CN107764616A - 一种基于物联网的土壤质量检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的土壤质量检测装置，包括检测箱体，检测箱体内部安装有土壤处理机构和检测分析电路；土壤处理机构包括固定基座，固定基座中心固定安装有高速离心装置，后侧表面垂直焊接有支撑背板，支撑背板的顶端安装有步进电机，步进电机驱动轴末端连接有滑台，滑台的上表面中心穿接有旋转台，旋转台的上表面焊接有旋转电机，下表面安装有注液泵，注射泵连接有注射管，检测分析电路包括探测单元、核心处理单元和信号调理单元，核心处理单元还连接有物联网通信单元；本发明可以实现自动旋转进料控制和高速离心操作，使得土壤样品处理更加方便，同时借助物联网技术实现在线检测和远程监控，检测速度快精度高。

Description

一种基于物联网的土壤质量检测装置

技术领域

本发明涉及土壤检测处理技术领域，具体为一种基于物联网的土壤质量检测装置。

背景技术

土壤环境监测是指通过对影响土壤环境质量因素的代表值的测定，确定环境质量（或污染程度）及其变化趋势。我们通常所说的土壤监测是指土壤环境监测，其一般包括布点采样、样品制备、分析方法、结果表征、资料统计和质量评价等技术内容。快速测定土壤中与植物营养状况密切有关的速效养分含量和某些化学性质的方法。通常包括速效性氮、磷、钾和土壤pH以及与之有关的土壤石灰需要量等项目；某些微量元素有时也列入测试范围。土壤测试是由测试样品的采集、测试和测试结果的应用等步骤构成的一个系统过程。根据土壤测试结果并参考其他有关资料，可以对土壤肥力状况作出评价，从而为合理施肥提供依据。

土壤有机质(soilorganicmatter，SOM)是土壤养分的重要组成部分，因此探测土壤的有机质含量是了解土壤肥力的重要途径。标准的实验室化学分析方法虽然准确，但是分析和测试过程还过于复杂，而且分析设备也过于昂贵，要求操作者必须具备较高的知识和技能，所有这些都限制了它在农业第一线的普及和推广。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种基于物联网的土壤质量检测装置,可以实现自动旋转进料控制和高速离心处理，使得土壤样品处理更加方便，同时借助物联网技术实现在线检测和远程监控，检测速度快精度高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的土壤质量检测装置，包括检测箱体，所述检测箱体采用不锈钢金属材料制成，检测箱体内部通过隔板分成两层，隔板上层固定安装有土壤处理机构，隔板下层安装有集成电路板，集成电路板上焊接有检测分析电路。

所述土壤处理机构包括固定基座，所述固定基座为不锈钢金属圆台，圆台的四周开凿有螺纹安装孔，通过固定螺丝固定在隔板上表面，固定基座的中心处开凿有通孔，通孔内固定安装有高速离心装置，固定基座的后侧表面垂直焊接有支撑背板，所述支撑背板的正面表面处开凿有滑动导轨，支撑背板的顶端安装有步进电机，所述步进电机的电机驱动轴与支撑背板相平行，驱动轴末端通过传动链条连接有滑台，所述滑台的两侧凸起卡接在滑动导轨两侧壁的凹槽中，滑台的上表面中心穿接有旋转台，所述旋转台的上表面焊接有旋转电机，所述旋转电机的旋转轴从旋转台的中心穿过，旋转台的下表面安装有注液泵，所述注液泵的底座与旋转电机的旋转轴相连接，注射泵的出液口处连接有注射管，所述注射管的末端距离高速离心装置的进液口2-3cm；

所述检测分析电路包括探测单元和核心处理单元，所述探测单元进行土壤参数探测采集，输出采集原始信号至信号调理单元，所述信号调理单元用于进行信号去杂和模数转换，输出处理后的数字信号至核心处理单元，所述核心处理单元用于进行参数采集和状态调控操作，核心处理单元的以太网控制模块还连接有物联网通信单元，所述物联网通信单元用于实现物联网数据传输通信操作。

作为本发明一种优选的技术方案，所述高速离心装置包括离心机箱，所述离心机箱的外壳为不锈钢圆柱体结构，离心机箱的中心开凿有通孔，通孔内穿接有离心转子，所述离心转子的侧面焊接有固定销钉，对应的通孔内壁处开凿有固定孔，固定销钉插接在固定孔内，离心转子底部通过连接法兰套接有高速电机，所述高速电机的机座通过螺丝安装在固定基座上。

