CN106980012A - 一种用于耕地土壤检测的传感器装置及其组网系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于耕地土壤检测的传感器装置及其组网系统，包括壳体、支撑管及土壤数据采集传感器，壳体呈中空椭球状，壳体内中部设支撑隔板，支撑隔板上设聚合物电池、采集控制器及无线通讯模块，无线通讯模块信号连接有置于壳体一侧外部的天线；壳体下端连接有支撑管，支撑管与椭球状壳体的连接处设有密封层，支撑管通过密封层与椭球状壳体密封连接；支撑管另一端螺纹连接有土壤数据采集传感器，包括温度传感器、湿度传感器、PH值传感器以及电导率传感器，之间设密封隔层并连接一体，密封隔层通过螺纹与支撑管内壁密封螺纹连接；通过结构改进设计，对各传感器装置的多种传感数据进行集约化管理，使其适用于规模化标准化农业种植，推广价值极高。
Description
技术领域
本发明涉及农业用土壤检查测量装置的生产制造技术领域，尤其是一种用于耕地土壤检测的传感器装置及其组网系统。
背景技术
现有技术中，大多数土壤传感器，均是通过某一传感器对所需检测的土壤进行测量，并采用现场读取的方式获取土壤墒情数据，然而，对于规模化种植的地块而言，同一地块的不同区域的土壤墒情数据信息不尽相同，随着无线局域组网技术的发展，以及传感器集成系统的提高，现代农业生产中急需一种可以无线组网后进行集约化数据管理的自组网土壤检测系统。
本发明针对现代农业发展的趋势以及土壤检测多参数的检测需求，研究设计一种用于耕地土壤检测的传感器装置，集成有土壤PH值、电导率以及温湿度的多参数传感器集成系统，可以通过集成化结构设计完成对土壤的PH值、电导率、温湿度等核心参数的检测和数据处理，同时基于zigbee的低功耗无线局域网组网技术，对分布式的传感器装置的检测数据进行集约化管理，有效提高了耕地土壤检测数据的获取及管理的效率，特别是在规模标准化耕地种植中，显著提高耕地土壤的监测与管理，应用效果好。
发明内容
本发明针对上述背景技术中所论述的技术目标，研究设计一种用于耕地土壤检测的传感器装置及其组网系统，通过结构改进设计，积极引入太阳能板配合聚合物蓄电池，改进传感器探头的结构，实现土壤检测的多传感器融合检测，并基于无线局域网组网，对各个传感器装置的多种传感数据进行集约化管理，使其更加适用于农场等规模化标准化农业种植。
本发明所采用的技术方案是：
一种用于耕地土壤检测的传感器装置，包括壳体、支撑管以及土壤数据采集传感器，其特征在于：所述中空椭球状的壳体内中部设有支撑隔板，所述支撑隔板上固设有聚合物电池、采集控制器以及无线通讯模块，所述无线通讯模块电性信号连接有置于所述椭球状壳体一侧外部的天线；
所述椭球状壳体的下端连接有所述支撑管，所述支撑管与所述椭球状壳体的连接处设有密封层，所述支撑管通过所述密封层与椭球状壳体密封连接；
所述支撑管的另一端螺纹连接有所述土壤数据采集传感器，所述土壤数据采集传感器包括有温度传感器、湿度传感器、PH值传感器以及电导率传感器，所述温度传感器、湿度传感器与所述PH值传感器、电导率传感器之间设置有密封隔层并通过所述密封隔层连接成一体，所述密封隔层的通过螺纹与所述支撑管的内壁密封螺纹连接。
进一步地，所述壳体呈中空椭球状，壳体的上端外侧面布设有太阳能板，所述太阳能板电性连接于所述椭球状壳体内的聚合物电池；通过外布设的太阳能板为聚合物电池充电，可确保传感器装置的持续对土壤进行实时检测。
进一步地，所述螺纹连接在支撑管一端的土壤数据采集传感器通过信号线穿设于支撑管内与所述采集控制器电性信号连接。如此，确保了采集传感器的各类传感器的采集数据实时准确通过信号线传送到容置在椭球状壳体内的采集控制器，随后通过无线通讯模块的天线发送给外端有关的服务器。
更进一步地，所述支撑管的材质优选为304不锈钢或铝合金。304不锈钢或铝合金支撑管，可有效抵御长期插设在土壤中的腐蚀物质的侵蚀，耐久性更好。
更进一步地，所述壳体的上端外侧中部位置还设有光耦传感器，所述光耦传感器通过穿设于所述椭球状壳体的壳壁的信号线与所述采集控制器信号连接。如此，可以通过光耦传感器采集光照时间。
为进一步提高支撑管与椭球状壳体的连接效果，所述密封层通过紧固螺栓与所述壳体的底面固定连接。
一种用于耕地土壤检测的传感器装置的组网系统，包括有多个所述用于耕地土壤检测的传感器装置以及上位机，所述上位机也设有无线通讯模块，所述上位机上的无线通讯模块与多个用于耕地土壤检测的传感器装置各自的无线通讯模块连接的天线通过zigbee无线通讯方式组成局域数据采集网。
本发明提供的一种用于耕地土壤检测的传感器装置及其组网系统的有益效果为：
本发明针对上述现有技术存在的土壤检测传感器单一分散的技术问题，提供一种用于耕地土壤检测的传感器装置及其组网系统，通过结构改进设计，积极引入太阳能板配合聚合物蓄电池，改进传感器探头的结构，实现土壤检测的多传感器融合检测，并基于无线局域网组网，对各个传感器装置的多种传感数据进行集约化管理，使其更加适用于农场等规模化标准化农业种植，推广价值极高。
