[發明專利]基于嵌入式系統的土壤含水量監測儀

無效

• 申請號: 200810027402.5
• 申請日: 2008-04-14
• 公開（公告）號: CN101261241A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 唐勁馳;王衛星;趙超藝;賈瑞昌;孫道宗;唐顥;黎健龍
• 申請（專利權）人: 廣東省農業科學院茶葉研究所
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04;G08C17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種土壤濕度監測裝置，其特別適用于土壤濕度變化較大的丘陵、山地或面積較大的農田等，用于監測土壤濕度。

背景技術

中國農業和農村現代化建設，正在進入以信息化帶動現代化的全新時期，經過20多年的實踐探索和對未來發展趨勢的預測表明，中國農業發展趨勢是從農業現代化走向農業信息化，從現代農業走向信息農業。農業生產管理信息化、農業科學技術信息化、農業經營管理信息化和農業資源環境信息化是信息化農業的重要組成部分，由傳統農業向現代化農業轉變，由粗放經營向集約經營轉變是農業信息化過程中邁出的重要一步。土壤水分對作物的生長狀態如葉面積指數、光合作用、對營養的吸收有直接的影響，土壤水分的測量與監控是信息化農業中農業生產管理信息化、農業科學技術信息化和農業資源環境信息化的重要組成部分。

然而，通過對現有的土壤含水量監測儀進行了解可知：現有的土壤含水量測試儀均是由單機組成。使用者手持測試儀測量農田中某點的土壤含水量并記錄，對于地塊較大的農田或土壤含水量變化較大的丘陵地帶，則需要在不同位置測試多組數據。此外，土壤濕度數據的測量和后期的數據處理經常浪費大量的人力和物力，因此現有的這種測量儀器使用效率低下。另外，各個測試儀之間沒有有效的通信鏈路或只能通過有線的方式組網通信，目前多數土壤濕度測試儀是需要電纜與傳感器連接，多個傳感器的數據采集器一般通過總線的方式連成一個測試系統，此種數據采集方式不太適合田間使用，因為太多的布線會給田間管理帶來不便，從而增加了農業生產中土壤含水量測試的成本，進而有悖于信息化農業所要求的農業生產高產、高效的主旨。現在的發展趨勢是一個具有無線通信功能的主機及多個無線傳感器節點構成。隨著嵌入式系統和無線傳感器網絡的發展，無線傳感器可以很容易的嵌入TCP/IP協議，通過Internet實現遠程監測功能。

因此，有必要提供一種改進的土壤含水量監測儀，以便克服現有技術的缺點與不足。

發明內容

本發明的目的是克服傳統農業生產中盲目灌溉和現有的有線傳感器網絡難以組網和維護從而導致不能大規模推廣應用的缺點，提供一種由AVR系列單片機和弧形電極對組成的土壤濕度傳感器、三星ARM7?S3C44B0X芯片及外圍電路、無線收發模塊、太陽能供電系統組成的基于嵌入式系統的土壤含水量監測儀。

本發明提供的技術方案是：一種基于嵌入式系統的土壤含水量監測儀包括由AVR系列Mega16單片機、弧形電極對和信號調理電路組成的土壤濕度傳感器；由三星ARM7?S3C44B0X芯片及外圍電路和帶觸摸屏的液晶顯示器構成的上位機控制系統；nRF905系列無線通信模塊；由太陽能電池板和蓄電池組成的供電系統。所述單片機直接采集土壤濕度傳感器測量的土壤電導率數據并在單片機內部轉換成土壤濕度數據，然后同時通過所述無線通信模塊根據上位機的要求實時或定時傳輸測量數據或接收上位機控制指令。用戶通過土壤含水量監測儀的上位機液晶顯示器中的圖形用戶界面控制相應傳感器節點，實現遠距離無線監測，也可以通過無線通信控制傳感器上傳歷史數據，用戶還可以通過該界面設定采樣頻率定時采集數據、讀取EEPROM的歷史數據等操作。

本發明的優點在于：由AVR系列單片機和弧形電極對組成的土壤濕度傳感器、三星ARM7?S3C44B0X芯片及外圍電路、無線收發模塊、太陽能供電系統組成的基于嵌入式系統的土壤含水量監測儀能實時或定時測量和傳輸各節點所在位置周圍的土壤濕度數據，無線收發模塊克服了傳統有線傳感器網絡組網困難、難以維護的缺點。太陽能供電系統有效解決了野外、山間等遠離電網的農田中傳感器網絡的供電問題，且低壓供電保證了人畜的安全。

此外，本發明的優點還在于：相對于傳統的土壤含水量監測儀，本測試儀可準確地測量節點所在位置周圍的土壤濕度情況，并且可以根據測量的濕度數據控制滴灌或微灌系統的工作狀態，從而節約了大量的水資源，其相對于傳統的有線土壤含水量測試儀，本發明提供的監測裝置可大大地節約大量的信號線和供電電線，克服了有線傳感器網絡組網難、難以維護且成本較高的缺點。另外，本發明提供的土壤含水量監測儀可允許任意增刪土壤含水量測試儀中節點的數量和改變各節點的位置。

下面將結合附圖，通過優選實施例詳細描述本發明。

附圖說明

圖1為本發明的基于嵌入式系統的土壤含水量測試儀的上位機的總體結構圖。

圖2為圖1所示基手嵌入式系統的土壤含水量測試儀的土壤電導率測試節點結構圖。