CN113358713A - 湿度检测单元、温湿度检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种湿度检测单元、温湿度检测装置及方法。湿度检测单元包括水分传感器和开关组件，开关组件包括多个开关，多个开关分别与水分传感器连接，湿度检测单元用于通过控制多个开关中的不同开关的闭合和断开，控制水分传感器处于充电状态或放电状态，以检测土壤水分。本申请实施例通过采用以电容充放电原理进行检测的水分传感器以及增加开关组件，对湿度检测单元进行改善，从而减少土壤水分温度检测装置的成本，同时，湿度检测单元可以用于通过控制多个开关中的不同开关的闭合和断开时间，从而增加湿度测量的范围。
Description
技术领域
本申请涉及土壤检测领域，更具体地，涉及一种湿度检测单元、温湿度检测装置及方法。
背景技术
在农业、生态等领域对土壤的水分温度进行检测具有重要的意义，同时在日常生活中人们会种植植物、鲜花来布置家居等，在种植过程中如果能够很好的对种植土壤进行水分和温度的进行检测，对植物种植同样具有重要意义。因此一种低成本、低功耗、能够可靠检测的土壤水分温度的设备有很好的需求量。
发明内容
本申请实施例提出了一种湿度检测单元、温湿度检测装置及方法，以解决上述问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种湿度检测单元，该湿度检测单元包括水分传感器和开关组件，开关组件包括多个开关，多个开关分别与水分传感器连接，湿度检测单元用于通过控制多个开关中的不同开关的闭合和断开，控制水分传感器处于充电状态或放电状态，以检测土壤水分。
第二方面，本申请实施例提供了一种温湿度检测装置，该装置包括如上述所述的湿度检测单元；温度检测单元，所述温度检测单元用于检测土壤温度；主控单元，所述主控单元分别与所述湿度检测单元和所述温度检测单元连接，所述主控单元用于对所述湿度检测单元检测到的数据和所述温度检测单元检测到的数据进行处理。
第三方面，本申请实施例提供了一种温湿度检测方法，应用于上述温湿度检测装置，该方法包括：获取待测土壤的面积和深度；基于待测土壤的面积，和/或深度确定湿度检测单元和温度检测单元的数量以及布局方式；基于确定的湿度检测单元和温度检测单元的数量以及布局方式，对湿度检测单元以及温度检测单元进行布局；获取布局后的湿度检测单元检测得到的土壤水分值以及布局后的温度检测单元检测得到的土壤温度值。
本申请实施例提供了一种湿度检测单元、温湿度检测装置及方法。湿度检测单元包括水分传感器和开关组件，开关组件包括多个开关，多个开关分别与水分传感器连接，湿度检测单元用于通过控制多个开关中的不同开关的闭合和断开，控制水分传感器处于充电状态或放电状态，以检测土壤水分。本申请实施例通过采用以电容充放电原理进行检测的水分传感器以及增加开关组件，对湿度检测单元进行改善，从而减少湿度检测装置的成本，同时，湿度检测单元可以用于通过控制多个开关中的不同开关的闭合和断开时间，从而增加湿度测量的范围。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本申请实施例提供的湿度检测单元的模块框图；
图2示出了本申请实施例提供的一湿度检测单元的模块框图；
图3示出了本申请实施例提供的电容充放电曲线示例图；
图4示出了本申请实施例提供的电容检测的时序图；
图5示出了本申请实施例提供的又一湿度检测单元的模块框图；
图6示出了本申请实施例提供的另一湿度检测单元的模块框图；
图7示出了本申请实施例提供的一种水分传感器的结构示意图；
图8示出了本申请实施例提供的又一种水分传感器的结构示意图；
图9示出了本申请实施例提供的另一种水分传感器的结构示意图；
图10示出了本申请实施例提供的再一种水分传感器的结构示意图；
图11示出了本申请实施例提供的温湿度检测装置的模块框图；
图12示出了本申请实施例提供的一种温度检测单元的结构示意图；
图13示出了本申请实施例提供的又一种温度检测单元的结构示意图；
图14示出了本申请实施例提供的一温湿度检测装置的模块框图；
