[發(fā)明專利]一種基于阻抗測(cè)量的多通道植物缺水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910093912.7
• 申請(qǐng)日: 2009-10-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101666767A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐立軍;陳健軍;曹章
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/02
• 分類號(hào): G01N27/02;G05B19/418;G05B19/042
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種基于阻抗測(cè)量的多通道植物缺水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)是由電極、測(cè)量引線、阻 抗測(cè)量單元、USB通訊與控制單元及PC機(jī)組成的便攜式系統(tǒng)；電極采用金屬片，將電極 以非侵入方式置于植物葉莖多個(gè)部位或插入土壤中，通過(guò)單芯同軸測(cè)量引線連接至阻抗 測(cè)量單元；阻抗測(cè)量單元包括阻抗測(cè)量模塊、標(biāo)定和量程選擇模塊、通道選擇模塊，由 USB數(shù)據(jù)線供電，阻抗測(cè)量模塊由AD5933芯片及外圍電路構(gòu)成，標(biāo)定和量程選擇模塊 為繼電器開(kāi)關(guān)，通道選擇模塊由多路模擬開(kāi)關(guān)構(gòu)成；USB通訊與控制單元實(shí)現(xiàn)阻抗測(cè)量 單元與PC機(jī)的通訊；該系統(tǒng)在PC機(jī)上通過(guò)界面程序控制開(kāi)關(guān)的通斷，實(shí)現(xiàn)多通道阻抗 測(cè)量功能，獲取植物葉莖多個(gè)部位及土壤的阻抗隨含水率變化的信息，并在界面上顯示 植物的缺水狀況；該系統(tǒng)可預(yù)設(shè)時(shí)間間隔進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，使得植物缺水狀況的監(jiān)測(cè)更便 捷。

2.按照權(quán)利要求1所述的一種基于阻抗測(cè)量的多通道植物缺水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于所述系統(tǒng)在植物葉莖（111）的多個(gè)部位及土壤（112）放置由金屬片制成的方形或圓形 電極，置于植物葉莖的電極（113）置于植物體表，無(wú)需插入植物體內(nèi)，在低頻1kHz至 100kHz下進(jìn)行非侵入式阻抗測(cè)量；一個(gè)通道兩端分別連著阻抗測(cè)量模塊（221）的VIN 口（223）和VOUT口（224）；測(cè)量時(shí)，多對(duì)電極（113）用于測(cè)量植物體，一對(duì)電極（114） 用于測(cè)量土壤，測(cè)量引線（123、124）為單芯同軸線。

3.按照權(quán)利要求1所述的一種基于阻抗測(cè)量的多通道植物缺水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于所述系統(tǒng)中標(biāo)定和量程選擇模塊（231）采用繼電器開(kāi)關(guān)，在PC機(jī)上通過(guò)USB通訊與 控制單元（211）的I/O?口（212）控制標(biāo)定和量程選擇模塊（231）的開(kāi)關(guān)控制口（232）； 進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，標(biāo)定和量程選擇模塊（231）的I/O?口（233）將阻抗測(cè)量模塊（221）的RFB 口（222）和VIN口（223）切換至電流/電壓轉(zhuǎn)換電阻組（241）相應(yīng)量程的標(biāo)準(zhǔn)電阻上， 阻抗測(cè)量模塊（221）的VIN口（223）和VOUT口（224）切換至標(biāo)定電阻組（242）相 應(yīng)量程的標(biāo)準(zhǔn)電阻上，進(jìn)行測(cè)量并計(jì)算得到標(biāo)定系數(shù)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)定；隨后標(biāo)定和量程選擇 模塊（231）的I/O口（233）斷開(kāi)阻抗測(cè)量模塊（221）的VIN口（223）和VOUT口（224） 與標(biāo)定電阻組（242）的連接，系統(tǒng)進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)。

4.按照權(quán)利要求1所述的一種基于阻抗測(cè)量的多通道植物缺水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于所述系統(tǒng)用多路模擬開(kāi)關(guān)作為通道選擇模塊，在PC機(jī)上通過(guò)USB通訊與控制單元 （211）的I/O口（212）控制通道選擇模塊（251）的開(kāi)關(guān)控制口（252），通道選擇模塊 （251）的I/O口（253）控制阻抗測(cè)量模塊（221）的VIN口（223）和VOUT口（224） 切換至相應(yīng)通道，實(shí)現(xiàn)多通道測(cè)量。

5.按照權(quán)利要求1所述的一種基于阻抗測(cè)量的多通道植物缺水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于所述系統(tǒng)USB通訊與控制單元（211）為EZ-USB-FX2系列芯片，通過(guò)USB?2.0協(xié)議與 PC機(jī)（141）通訊，通過(guò)I²C協(xié)議控制阻抗測(cè)量模塊（221），通過(guò)I/O口（212）控制標(biāo) 定和量程選擇模塊（231）及通道選擇模塊（251）。

6.按照權(quán)利要求1所述的一種基于阻抗測(cè)量的多通道植物缺水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于所述系統(tǒng)PC機(jī)（141）上采用Visual?Basic、Labview或Visual?C++編制的程序界面， 下位機(jī)USB通訊與控制單元上采用由Keil?uVision編制的固件程序，由所述阻抗測(cè)量單 元（121）進(jìn)行多通道阻抗測(cè)量，根據(jù)阻抗值來(lái)監(jiān)測(cè)植物葉莖和土壤的含水情況，并在PC 機(jī)界面上實(shí)時(shí)顯示植物的缺水狀況和澆灌提示，并且可以預(yù)設(shè)測(cè)量時(shí)間間隔和總時(shí)間長(zhǎng) 度進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)；其中缺水狀況包括大旱，小旱，缺水，小澇，大澇五個(gè)等級(jí)，澆灌提 示包括植物葉莖澆灌建議量和土壤澆灌建議量。