CN206945062U - 一种土壤监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种土壤监测装置，包括主机部分以及传感部分；主机部分包括外壳以及布置在外壳内的主机***；主机***包括单片机以及与单片机连接的通信模块，主机***配置有电池，电池同时为传感部分供电；传感部分包括至少一个传感组件；传感组件包括安装杆、布置在安装杆上的传感器单元以及与传感器单元连接的通信控制模块，通信控制模块与单片机连接。本实用新型可以根据需要选择传感部分的数量，能够自由控制监测的深度，能够同时测量不同深度的土壤数据。本实用新型采用了模块化的配置方式，可以简单快捷的部署，能够实现多深度多功能的土情监测和远距离通信。
Description
技术领域
本实用新型涉及农业监测设备技术领域，具体涉及到一种土壤监测装置。
背景技术
由于环境变化给农作物带来的影响越来越重，人们对于环境监测的力度也越来越大，尤其对于农作物赖以生长的土壤的监测更是重中之重，目前农田监测智能化水平较低，植物生理生态信息的获取与传输比较落后。为了全面进行土壤墒情监测，通常会布置大量监测节点。
土壤传感器在现代农业，特别是智慧农业上具有重要的应用。通过了解土壤的墒情，农民能够进行更加精细准确的灌溉。通过了解土壤的电导率，农民可以推算土壤的肥力，以便更加精确的施肥。通过土壤温度传感器，农民可以避免植物的根系是否受到过热或过冷土壤的侵害。
现有技术中对土壤的检测主要是采用单个传感器探头的形式，如需在同一位置不同深度部署，则需要在农田中挖出一个断层，然后在不同深度将探头***土层。这样的使用方式带来两个问题：第一是工作量大，部署过程费时费力；其次，此方法无法保证探头在土壤中的位置是准确的。
除了这种采用探头形式的传感器，还有使用一根固定长度的导管***土壤内配合传感器检测土壤的方式。这种方式传感器检测的位置即为导管的最大长度，因此这种检测方式灵活性较差，不便于检测不同深度的土壤情况。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种土壤监测装置。
为达上述目的，本实用新型的一个实施例中提供了一种土壤监测装置，包括主机部分以及传感部分；
主机部分包括外壳以及布置在外壳内的主机***；主机***包括单片机以及与单片机连接的通信模块，主机***配置有电池，电池同时为传感部分供电；
传感部分包括至少一个传感组件；传感组件包括安装杆、布置在安装杆上的传感器单元以及与传感器单元连接的通信控制模块，通信控制模块与单片机连接。
本实用新型的一个实施例中公开了一种土壤监测装置，包括主机部分以及传感部分；
主机部分包括外壳以及布置在外壳内的主机***；主机***包括单片机以及与单片机连接的通信模块，主机***配置有电池，电池同时为传感部分供电；
传感部分包括多个传感组件；传感组件包括安装杆、布置在安装杆上的传感器单元以及与传感器单元连接的通信控制模块，通信控制模块与单片机连接；安装杆串联，安装杆的内部设置有总线，传感器单元通过通信控制模块与总线连接用于向单片机传输检测信号。
本实用新型的一个实施例中公开了一种土壤监测装置包括主机部分以及传感部分；
主机部分包括外壳以及布置在外壳内的主机***；主机***包括单片机以及与单片机连接的通信模块，主机***配置有电池，电池同时为传感部分供电；
传感部分包括多个传感组件；传感组件包括安装杆、布置在安装杆上的传感器单元以及与传感器单元连接的通信控制模块，通信控制模块与单片机连接；安装杆串联，安装杆的内部设置有总线，安装杆上设置有与总线连接的插头和插孔，相邻两个安装杆通过插头和插孔的配合实现所有传感器单元连接在总线上；通信控制模块配置的分压电路与总线连接；传感器单元通过通信控制模块与总线连接用于向单片机传输检测信号。
本实用新型的一个实施例中公开了一种土壤监测装置包括主机部分以及传感部分；
主机部分包括外壳以及布置在外壳内的主机***；主机***包括单片机以及与单片机连接的lora无线通信模块和GPS模块，lora无线通信模块配置有天线，该天线设置在外壳上；主机***配置有电池，电池同时为传感部分供电；
传感部分包括多个传感组件；传感组件包括安装杆、布置在安装杆上的传感器单元以及与传感器单元连接的通信控制模块，通信控制模块与单片机连接；
安装杆的外周设置有安装孔，传感器单元固定在安装孔内朝向外部用于与土壤接触；
安装杆串联，安装杆的内部设置有总线，安装杆上设置有与总线连接的插头和插孔，相邻两个安装杆通过插头和插孔的配合实现所有传感器单元串联在总线上；通信控制模块配置的分压电路与总线连接；传感器单元通过通信控制模块与总线连接用于向单片机传输检测信号。