图15示出了本申请实施例提供的还一温湿度检测装置的模块框图；
图16示出了本申请实施例提供的一温湿度检测方法的流程示意图；
图17示出了本申请实施例提供的传感器布局方式实例图；
图18示出了本申请实施例提供的土壤水分值检测方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在农业、生态等领域对土壤的水分温度进行检测具有重要的意义，同时在日常生活中人们会种植植物、鲜花来布置家居等，在种植过程中如果能够很好的对种植土壤进行水分和温度的进行检测，对植物种植同样具有重要意义。因此一种低成本、低功耗、能够可靠检测的湿度的设备有很好的需求量。
传统的土壤水分测量的方法有烘干法、中子仪法等，但是都有其成本高、操作复杂等因素限制了其使用范围。当前测量土壤水分的方法中，仍以电容原理的介电常数法最为普遍，其具有相应速度快，测量误差小，结构和测量过程简易等优势。但目前的土壤水分方法，通过输出连续且固定频率和幅值的方波信号测量，其电容测量范围受到限制，不能进行良好的水分测量；且对土壤水分和温度进行检测大多采用单点检测，从而不能全面的对土壤进行检测。
基于上述问题，发明人经过长期研究，提出了本申请实施例中的湿度检测单元、温湿度检测装置及方法。下面将通过具体实施例对本申请实施例所提供的湿度检测单元、温湿度检测装置及方法进行详细说明。
如图1所示，图1示出了本申请实施例提供的湿度检测单元110。
在本实施例中，湿度检测单元110可包括水分传感器114和开关组件112。开关组件112可包括多个开关，该多个开关分别与水分传感器114连接。在一些实施方式中，水分传感器114可以是电容式传感器，因此，可以基于电容充放电原理测量水分传感器114对应的电容值，进而得到水分传感器114检测到的水分值。具体地，湿度检测单元110可以通过控制多个开关中的不同开关的闭合和断开，控制水分传感器114处于充电状态或放电状态，以对土壤水分进行检测。从而通过增加开关组件112，对湿度检测单元110进行改进，使得水分检测实现更加容易和低成本。
在一些实施例中，多个开关可包括第一开关W1、第二开关W2以及第三开关W3，湿度检测单元110可包括电源116。如图2所示，第一开关可以用于分别与电源116和水分传感器114串联，第三开关W3可以与水分传感器114串联后接地，第二开关W2可以与第三开关W3以及水分传感器114并联。其中，水分值是通过测电容的方法得到，因此水分传感器114在模块框图中可以用电容符号表示。在一些实施方式中，湿度检测单元110可以用于通过控制第一开关W1和第三开关W3闭合，第二开关W2断开，使水分传感器114处于充电状态，通过控制第二开关W2和第三开关W3闭合，第一开关W1断开，使水分传感器处于放电状态。具体地，当第一开关W1、第三开关W3闭合，第二开关W2断开时，可以通过电源116给水分传感器114充电。当第二开关W2、第三开关W3闭合时，给水分传感器114放电。其中，当进行多点测量时，即包括多个湿度检测单元，将某一个湿度检测单元的第三开关W3断开，不会影响其他湿度检测单元的正常工作。
在一些实施方式中，可以采集第一开关W1与水分传感器114连接点的电压变化，得到如图3所示的水分传感器114的充放电曲线实例图。其中，0-Tr即为水分传感器114的充电时间。进一步地，可以通过定时第一开关W1的时间，得到Tr的时间，其中，不同的Tr可以对应不同的电容值，当充电时间Tr越长，电容值也越大，因此可以通过增加第一开关W1的闭合时间增加电容值的测量范围。进一步地，如图4所示的电容检测时序图，在第一开关W1、第三开关W3闭合，第二开关W2断开时，可以对第一开关W1与水分传感器114连接点的电压进行采样。
在一些实施方式中，湿度检测单元在测得电容值时，通过多点拟合进行校准后可以得到电容值与水分值的线性关系式P＝KC+b，其中P是水分值，C是电容值，K、b是校准系数，进而可以得到水分传感器114检测到的水分值。