作为本发明一种优选的技术方案，所述离心机箱围绕离心转子等间隔环形开凿有圆柱安装槽，槽体内放置有离心杯，所述离心杯采用透明合成树脂制成，离心杯的杯口处设置有固定凸起，对应的离心机箱安装槽内壁处开凿有固定凹槽，离心杯卡接在固定凹槽内形成可拆卸结构；所述离心机箱的上表面还罩接有风罩盖，所述风罩盖采用透明塑料制成，风罩盖与离心机箱之间通过固定卡扣相连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述探测单元包括平板探针，所述平板探针采用绝缘基板作为主体，上面等间隔焊接有镀铝PVC材料制成的探针，平板探针的背面设计成圆弧面，紧贴离心杯杯壁固定，平板探针通过的探针尾端通过防水导线连接有高频信号发生器，探针头部通过绝缘导线连接至信号调理单元。

作为本发明一种优选的技术方案，所述高频信号发生器采用OSC振荡模块，该模块内包括OSC_REF充电电流产生模块、OSC_High高阈值电压产生模块，OSC_REF充电电流产生模块用于产生偏置电压和基准电流，OSC_High模块用于产生翻转阈值电压，控制引脚通过导线连接至核心处理单元，OSC_REF充电电流产生模块、OSC_High高阈值电压产生模块的信号输出端分别连接至比较器，比较器输出端连接有RS触发器。

作为本发明一种优选的技术方案，所述信号调理单元包括整流滤波电路，所述整流滤波电路采用肖特基势垒二极管作为高频整流二极管，串联π型RC滤波电路对采集电流信号进行整流滤波处理，得到的稳定纯净信号输出至放大电路，所述放大电路采用LM224四运算放大器制成输出放大信号至模数转换器，所述模数转换器采用16位的AD7705转换器进行AD转换操作。

作为本发明一种优选的技术方案，所述核心处理单元包括嵌入式处理器和FPGA控制器，所述嵌入式处理器用于进行系统调控，所述FPGA控制器用于进行数据并行处理，所述嵌入式处理器与FPGA控制器的数据端口通过串并转换器相连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述嵌入式处理器采用STM32F103CBT6芯片，芯片采用Cortex-M3内核，芯片的电源引脚连接有线性稳压器进行供电，芯片还外接有复位电路和时钟晶振组成最小系统，所述FPGA控制器采用Altera的Cyclone-V芯片，芯片外接有两块SDRAM存储器，SDRM存储用于进行数据存储和指令读写缓冲。

作为本发明一种优选的技术方案，所述物联网通信单元包括蓝牙通信模块和WiFi通信模块，所述蓝牙通信模块采用CSR集成蓝牙模块86系列，内部集成有蓝牙信号编解码器和蓝牙信号收发器，蓝牙信号编解码器连接至嵌入式处理器的信号交互端，蓝牙信号收发器连接至蓝牙信号编解码器的输出端。

作为本发明一种优选的技术方案，所述WiFi通信模块采用ESP8266集成WiFi模块，内部集成有基带芯片和微带天线，其中基带芯片用于进行WiFi信号的调制解调操作，微带天线用于进行无线信号收发操作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明一种基于物联网的土壤质量检测装置,通过设置固定基座和支撑背板，利用步进电机带动滑台在滑动导轨内上下运动，实现竖直方向的方位调节，利用旋转电机带动注射泵进行360度自由转动，实现水平方向的方位调整，提高处理装置的灵活性，便于进行离心操作的进料操作，更加简单方便；通过设置高速离心装置，利用高速电机带动离心转子，进而带动整个离心装置高速转动，设置多个离心杯可以同时进行比对操作，提高检测结果可靠性；通过设置核心处理单元，既充分利用嵌入式处理器的丰富的片内资源进行处理控制，又能够充分发挥FPGA控制器并行处理的优势，提高整个装置的数据处理速度，同时设置了物联网通信单元，利用蓝牙通信模块实现近程数据传输，利用WiFi通信模块实现远程数据传输，从而实现了在线检测和远程监控，简化装置本体结构，降低成本也便于携带。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明土壤处理机构结构示意图；

图3为本发明检测分析电路的结构框图；

图4为本发明放大电路原理图。

图中标号为：

1-检测箱体；2-土壤处理机构；3-检测分析电路；4-固定基座；5-高速离心装置；6-支撑背板；7-滑动导轨；8-步进电机；9-滑台；10-旋转台；11-旋转电机；12-注射泵；13-注射管；14-探测单元；15-核心处理单元；16-物联网通信单元；17-信号调理单元。