本实用新型的一个优化方案之一，传感部分包括一底盖，底盖设置在最后一节的安装杆尾部；通信模块为Lora无线通信模块。
本实用新型的一个优化方案之一，传感器单元包括温度传感器、电导率传感器以及土壤墒情传感器中的一种或者多种组合使用的传感器。
本实用新型的一个优化方案之一，主机***还配置有与单片机连接的网关登录模块，网关登录模块包括RFID卡以及识别RFID卡的读写模块，读写模块与单片机连接，用于将RFID卡中的登录信息读取后发送至单片机进行匹配。
本实用新型的一个优化方案之一，外壳的内部设置有电池舱以及主机舱，外壳的中部设置有用于与传感部分连接的连接座；外壳内的电池舱配置有电池舱盖将电池舱封装使其与主机舱隔离；主机舱配置有主机舱盖将主机舱封装使其与电池舱隔离。
本实用新型的一个优化方案之一，外壳的上部设置有顶盖；外壳上还设置有天线和第二传感单元。
本实用新型的一个优化方案之一，主机***还配置有开关用于控制电池的供电电路通断状态；开关固定在外壳内部的开关安装孔上。
综上所述，本实用新型具有以下优点：
本实用新型可以根据需要选择传感部分的数量，能够自由控制监测的深度，能够同时测量不同深度的土壤数据；部署方便快捷，效率更高。
同时本实用新型配置有GPS模块及天线，可以独立自动获取位置信息，此位置信息可以反映在web客户端，以便用户了解传感器的位置信息。
本实用新型的功能可以进行拓展，可以根据需要选择传感器单元个数，当传感器单元相互串接完毕后，***可以自动获取每个传感器单元所处的位置，并根据传感器单元的位置不同，在每次读数时被唤醒的顺序也不同。
本实用新型采用的LoRa低功耗长距离的无线通信模块进行信号传输，降低了整个***的耗电量，保证信号传输的精准度的情况下延长了检测装置部署后使用的时间，降低了更换电池的频率。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例的示意图；
图2为本实用新型一个实施例中主机部分的示意图；
图3为本实用新型一个实施例中主机部分另一个视角的示意图；
图4为本实用新型一个实施例中外壳的内部结构示意图；
图5为本实用新型一个实施例中相邻安装杆之间的连接示意图；
图6为本实用新型的电气原理框图。
其中，1、外壳；2、安装杆；3、传感组件；4、传感器单元；5、安装孔；6、天线；7、电池舱盖；8、底盖；9、顶盖；10、电池舱；11、主机舱；12、第二传感单元；13、开关安装孔；14、天线安装孔；15、连接部。
具体实施方式
本实用新型提供了一种土壤监测装置，包括主机部分以及传感部分。
主机部分包括外壳以及布置在外壳内的主机***，外壳是主机***的安装壳体，能够为主机***的电子元器件提供安装位置，也能够避免主机***被雨水浸湿破坏。其次，外壳1还是主机部分与传感部分机械连接的部件，例如可以在外壳的中部开设一个带孔的圆柱状的连接部15，让传感部分的安装杆***孔内配合螺栓和密封胶实现固定。
主机***包括单片机以及与单片机连接的通信模块，单片机接收各种信号采集单元例如各种传感器的信号，并将这些信号经过处理后经由通信模块发送至另外部署的LoRa网关，进而再发送到互联网，使得终端用户可以在线远程获取相关监控数据和结果。
主机***配置有电池，电池可以为锂电池，电池同时为传感部分供电。
传感部分包括至少一个传感组件3，传感组件是信号采集单元，传感组件包括安装杆2、布置在安装杆上的传感器单元以及与传感器单元连接的通信控制模块，通信控制模块与单片机连接。
传感器单元4的探头或者信号采集电路需要布置在安装杆的外部，这样便于安装杆下探后能够让土壤与传感器探头接触，从而实现信号的采集。为了便于设置传感器单元，可以在安装杆的外周开设一个条形孔或者圆孔，让通信控制模块设置在内侧，让传感器单元设置在外侧即可，并使用防水硅胶进行密封。
通信控制模块可以是一个带有通信芯片或者通信结构的控制板，控制板能够直接让传感器单元安装在上面，也具有一定的结构便于与安装杆装配；进而能够使传感器单元的信号通过通信芯片或者通信结构传输至单片机。
本实用新型的另一个实施例中公开了一种土壤监测装置，包括主机部分以及传感部分；
主机部分包括外壳以及布置在外壳内的主机***；主机***包括单片机以及与单片机连接的通信模块，主机***配置有电池，电池同时为传感部分供电；
传感部分包括多个传感组件；传感组件包括安装杆、布置在安装杆上的传感器单元以及与传感器单元连接的通信控制模块，通信控制模块与单片机连接；安装杆串联，安装杆的内部设置有总线，传感器单元通过通信控制模块与总线连接用于向单片机传输检测信号。