另外，在一些实施例中，电源116也可以在湿度检测单元110外部，具体地，如图5所示，电源116与湿度检测单元110连接。电源116可用于向湿度检测单元110供电。由于电源116可设置于湿度检测单元110外部，即湿度检测单元110可不包括电源116，可降低湿度检测单元110的选用成本，从而有利于进一步降低湿度检测单元110的生产制造成本。
在一些实施例中，湿度检测单元110还可以包括电阻R1，具体地，如图6所示，电阻R1的一端与电源116连接，电阻R1的另一端与第一开关W1连接。电阻R1可以用于限制水分传感器114的充电电流，防止由于充电速度太快，接通电源140时导致电路短路。
如图7所示，图7示出了本申请实施例提供的一种水分传感器的结构示意图。本实施例中，水分传感器114可以包括水分传感器承载板1140以及多个金手指1142。其中，水分传感器承载板1140可以使用RF-4基材的PCB板，从而降低加工成本，同时保证良好的性能。在一些实施方式中，多个金手指1142的线宽相等，多个金手指1142等间隔布设于水分传感器承载板1140上，从而增加水分传感器114的灵敏度。具体地，多个金手指1142还可以互相平行，形成如图7所示的梳齿状的图案。在一些实施方式中，如图8所示，多个金手指1142还可以呈螺旋状进行排布，在此不作限定。
在一些实施例中，水分传感器114还可以包括亲水材料层1144。具体地，如图9所示，亲水材料层1144设置于水分传感器承载板1140上，金手指1142等间隔布设于亲水材料层1144上，从而进一步增加水分传感器的灵敏度。在一些实施方式中，如图10所示，水分传感器114还可以包括连接点和连接线1146。其中，连接点和连接线1146布设于水分传感器承载板1140上，且连接点和连接线1146与多个金手指1142连接。
如图11所示，图11示出了本申请实施例提供的温湿度检测装置100。本实施例中，温湿度检测装置100可包括湿度检测单元110、温度检测单元120以及主控单元130。
其中，温度检测单元120可以是温度传感器，该温度检测单元可用于检测土壤温度。
在一些实施方式中，主控单元130分别与湿度检测单元110以及温度检测单元120连接，该主控单元130用于对湿度检测单元110检测到的数据和温度检测单元检测到的数据进行处理。
如图12所示，图12示出了本申请实施例提供的一种温度检测单元的结构示意图。本实施例中，温度检测单元120可以包括感温元件承载板122、感温元件124。其中，感温元件承载板122可以是PCB板，感温元件承载板122可以开设有开窗区域1222。在一些实施方式中，感温元件124可以固定于开窗区域内，感温元件124可以是热敏电阻，也可以是数字温度芯片，在此不作限定。
土壤温度可以通过接触式测温的方法得到，在一些实施方式中，当感温元件124为热敏电阻时，可以通过测量分压的方法检测土壤的温度值，通过热敏电阻分压，主控单元130采集到对应的电压即可得到热敏电阻的阻值，其中，不同阻值对应相应的温度值。在另一些实施方式中，当感温元件124为数字温度芯片时，可根据数字温度芯片的相关通信协议，通过主控单元130读取数字温度芯片得到温度值。
在一些实施方式中，温度检测单元120还可以包括金属环126，其中金属环126设置于开窗区域内，且包围感温元件124，金属环126可采用不锈钢材质的金属环。其中，由于感温元件124在检测土壤温度时是直接与土壤接触，因此通过将感温元件124固定于开窗区域1222以及设置金属环126包围感温元件124，从而在起到保护感温元件124的情况下，让感温元件124的周围快速建立了一个温度场，进而可以提高感温元件的响应时间。
在一些实施方式中，温度检测单元120还可以包括导热保护胶128。具体地，如图13所示，金属环126的内环覆盖有导热保护胶128。其中，导热保护胶128可以包括导热银胶和环氧树脂胶，可以在金属环126中填充导热银胶，然后再覆盖一层用于保护的环氧树脂胶，从而起到较好的导热效果。
如图14所示，图14示出了本申请实施例提供的一温湿度检测装置的模块框图。本实施例中，温湿度检测装置100还可以包括天线150、按键160、发光二极管170以及电池180。
