[發(fā)明專利]一種多級(jí)土壤傳感器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811291350.2
• 申請(qǐng)日: 2018-10-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109060046A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊劍超;姜學(xué)玲;郭緒良;孫曉;張占田;張廣和;張瑞清;徐維華;丁朋松;宋海平;石超非;宋勇義
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東省煙臺(tái)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01D21/02
• 分類號(hào): G01D21/02
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 徐彥圣

本發(fā)明提供了一種多級(jí)土壤傳感器，涉及農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器領(lǐng)域。該多級(jí)土壤傳感器的激勵(lì)信號(hào)生成電路與多個(gè)信號(hào)檢測(cè)電路電連接，多個(gè)信號(hào)檢測(cè)電路均與主控電路電連接，激勵(lì)信號(hào)生成電路用于生成多路激勵(lì)信號(hào)，并將每路激勵(lì)信號(hào)傳輸至一個(gè)信號(hào)檢測(cè)電路，每個(gè)信號(hào)檢測(cè)電路均用于接收到激勵(lì)信號(hào)后反饋回波信號(hào)，主控電路用于按照預(yù)設(shè)定的時(shí)間間隔獲取每個(gè)信號(hào)檢測(cè)電路的回波信號(hào)，并依據(jù)每個(gè)回波信號(hào)分析獲得對(duì)應(yīng)待測(cè)區(qū)域的土壤參數(shù)。通過(guò)控制器分別分析每個(gè)待測(cè)區(qū)域?qū)?yīng)的回波信號(hào)，便能得到每個(gè)待測(cè)區(qū)域的濕度及電導(dǎo)率，無(wú)需人工預(yù)先挖出多個(gè)待測(cè)區(qū)域，僅使用多級(jí)土壤傳感器便能采集到多個(gè)區(qū)域的參數(shù)，更加方便、快捷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器領(lǐng)域，具體而言，涉及一種多級(jí)土壤傳感器。

背景技術(shù)

作物生長(zhǎng)的最適土壤溫度、濕度、電導(dǎo)率不僅僅由表層20cm土壤決定，不同深層次的土壤決定根系不同位置的發(fā)育與生命活性，要客觀的對(duì)農(nóng)作物土壤進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，需要對(duì)不同深度的土壤進(jìn)行綜合分析。

傳統(tǒng)的土壤傳感器只能獲取一組土壤數(shù)據(jù)，一般測(cè)量0-20cm的表層土壤，如果要對(duì)不同深度的土壤進(jìn)行監(jiān)測(cè)，需要采用人工挖截面的方式，即先將土壤挖開(kāi)大坑值深度，然后將傳感器插入指定位置，無(wú)法利用一支傳感器對(duì)土壤不同深度層面進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種多級(jí)土壤傳感器，以解決上述問(wèn)題。

本發(fā)明提供了一種多級(jí)土壤傳感器，所述多級(jí)土壤傳感器包括主控電路、激勵(lì)信號(hào)生成電路以及多個(gè)信號(hào)檢測(cè)電路，所述激勵(lì)信號(hào)生成電路與多個(gè)所述信號(hào)檢測(cè)電路電連接，多個(gè)所述信號(hào)檢測(cè)電路均與所述主控電路電連接；

所述激勵(lì)信號(hào)生成電路用于生成多路激勵(lì)信號(hào)，并將每路所述激勵(lì)信號(hào)傳輸至一個(gè)所述信號(hào)檢測(cè)電路；

每個(gè)所述信號(hào)檢測(cè)電路均用于接收到所述激勵(lì)信號(hào)后反饋回波信號(hào)；

所述主控電路用于按照預(yù)設(shè)定的時(shí)間間隔獲取每個(gè)所述信號(hào)檢測(cè)電路的所述回波信號(hào)，并依據(jù)每個(gè)所述回波信號(hào)分析獲得對(duì)應(yīng)待測(cè)區(qū)域的土壤參數(shù)。

進(jìn)一步地，所述多級(jí)土壤傳感器還包括探測(cè)管以及與所述信號(hào)檢測(cè)電路數(shù)量相同的探測(cè)件，多個(gè)所述探測(cè)件間隔設(shè)置于所述探測(cè)管內(nèi)，每個(gè)所述信號(hào)檢測(cè)電路與一個(gè)所述探測(cè)件電連接。

進(jìn)一步地，所述探測(cè)件包括兩個(gè)導(dǎo)電環(huán)以及兩個(gè)絕緣層，一個(gè)所述絕緣層設(shè)置于兩個(gè)所述導(dǎo)電環(huán)之間，另一個(gè)所述絕緣層與其中一個(gè)所述導(dǎo)電環(huán)相鄰設(shè)置。

進(jìn)一步地，所述多級(jí)土壤傳感器還包括安裝盒，所述安裝盒設(shè)置于所述探測(cè)管的一端。

進(jìn)一步地，所述主控電路、所述激勵(lì)信號(hào)生成電路以及多個(gè)所述信號(hào)檢測(cè)電路集成于一電路板，所述電路板設(shè)置于所述安裝盒內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述激勵(lì)信號(hào)生成電路包括自激振蕩模塊、濾波模塊、驅(qū)動(dòng)模塊以及多個(gè)信號(hào)輸出模塊，所述自激振蕩模塊、所述濾波模塊以及所述驅(qū)動(dòng)模塊依次電連接，所述驅(qū)動(dòng)模塊與每個(gè)所述信號(hào)輸出模塊均電連接，每個(gè)所述信號(hào)輸出模塊與一個(gè)所述信號(hào)檢測(cè)電路電連接。

進(jìn)一步地，所述自激振蕩模塊包括第一運(yùn)算放大器、第一電阻、第二電阻、第三電阻以及第一電容，所述第一運(yùn)算放大器的同相輸入端串聯(lián)所述第一電阻后與所述第一運(yùn)算放大器的信號(hào)輸出端電連接，第一運(yùn)算放大器的同相輸入端還通過(guò)所述第二電阻接地，所述第一運(yùn)算放大器的反相輸入端通過(guò)所述第一電容接地，并在串聯(lián)所述第三電阻后與所述第一運(yùn)算放大器的信號(hào)輸出端電連接，所述第一運(yùn)算放大器的信號(hào)輸出端與所述濾波模塊電連接。

進(jìn)一步地，每個(gè)所述信號(hào)檢測(cè)電路均包括信號(hào)輸入端、信號(hào)輸出端、電壓保護(hù)模塊、穩(wěn)壓模塊以及回波信號(hào)反饋模塊，所述信號(hào)輸入端、所述電壓保護(hù)模塊、所述穩(wěn)壓模塊以及所述信號(hào)輸出端依次電連接，所述回波信號(hào)反饋模塊與所述電壓保護(hù)模塊電連接。