附图说明
附图1为本发明所述一种用于耕地土壤检测的传感器装置的结构示意简图。
标记说明：
1、壳体，2、支撑管，3、土壤数据采集传感器，4、太阳能板，5、聚合物电池，6、采集控制器，7、无线通讯模块，8、密封层，9、紧固螺栓10、信号线，11、PH值传感器及电导率传感器，12、密封隔层，13、温度传感器及湿度传感器，15、天线，16、光耦传感器，17、支撑隔板。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种用于耕地土壤检测的传感器装置，包括壳体1、支撑管2以及土壤数据采集传感器3，壳体1呈中空椭球状，中空椭球状的壳体1内中部设有支撑隔板17，支撑隔板17上固设有聚合物电池5、采集控制器6以及无线通讯模块7，无线通讯模块7电性信号连接有置于椭球状壳体1一侧外部的天线15；
椭球状壳体1的下端连接有支撑管2，支撑管2与椭球状壳体1的连接处设有密封层8，支撑管2通过密封层8与椭球状壳体1密封连接；
支撑管2的另一端螺纹连接有土壤数据采集传感器3，所述土壤数据采集传感器包括有温度传感器、湿度传感器、PH值传感器以及电导率传感器，所述温度传感器13、湿度传感器13与所述PH值传感器11、电导率传感器11之间设置有密封隔层12并通过所述密封隔层连接成一体，密封隔层12的通过螺纹与支撑管2的内壁密封螺纹连接。
椭球状壳体1的上端外侧面布设有太阳能板4，太阳能板4电性连接于椭球状壳体1内的聚合物电池5；通过外布设的太阳能板4为聚合物电池5充电，可确保传感器装置的持续对土壤进行实时检测。
螺纹连接在支撑管2一端的土壤数据采集传感器3通过信号线10穿设于支撑管内与所述采集控制器电性信号连接。如此，确保了土壤数据采集传感器3的各类传感器的采集数据实时准确通过信号线10传送到容置在椭球状壳体内的采集控制器，随后通过无线通讯模块7的天线15发送给外端有关的服务器。
支撑管2的材质优选为304不锈钢铝合金。304不锈钢铝合金支撑管，可有效抵御长期插设在土壤中的腐蚀物质的侵蚀，耐久性更好。
椭球状壳体2的上端外侧中部位置还设有光耦传感器16，光耦传感器16通过穿设于椭球状壳体2内壳壁的信号线10与采集控制器6信号连接。如此，可以通过光耦传感器16采集光照时间。
为进一步提高支撑管2与椭球状壳体1的连接效果，密封层8通过紧固螺栓9与椭球状壳体1的底面固定连接.
一种用于耕地土壤检测的传感器装置的组网系统，包括有多个所述用于耕地土壤检测的传感器装置以及上位机，上位机也设有无线通讯模块7，上位机上的无线通讯模块7与多个用于耕地土壤检测的传感器装置各自的无线通讯模块7连接的天线15通过zigbee无线通讯方式组成局域数据采集网。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于耕地土壤检测的传感器装置，包括壳体、支撑管以及土壤数据采集传感器，其特征在于：所述壳体内中部设有支撑隔板，所述支撑隔板上固设有聚合物电池、采集控制器以及无线通讯模块，所述无线通讯模块电性信号连接有置于所述壳体一侧外部的天线；
所述壳体的下端连接有所述支撑管，所述支撑管与所述壳体的连接处设有密封层，所述支撑管通过所述密封层与壳体密封连接；
所述支撑管的另一端螺纹连接有所述土壤数据采集传感器，所述土壤数据采集传感器包括有温度传感器、湿度传感器、PH值传感器以及电导率传感器，所述温度传感器、湿度传感器与所述PH值传感器、电导率传感器之间设置有密封隔层并通过所述密封隔层连接成一体，所述密封隔层通过螺纹与所述支撑管的内壁密封螺纹连接。
2.根据权利要求1所述一种用于耕地土壤检测的传感器装置，其特征在于：所述壳体呈中空椭球状，壳体的上端外侧面布设有太阳能板，所述太阳能板电性连接于所述壳体内的聚合物电池。
3.根据权利要求1所述一种用于耕地土壤检测的传感器装置，其特征在于：所述螺纹连接在支撑管一端的土壤数据采集传感器通过信号线穿设于支撑管内与所述采集控制器电性信号连接。
4.根据权利要求1所述一种用于耕地土壤检测的传感器装置，其特征在于：所述支撑管的材质优选为304不锈钢铝合金。
5.根据权利要求1所述一种用于耕地土壤检测的传感器装置，其特征在于：所述壳体的上端外侧中部位置还设有光耦传感器，所述光耦传感器通过穿设于所述壳体的壳壁的信号线与所述采集控制器信号连接。
6.根据权利要求1所述一种用于耕地土壤检测的传感器装置，其特征在于：所述密封层通过紧固螺栓与所述壳体的底面固定连接。
7.根据权利要求1所述一种用于耕地土壤检测的传感器装置的组网系统，其特征在于：包括有多个所述用于耕地土壤检测的传感器装置以及上位机，所述上位机也设有无线通讯模块，所述上位机上的无线通讯模块与多个用于耕地土壤检测的传感器装置各自的无线通讯模块连接的天线通过zigbee无线通讯方式组成局域数据采集网。
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Application publication date: 20170725 |