其中，天线150与主控单元130连接，天线150可以选用板载天线，从而在保证成本的情况下，可保证无线射频的效率。按键160与主控单元130连接，按键160可以用于控制温湿度检测装置100开关机，以及温湿度检测装置100联网配置按键。发光二极管170与主控单元130连接，可以用于显示温湿度检测装置的工作情况。电池180与主控单元130连接，可以用于向主控单元130供电，由于主控单元130与天线150、按键160、发光二极管170以及电池180均电连接，因此电池180可以向天线150、按键160、发光二极管170供电。
在一些实施方式中，如图15所示，主控单元130可以包括模数转换器132。其中，模数转换器132与湿度检测单元110连接，模数转换器132可以用于采集A点的电压变化，以此得到对应的水分传感器114的电容值，继而得到水分传感器114检测得到的土壤的水分值。在一些实施方式中，主控单元130可通过微处理器，单片机等实现。
请参阅图16，图16示出了本申请实施例提供的温湿度检测方法的流程示意图，应用上述温湿度检测装置。下面将针对图16所示的流程进行详细的阐述。上述的图像处理方法具体地可以包括以下步骤：
步骤S110：获取待测土壤的面积和深度。
因为土壤不同面积和不同深度的状态可能不一样，其水分和温度也可能有明显差异，为了能够更加全面的对土壤的水分和温度进行监控，可以通过根据待测土壤的面积和/或深度确定水分传感器和温度检测单元的数量以及布局方式，从而实现全面检测土壤。因此，在本申请实施例中，可以先获取待测土壤的面积和深度。
在一些实施方式中，待测土壤的面积和深度可以预先存储在云端，土壤水分温度检测装置可以从云端获取待测土壤的面积和深度。在一些实施方式中，可以通过测量工具测量得到待测土壤的面积和深度，在此不作限定。
步骤S120：基于待测土壤的面积，和/或深度确定水分传感器和温度检测单元的数量以及布局方式。
在本实施例中，可以基于待测土壤的面积，和/或深度确定水分传感器和温度检测单元的数量以及布局方式。在一些实施方式中，可以基于待测土壤的深度确定水分传感器和温度检测单元的数量以及布局方式，具体地，可以基于待测土壤的深度先确定水分传感器和温度检测单元的数量，基于待测土壤的深度进行布局时，可以沿着深度方向对水分传感器和温度检测单元进行布局，例如，如图17(a)所示的布局方式，其中，图17(a)是主要考虑土壤不同深度点的一种布局方式，水分传感器114和温度检测单元120沿深度方向布局，其中，温湿度检测装置100还包括检测电路板210以及传感器承载板220。
在一些实施方式中，可以基于待测土壤的面积确定水分传感器和温度检测单元的数量以及布局方式。具体地，可以根据待测土壤面积的大小确定水分传感器和温度检测单元的数量，并将水分传感器和温度检测单元沿土壤横截面的点进行布局，例如，如图17(b)所示的布局方式，其中，图17(b)主要检测横截面不同点土壤水分温度的情况，水分传感器114和温度检测单元120沿横截面进行布局。
在一些实施方式中，可以基于待测土壤的面积和深度确定水分传感器和温度检测单元的数量以及布局方式。例如，如图17(c)所示的布局方式，其中，图17(c)是综合了土壤的面积和深度的布局方式，水分传感器114和温度检测单元120可以沿深度方向和横截面两个方向进行布局。
上述的布局方式仅为示例，水分传感器和温度检测单元的布局数量不是固定，可以根据实际特殊需求增加或减少布局的数量，同时，传感器的多点布局方式也是可以根据不同需求做调整，在此不作限定，其布局主要依据是基于土壤的面积和深度进行全面检测而实施。进一步地，如图17所示，不同的布局方式检测电路板210基本可以不用改动，如果需要增加水分传感器和温度检测单元，只需增加相应的测量通道即可，因此，可以降低土壤水分温度检测装置的成本。
步骤S130：基于确定的水分传感器和温度检测单元的数量以及布局方式，输出水分传感器和温度检测单元的布局信息，以使检测人员基于所述布局信息对水分传感器以及温度检测单元进行布局。