本实用新型包括了多个传感组件，传感组件串联后的长度增加，并可以通过选择合适数量的传感组件来控制传感部分的总长度，这个可以根据监测的土壤深度来设定。首节传感组件的安装杆可以固定在外壳上；并贯穿进入外壳内部，首节安装杆上端的线路可以通过插头或者常用串口与单片节连接；连接在首节后的其余安装杆依次相互连接。本实用新型在多个传感组件时，第一节与外壳之间通过串口通信连接，其余相邻节之间可以通过总线进行连接。
本实用新型的另一个实施例中公开了一种土壤监测装置，包括主机部分以及传感部分；
主机部分包括外壳以及布置在外壳内的主机***；主机***包括单片机以及与单片机连接的通信模块，主机***配置有电池，电池同时为传感部分供电；
传感部分包括多个传感组件；传感组件包括安装杆、布置在安装杆上的传感器单元以及与传感器单元连接的通信控制模块，通信控制模块与单片机连接；安装杆串联，安装杆的内部设置有总线，安装杆上设置有与总线连接的插头和插孔，相邻两个安装杆通过插头和插孔的配合实现所有传感器单元连接在总线上；通信控制模块配置的分压电路与总线连接；传感器单元通过通信控制模块与总线连接用于向单片机传输检测信号。
本实施例的传感器单元连接的通信控制模块上均有一个分压电路，当传感器单元在总线上首尾相连时，它们会形成一个统一的电路，这时每个传感器单元的分压会因为相对位置的不同而不同。由此便可以根据此特性获取每个传感器单元的相对位置，并据此调整唤醒顺序。
本实用新型的另一个实施例中公开了一种土壤监测装置，包括主机部分以及传感部分；
主机部分包括外壳以及布置在外壳内的主机***；主机***包括单片机以及与单片机连接的lora无线通信模块和GPS模块，lora无线通信模块配置有天线6，该天线设置在外壳上；主机***配置有电池，电池同时为传感部分供电；
传感部分包括多个传感组件；传感组件包括安装杆、布置在安装杆上的传感器单元以及与传感器单元连接的通信控制模块，通信控制模块与单片机连接；
安装杆的外周设置有安装孔5，传感器单元固定在安装孔内朝向外部用于与土壤接触；
安装杆串联，安装杆的内部设置有总线，安装杆上设置有与总线连接的插头和插孔，相邻两个安装杆通过插头和插孔的配合实现所有传感器单元串联在总线上；通信控制模块配置的分压电路与总线连接；传感器单元通过通信控制模块与总线连接用于向单片机传输检测信号。
本实用新型中，为了使安装杆串联后每个安装杆上的信号都能够通过can总线到达单片机，可以在安装杆的一端安装插头，另一端安装插孔，插头和插孔为信号连接座的两个配合的端子，这样使得安装杆内的总线能够与插头和插孔连接，相邻两个安装杆在串联后能够让整个总线是连通的。
本实用新型的一个优化实施例中，传感部分包括一底盖，底盖设置在最后一节的安装杆尾部，底盖8用于将安装杆密封。此外，本实用新型的通信模块为Lora无线通信模块。
本实用新型的一个优化实施例中，传感器单元包括温度传感器、电导率传感器以及土壤墒情传感器中的一种或者多种组合使用的传感器。因此，可以根据实际需要选择传感器的种类以及型号。
本实用新型的一个优化实施例中，主机***还配置有与单片机连接的网关登录模块，网关登录模块包括RFID卡以及识别RFID卡的读写模块，读写模块与单片机连接，用于将RFID卡中的登录信息读取后发送至单片机进行匹配。在实际操作过程中，RFID卡中存储有用户的相关信息，也包括账号和密码；用户手持RFID卡被读取信息后，主机***验证账号和密码，验证成功后接通网关或者主机***的工作电路，从而使得主机***能够正常工作。
本实用新型的一个优化实施例中，外壳的内部设置有电池舱以及主机舱，外壳的中部设置有用于与传感部分连接的连接座；外壳内的电池舱配置有电池舱盖7将电池舱10封装使其与主机舱11隔离；主机舱配置有主机舱盖将主机舱封装使其与电池舱隔离。
本实用新型的一个优化实施例中，外壳的上部设置有顶盖9；外壳上还设置有天线和第二传感单元12，天线通过天线安装孔14固定；第二传感单元可以包括温湿度传感器、风力传感器等农业上用于监测气象环境的传感器。
本实用新型的一个优化实施例中，主机***还配置有开关用于控制电池的供电电路通断状态；开关固定在外壳内部的开关安装孔13上，开关安装孔可以安装在外壳下部，能够避免淋雨。
虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。
Claims (10)
1.一种土壤监测装置，其特征在于：包括主机部分以及传感部分；
所述主机部分包括外壳以及布置在外壳内的主机***；所述主机***包括单片机以及与单片机连接的通信模块，所述主机***配置有电池，电池同时为传感部分供电；
所述传感部分包括至少一个传感组件；所述传感组件包括安装杆、布置在安装杆上的传感器单元以及与传感器单元连接的通信控制模块，所述通信控制模块与单片机连接。
