2023-03-12

专利汇可以提供一种土壤多参数无线采集站专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种 土壤 多参数无线采集站,实现了土壤多参数的实时动态采集与无线传输。该土壤多参数无线采集站包括 太阳能 板(1)、 蓄 电池 (12)、电源管理模 块 (13)、地下 水 位智能 传感器 (3)、pH智能传感器(4)、水质电导率智能传感器(5)和土壤三参数传感器(6)、RS485 接口 、无线 控制器 (14)和外部RAM(15),所述 地下水 位智能传感器(3)、pH智能传感器(4)、水质电导率智能传感器(5)和土壤三参数传感器(6)分别通过各自的 端子 (3`、4`、5`、6`)与所述传感器单元的各传感器模块的接口(7、8、9、10)连接。,下面是一种土壤多参数无线采集站专利的具体信息内容。

1.一种土壤多参数无线采集站,其特征在于,所述土壤多参数无线采集站包括传感器单元和采集信息处理单元,其中所述传感器单元包括地下位智能传感器(3)、PH智能传感器(4)、水质电导率智能传感器(5)和土壤三参数传感器(6)以及四个智能变送器接口STIM1、2、3、4,所述地下水位智能传感器(3)、PH智能传感器(4)、水质电导率智能传感器(5)和土壤三参数传感器(6)与四个所述智能变送器接口模块STIM1、2、3、4形成一对一连接;所述采集信息处理单元包括无线控制器(14)和外部RAM(15);所述传感器单元与采集信息处理单元通过RS485总线连接,所述无线控制器(14)与所述外部RAM(15)连接。
2.如权利要求1所述的土壤多参数无线采集站,其中,所述土壤多参数无线采集站还包括电源供应模块,所述电源供应模块包括太阳能板(1)和电源管理模块(13),所述太阳能板(1)与所述电源管理模块(13)连接,所述电源管理模块(13)分别连接四个所述智能变送器接口模块STIM和所述无线控制器(14)。
3.如权利要求2所述的土壤多参数无线采集站,其中,所述电源供应模块还包括与所述电源管理模块(13)连接的电池(12)。
4.如权利要求2或3所述的土壤多参数无线采集站,其中,所述地下水位智能传感器(3)、PH智能传感器(4)、水质电导率智能传感器(5)、土壤三参数传感器(6)、传感器信号调理电路和无线控制器(14)均采用3.3V供电电源。
5.如权利要求1所述的土壤多参数无线采集站,其中,所述无线控制器(14)采用JN5121芯片。
6.如权利要求1或5所述的土壤多参数无线采集站,其中,所述无线控制器(14)具有温度传感器。

说明书全文

一种土壤多参数无线采集站

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种用于对土壤三参数及质的多参数土壤指标进行实时动态与区域无线传输的采集站。

背景技术

[0002] 土地整理质量与生态精准监测指标主要有土壤水势、土壤水分、土壤温度、土壤全盐含量、大气温度、大气相对湿度蒸发量、降水量、电导值、电导率、降水量、蒸发量、地下水位、水质传感器等参数。其中土壤三参数客观反映土壤信息,土壤水分、土壤电导率、水质参数是土地整理过程中土地持水能灌溉效果与土壤污染程度的重要评价指标。在野外、空旷地等环境下的土地整理质量与生态信息移动/固定状态下的无线采集装置主要实现微型化、低成本、低功率与高性能、易维护的统一,使得适宜特殊的环境条件。
[0003] 目前已有一些涉及土壤参数采集的专利,例如,公开号为CN201034964的中国专利“无线智能土壤水分自动检测仪”,集电容传感器技术、单片机嵌入式涉及、数据通讯和计算机网络为一体的智能土壤水分探测仪器,可以及时、准确、系统地检测旱情变化,主要用于旱情监测。对土壤的其他参数、水质等没有涉及。另外,公开号为CN201281612的中国专利“一种果园生态环境无线传感器网络监测系统”,通过无线传输、网络路由通讯将空气温湿度传感器、光照传感器、土壤温度传感器和水分传感器的信息传输到汇聚节点,并实现太阳能供电,该系统能够实现果园环境数据的传输,但是传感器没有实现智能化。发明内容
[0004] (一)要解决的技术问题
[0005] 本实用新型要解决的技术问题是:实现土壤水分、电导率、温度,以及地下水位、PH、水质电导率等多参数的实时动态采集与无线传输,支持IEEE1451STIM设计的标准智能传感器的介入,并可利用太阳能实现智能供电。
[0006] (二)技术方案
[0007] 为了解决上述技术问题,本实用新型采用如下技术方案。
[0008] 本实用新型提供了一种土壤多参数无线采集站,包括传感器单元和采集信息处理单元,其中所述传感器单元包括地下水位智能传感器(3)、PH智能传感器(4)、水质电导率智能传感器(5)和土壤三参数传感器(6)以及四个智能变送器接口STIM(1、2、3、4),所述地下水位智能传感器(3)、PH智能传感器(4)、水质电导率智能传感器(5)和土壤三参数传感器(6)与四个所述智能变送器接口模块STIM形成一对一连接;所述采集信息处理单元包括无线控制器(14)和外部RAM(15);所述传感器单元的STIM带有RS485总线接口与采集信息处理单元通过RS485总线连接。
[0009] 优选地,所述土壤多参数无线采集站还包括电源供应模块,所述电源供应模块包括太阳能板(1)、电池(12)和电源管理模块(13),所述太阳能板(1)和所述蓄电池(12)分别与所述电源管理模块(13)连接,所述电源管理模块(13)分别连接四个所述智能变送器接口模块STIM和所述无线控制器(14)。
[0010] 优选地,所述地下水位智能传感器(3)、PH智能传感器(4)、水质电导率智能传感器(5)、土壤三参数传感器(6)、传感器信号调理电路和无线控制器(14)均采用3.3V供电电源。
[0011] 优选地,所述无线控制器(14)采用JN5121芯片。
[0012] 优选地,所述无线控制器(14)带有温度传感器。
[0013] (三)有益效果
[0014] 与其他土壤参数采集装置相比,该采集站测量精度较高、兼容性好,成本降低50%,无线监测装置平均功率小于10mW,在空旷地条件下单点传输距离大于500米。
附图说明
[0015] 图1为本实用新型土壤多参数采集站的外观结构示意图;
[0016] 图2为本实用新型土壤多参数采集站的底部正视示意图;
[0017] 图3为本实用新型土壤多参数采集站的传感器示意图;
[0018] 图4为本实用新型土壤多参数采集站的数据采集结构框图