在一些实施例中，可以基于上述确定的水分传感器和温度检测单元的数量以及布局方式，输出水分传感器和温度检测单元的布局信息，以使检测人员基于所述布局信息对水分传感器以及温度检测单元进行布局。具体地，布局信息可以包括水分传感器和温度检测单元的数量及布局方式，***可以输出布局信息，以使检测人员可以根据布局信息中水分传感器和温度检测单元的数量，获取对应数量的水分传感器和温度检测单元，并可以将对应数量的水分传感器和温度检测单元按照布局信息中的布局方式进行布局。
步骤S140：获取布局后的水分传感器检测得到的土壤水分值以及布局后的温度检测单元检测得到的土壤温度值。
在一些实施例中，可以获取布局后的水分传感器检测得到的土壤水分值以及布局后的温度检测单元检测得到的土壤温度值。进一步地，还可以根据检测得到的土壤水分值和土壤温度值得到综合评价值，其中，综合评价值可以通过多个土壤水分值和多个土壤温度值的平均值得到。在一些实施方式中，可以将测量得到的土壤水分值和土壤温度值上传到云端。进一步地，可以通过终端设备展示给用户，获取并发送任一水分传感器检测得到的土壤水分值；获取并发送任一温度检测单元检测得到的土壤温度值。从而用户可以通过终端设备实时查看每个水分传感器和每个温度检测单元对应的值，还可以查看综合评价值，根据综合评价值对土壤进行相应操作，例如，当综合评价值表示待测土壤的水分值较低，且温度值较高时，可以对待测土壤进行浇水。
在一些实施方式中，请参阅图18，获取布局后的水分传感器检测得到的土壤水分值，具体可以包括以下步骤：
步骤S210：基于第一开关闭合的时间，获取水分传感器的充电时间。
当第一开关、第三开关闭合，第二开关断开时，水分传感器处于充电状态；当第二开关、第三开关闭合，第一开关断开时，水分传感器处于放电状态，可以看出，可以根据第一开关闭合的时间，确定水分传感器的充电时间。因此，在一些实施例中，可以基于第一开关闭合的时间，确定水分传感器的充电时间。具体地，可以通过电路的计时器获取第一开关闭合的时间，也可以通过电路中的时钟获取第一开关闭合的时间，在此不作限定，然后将获取的第一开关闭合的时间，作为水分传感器的充电时间。
步骤S220：基于第二开关闭合的时间，获取水分传感器的放电时间。
当第二开关、第三开关闭合，第一开关断开时，水分传感器处于放电状态，可以根据第二开关闭合的时间，确定水分传感器的放电时间。因此，在一些实施例中，可以基于第二开关闭合的时间，确定水分传感器的放电时间。具体地，可以通过电路的计时器获取第二开关闭合的时间，也可以通过电路中的时钟获取第二开关闭合的时间，在此不作限定，然后将获取的第二开关闭合的时间，作为水分传感器的放电时间。
步骤S230：通过主控单元采集湿度检测单元在水分传感器充放电过程中的电压信号。
水分传感器检测的原理是基于电容充放电原理，通过充电时间确定水分传感器的电容值，进而得到土壤的水分值。因此，在一些实施例中，可以通过主控单元采集湿度检测单元在水分传感器充放电过程中的电压信号。具体地，可以通过主控单元控制湿度检测单元的第一开关、第二开关以及第三开关的状态，使得水分传感器处于充电或放电的装置，通过主控单元的模数转换器对水分传感器充放电过程中的电压信号进行采样。
步骤S240：基于电压信号、充电时间以及放电时间，确定水分传感器的电容值。
在一些实施例中，可以基于电压信号、充电时间以及放电时间，确定水分传感器的电容值。在一些实施方式中，根据电压信号的变化可以得到水分传感器的充放电曲线，通过结合水分传感器的充电时间以及放电时间，可以得到电压信号的最大值，其中，电压信号的最大值对应有电容值，将该电压信号的最大值对应的电容值，作为水分传感器的电容值。
步骤S250：基于预先校正得到的电容值和土壤水分值的线性关系，获取与水分传感器的电容值对应的土壤水分值。
在一些实施例中，可以基于预先校正得到的电容值和土壤水分值得线性关系，获取与水分传感器的电容值对应的土壤水分值。在一些实施方式中，水分传感器在制作后，会通过校准的方法得到电容值和水分值的线性关系，其中，通过多个测试数据进行多点拟合校准后，可以得到电容值与水分值的线性关系式P＝KC+b，其中P是水分值，C是电容值，K、b是校准系数，根据电容值与水分值的线性关系式即可得到该水分传感器的电容值对应的土壤水分值。
在一些实施方式中，当温度检测单元的感应元件为热敏电阻时，获取布局后的温度检测单元检测得到的土壤温度值，具体可以包括以下步骤：