2.一种土壤监测装置，其特征在于：包括主机部分以及传感部分；
所述主机部分包括外壳以及布置在外壳内的主机***；所述主机***包括单片机以及与单片机连接的通信模块，所述主机***配置有电池，所述电池同时为传感部分供电；
所述传感部分包括多个传感组件；所述传感组件包括安装杆、布置在安装杆上的传感器单元以及与传感器单元连接的通信控制模块，所述通信控制模块与单片机连接；所述安装杆串联，安装杆的内部设置有总线，传感器单元通过通信控制模块与总线连接用于向单片机传输检测信号。
3.一种土壤监测装置，其特征在于：包括主机部分以及传感部分；
所述主机部分包括外壳以及布置在外壳内的主机***；所述主机***包括单片机以及与单片机连接的通信模块，所述主机***配置有电池，所述电池同时为传感部分供电；
所述传感部分包括多个传感组件；所述传感组件包括安装杆、布置在安装杆上的传感器单元以及与传感器单元连接的通信控制模块，所述通信控制模块与单片机连接；所述安装杆串联，安装杆的内部设置有总线，安装杆上设置有与总线连接的插头和插孔，相邻两个安装杆通过插头和插孔的配合实现所有传感器单元连接在总线上；所述通信控制模块配置的分压电路与总线连接；传感器单元通过通信控制模块与总线连接用于向单片机传输检测信号。
4.一种土壤监测装置，其特征在于：包括主机部分以及传感部分；
所述主机部分包括外壳以及布置在外壳内的主机***；所述主机***包括单片机以及与单片机连接的lora无线通信模块和GPS模块，所述lora无线通信模块配置有天线，该天线设置在外壳上；所述主机***配置有电池，所述电池同时为传感部分供电；
所述传感部分包括多个传感组件；所述传感组件包括安装杆、布置在安装杆上的传感器单元以及与传感器单元连接的通信控制模块，所述通信控制模块与单片机连接；
所述安装杆的外周设置有安装孔，所述传感器单元固定在安装孔内朝向外部用于与土壤接触；
所述安装杆串联，安装杆的内部设置有总线，安装杆上设置有与总线连接的插头和插孔，相邻两个安装杆通过插头和插孔的配合实现所有传感器单元串联在总线上；所述通信控制模块配置的分压电路与总线连接；传感器单元通过通信控制模块与总线连接用于向单片机传输检测信号。
5.如权利要求1~4中任一所述的土壤监测装置，其特征在于：所述传感部分包括一底盖，所述底盖设置在最后一节的安装杆尾部；所述通信模块为Lora无线通信模块。
6.如权利要求1~4中任一所述的土壤监测装置，其特征在于：所述传感器单元包括温度传感器、电导率传感器以及土壤墒情传感器中的一种或者多种组合使用的传感器。
7.如权利要求1~4中任一所述的土壤监测装置，其特征在于：所述主机***还配置有与单片机连接的网关登录模块，所述网关登录模块包括RFID卡以及识别RFID卡的读写模块，所述读写模块与单片机连接，用于将RFID卡中的登录信息读取后发送至单片机进行匹配。
8.如权利要求1~4中任一所述的土壤监测装置，其特征在于：所述外壳的内部设置有电池舱以及主机舱，外壳的中部设置有用于与传感部分连接的连接座；所述外壳内的电池舱配置有电池舱盖将电池舱封装使其与主机舱隔离；所述主机舱配置有主机舱盖将主机舱封装使其与电池舱隔离。
9.如权利要求1~4中任一所述的土壤监测装置，其特征在于：所述外壳的上部设置有顶盖；外壳上还设置有天线和第二传感单元。
10.如权利要求1~4中任一所述的土壤监测装置，其特征在于：所述主机***还配置有开关用于控制电池的供电电路通断状态；所述开关固定在外壳内部的开关安装孔上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 610000 Chengdu, Sichuan, China (Sichuan) free trade trial area, Chengdu high tech Zone, Tianfu five street 200, building 1, 4-5, B district. Patentee after: CHENGDU TIANDI QUANTUM TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 610041 4-5, B District, 1 building 200, Tianfu five street, hi tech Zone, Chengdu, Sichuan. Patentee before: CHENGDU YIGENG YUNZUO TECHNOLOGY CO.,LTD. |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180130 |