具体实施方式

[0019] 本实用新型提出的土壤多参数无线采集站,结合附图和实施例详细说明如下。
[0020] 如图1和4所示,该土壤多参数无线采集站包括电源供应模块采传感器单元和集信息处理单元2,该电源供应模块包括太阳能板1、蓄电池12和电源管理模块13,该传感器单元包括地下水位智能传感器3、PH智能传感器4、水质电导率智能传感器5和土壤三参数传感器6以及四个智能变送器接口模块STIM1、STIM2、STIM3和STIM4,采集信息处理单元2包括JN5121无线控制器14和外部RAM15。
[0021] 其中,地下水位智能传感器3、PH智能传感器4、水质电导率智能传感器5和土壤三参数传感器6分别连接四个智能变送器接口模块STIM1、STIM2、STIM3和STIM4。电源管理模块13分别连接太阳能板1与蓄电池12,电源管理模块13分别连接无线控制器14的电源控制以及四个智能变送器接口模块STIM1、STIM2、STIM3和STIM4,用于实现太阳能智能供电,为地下水位智能传感器3、PH智能传感器4、水质电导率智能传感器5和土壤三参数传感器6提供激励电压,为传感器信号调理电路、无线控制器14的微处理器提供电源。地下水位智能传感器3、PH智能传感器4、水质电导率智能传感器5、土壤三参数传感器6、传感器信号调理电路和无线控制器14均采用3.3V供电电源;无线控制器14采用JN5121芯片,可实现传感器的自识别、自校正和自诊断等功能。
[0022] 如图2及3所示,传感器3、4、5、6分别通过各自的端子3`、4`、5`、6`与智能变送器接口模块STIM1、STIM2、STIM3和STIM4的接口7、8、9、10形成一对一连接,此外,传感器单元还具有备用接口11。
[0023] 本实用新型土壤多参数无线采集站的工作过程如下:
[0024] 传感器3、4、5和6分别将探测的土壤信息传递给智能变送器接口模块STIM1、STIM2、STIM3和STIM4,STIM模块带有RS485总线,然后通过RS485传递给无线控制器14的UART。外部RAM15中存储了包括传感器类型、传感器性能和传感器状态的传感器信息,无线控制器14的微处理器读取传感器信息后,能自动识别与其相连的传感器,实现传感器的即插即用,而且无线控制器14带有温度传感器,外部RAM15中存储了各个传感器与温度传感器的校正补偿参数,无线控制器14自动识别传感器,并在发现传感器工作状态发生偏差后,通过汇聚终端输入校正命令,无线控制器14自动调用校正补偿参数表,对各个传感器进行校正。
[0025] 以上实施方式仅用于说明本实用新型,而并非对本实用新型的限制,有关技术领域的普通技术人员,在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下,还可以做出各种变化和变型,因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴,本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。
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