步骤S310：通过主控单元采集热敏电阻对应的电压值。
在一些实施例中，可以通过主控单元采集热敏电阻对应的电压值。具体地，主控单元可以包括模数转换器，热敏电阻在进行分压后，可以通过模数转换器采集热敏电阻对应的电压值。
步骤S320：基于电压值得到热敏电阻的阻值。
在一些实施方式中，可以基于电压值得到热敏电阻的阻值。具体地，可以通过电路以及采集到的电压值，计算得到热敏电阻的阻值。
步骤S330：基于预设的多个阻值与多个土壤温度值的对应关系，获取与阻值对应的土壤温度值。
在一些实施例中，可以基于预设的多个阻值与多个土壤温度值的对应关系，获取与阻值对应的土壤温度值。在一些实施方式中，可以将得到的热敏电阻的阻值与对应关系中的多个阻值进行匹配，查找与得到的热敏电阻的阻值匹配的阻值，并根据对应关系得到匹配的阻值对应的土壤温度值，将该土壤温度值作为得到的热敏电阻的阻值对应的土壤温度值。进一步地，还可以通过热敏电阻的温度对照表，获取与热敏电阻阻值对应的温度值。
在一些实施方式中，当温度检测单元的感应元件为数字温度芯片时，根据数字温度芯片的相关通信协议，主控单元可以去读取温度芯片得到土壤温度值，从而获取到布局后的温度检测单元检测得到的土壤温度值
作为一种具体的实施方式，在进行土壤水分温度检测时，通过按键短按1s，开启温湿度检测装置，当对按键长按5s时，可以将温湿度检测装置联入云端，进而可以将检测到的水分值和温度值上传至云端。紧接着，可以将温湿度检测装置的传感器部分***土壤，即包含水分传感器和温度检测单元的部分***土壤，进行土壤水分温度的检测，当温湿度检测装置的指示灯(即发光二极管)变绿时，即可表明温湿度检测装置进入工作状态，此时可以通过终端设备的应用程序实时查看检测到的水分值和温度值。
上述实施例提供的温湿度检测方法，获取待测土壤的面积和深度；基于待测土壤的面积，和/或深度确定水分传感器和温度检测单元的数量以及布局方式；基于确定的水分传感器和温度检测单元的数量以及布局方式，对水分传感器以及温度检测单元进行布局；获取布局后的水分传感器检测得到的土壤水分值以及布局后的温度检测单元检测得到的土壤温度值。上述实施例通过基于土壤的面积，和/或深度确定水分传感器和温度检测单元的数量以及布局方式，从而实现全面检测土壤。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述温湿度检测方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。其中，所述的计算机可读存储介质，如只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。
综上所述，本申请实施例提供的湿度检测单元、温度检测装置及方法，湿度检测单元包括水分传感器和开关组件，开关组件包括多个开关，多个开关分别与水分传感器连接，湿度检测单元用于通过控制多个开关中的不同开关的闭合和断开，控制水分传感器处于充电状态或放电状态，以检测土壤水分。本申请实施例通过采用以电容充放电原理进行检测的水分传感器以及增加开关组件，对湿度检测单元进行改善，从而减少土壤水分温度检测装置的成本，同时，湿度检测单元可以用于通过控制多个开关中的不同开关的闭合和断开时间，从而增加湿度测量的范围。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (14)
1.一种湿度检测单元，其特征在于，包括水分传感器和开关组件，所述开关组件包括多个开关，所述多个开关分别与所述水分传感器连接，所述湿度检测单元用于通过控制所述多个开关中的不同开关的闭合和断开，控制所述水分传感器处于充电状态或放电状态，以检测土壤水分。
2.根据权利要求1所述的湿度检测单元，其特征在于，所述多个开关包括第一开关、第二开关以及第三开关，所述第一开关用于分别与电源和所述水分传感器串联，所述第三开关与所述水分传感器串联后接地，所述第二开关与所述第三开关以及所述水分传感器并联，所述湿度检测单元用于通过控制所述第一开关和所述第三开关闭合，所述第二开关断开，使所述水分传感器处于充电状态，通过控制所述第二开关和所述第三开关闭合，所述第一开关断开，使所述水分传感器处于放电状态。
3.根据权利要求1所述的湿度检测单元，其特征在于，所述水分传感器包括水分传感器承载板以及多个金手指，所述多个金手指的线宽相等，所述多个金手指等间隔布设于所述水分传感器承载板上。
4.根据权利要求3所述的湿度检测单元，其特征在于，所述水分传感器还包括亲水材料层，所述亲水材料层设置于所述水分传感器承载板上，所述金手指等间隔布设于所述亲水材料层上。
5.一种温湿度检测装置，其特征在于，包括：
如权利要求1-4任一项所述的湿度检测单元；
温度检测单元，所述温度检测单元用于检测土壤温度；
主控单元，所述主控单元分别与所述湿度检测单元和所述温度检测单元连接，所述主控单元用于对所述湿度检测单元检测到的数据和所述温度检测单元检测到的数据进行处理。
6.根据权利要求5所述的温湿度检测装置，其特征在于，所述温度检测单元包括：
感温元件承载板，所述感温元件承载板开设有开窗区域；
感温元件，所述感温元件固定于所述开窗区域内。
7.根据权利要求6所述的温湿度检测装置，其特征在于，所述温度检测单元还包括金属环，所述金属环设置于所述开窗区域内包围所述感温元件。
8.根据权利要求7所述的温湿度检测装置，其特征在于，所述金属环的内环覆盖有导热胶和保护胶。
9.根据权利要求5所述的温湿度检测装置，其特征在于，所述温湿度检测装置还包括：
天线，所述天线与所述主控单元连接；
按键，所述按键与所述主控单元连接，用于控制所述温湿度检测装置开关机；
发光二极管，所述发光二极管与所述主控单元连接，用于显示所述温湿度检测装置的工作情况；
电池，所述电池与所述主控单元连接，所述电池用于向所述主控单元供电。
10.根据权利要求5所述的温湿度检测装置，其特征在于，所述温湿度检测装置还用于分别与云端、终端连接，以将所述湿度检测单元检测到的数据和所述温度检测单元检测到的数据上传至所述云端并同步至所述终端。
11.一种温湿度检测方法，其特征在于，应用于如权利要求5-10任一项所述的温湿度检测装置，所述方法包括：
获取待测土壤的面积和深度；
基于所述待测土壤的面积，和/或深度确定水分传感器和温度检测单元的数量以及布局方式；
基于确定的水分传感器和温度检测单元的数量以及布局方式，输出所述水分传感器和所述温度检测单元的布局信息，以使检测人员基于所述布局信息对所述水分传感器以及所述温度检测单元进行布局；
获取布局后的所述水分传感器检测得到的土壤水分值以及布局后的所述温度检测单元检测得到的土壤温度值。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述温湿度检测装置包括湿度检测单元，所述湿度检测单元包括第一开关以及第二开关，所述获取布局后的所述水分传感器检测得到的土壤水分值，包括：
基于所述第一开关闭合的时间，获取所述水分传感器的充电时间；
基于所述第二开关闭合的时间，获取所述水分传感器的放电时间；
通过所述主控单元采集所述湿度检测单元在所述水分传感器充放电过程中的电压信号；
基于所述电压信号、所述充电时间以及所述放电时间，确定所述水分传感器的电容值；
基于预先校正得到的电容值和土壤水分值的线性关系，获取与所述水分传感器的电容值对应的土壤水分值。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，布局后的水分传感器的数量为多个，布局后的温度检测单元的数量为多个，所述获取布局后的所述水分传感器检测得到的土壤水分值以及布局后的所述温度检测单元检测得到的土壤温度值，包括：
获取并发送多个水分传感器中的任一水分传感器检测得到的土壤水分值；
获取并发送多个温度检测单元中的任一温度检测单元检测得到的土壤温度值。
14.一种计算机可读取存储介质，其特征在于，所述计算机可读取存储介质中存储有程序代码，所述程序代码可被处理器调用执行如权利要求11-13任一项权利要求所述的方法。
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