501-离心机箱；502-离心转子；503-高速电机；504-离心杯；505-风罩盖。

1401-平板探针；1402-高频信号发生器。

1501-嵌入式处理器；1502-FPGA控制器；1503-串并转换器。

1601-蓝牙通信模块；1602-WiFi通信模块。

1701-整流滤波电路；1702-放大电路；1703-模数转换器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1至图3所示，一种基于物联网的土壤质量检测装置，包括检测箱体1，所述检测箱体1采用不锈钢金属材料制成，检测箱体1内部通过隔板分成两层，隔板上层固定安装有土壤处理机构2，隔板下层安装有集成电路板，集成电路板上焊接有检测分析电路3；所述检测箱体1用于收纳土壤处理机构2和检测分析电路3，检测箱体1的上还安装有把手便于手提携带；所述土壤处理机构2用于将土壤容易进行离心处理，提取上清液从而便于进行元素检测；所述检测分析电路3用于实现数据采集初步处理和无线通信，从而便于进行在线或者远程检测；所述检测分析电路3包括探测单元14和核心处理单元15，所述探测单元14进行土壤参数探测采集，输出采集原始信号至信号调理单元17，所述信号调理单元17用于进行信号去杂和模数转换，输出处理后的数字信号至核心处理单元15，所述核心处理单元15用于进行参数采集和状态调控操作，核心处理单元15的以太网控制模块还连接有物联网通信单元16，所述物联网通信单元16用于实现物联网数据传输通信操作；

如图2所示，所述土壤处理机构2包括固定基座4，所述固定基座4为不锈钢金属圆台，圆台的四周开凿有螺纹安装孔，通过固定螺丝固定在隔板上表面，固定基座4的中心处开凿有通孔，通孔内固定安装有高速离心装置5，固定基座4的后侧表面垂直焊接有支撑背板6，所述支撑背板6的正面表面处开凿有滑动导轨7，支撑背板6的顶端安装有步进电机8，所述步进电机8的电机驱动轴与支撑背板6相平行，驱动轴末端通过传动链条连接有滑台9，所述滑台9的两侧凸起卡接在滑动导轨7两侧壁的凹槽中，滑台9的上表面中心穿接有旋转台10，所述旋转台10的上表面焊接有旋转电机11，所述旋转电机11的旋转轴从旋转台10的中心穿过，旋转台10的下表面安装有注液泵12，所述注液泵12的底座与旋转电机11的旋转轴相连接，注射泵12的出液口处连接有注射管13，所述注射管13的末端距离高速离心装置5的进液口2-3cm；

所述固定基座4用于固定整个处理结构，所述高速离心装置5用于实现土壤混合液的离心操作，所述支撑背板6与固定基座4相垂直，形成垂直支撑，所述滑动导轨7为滑台9提供移动轨道；

进一步说明的是，所述步进电机8通过连接外部电源开始工作，且步进电机8的驱动端了连接有电机驱动器，电机驱动器有检测分析电路3中的控制器编程控制动作，步进电机8顺时针转动时，将缠绕的传动皮带吐开，此时滑台9在重力作用下下移，所述滑台9顺着滑动导轨7移动至离心装置上表面；

如图2所示，所述旋转台10包括横向支撑轴和旋转圆台，横向支撑轴穿接在滑台9中心，连接旋转圆台和滑台9，从而带动旋转圆台上下移动，所述旋转电机11同样连接外部驱动电路，由控制器控制动作，旋转电机11转动，筒转转周带动注射泵12转动；

所述注射泵12的进液口通过导管连接至盛放有的土壤混合液的存储容器中，注射泵12接通后将混合溶液抽出，并且通过注射管13注射到高速离心装置中，随着旋转电机11的转动，可以将注射管13方便地移至任意一个空的离心杯上方，便于进行对比试验和溶液量的控制；

如图1所示，所述高速离心装置5包括离心机箱501，所述离心机箱501的外壳为不锈钢圆柱体结构，离心机箱501的中心开凿有通孔，通孔内穿接有离心转子502，所述离心转子502的侧面焊接有固定销钉，对应的通孔内壁处开凿有固定孔，固定销钉插接在固定孔内，离心转子502底部通过连接法兰套接有高速电机503，所述高速电机503的机座通过螺丝安装在固定基座4上；所述离心机箱501围绕离心转子等间隔环形开凿有圆柱安装槽，槽体内放置有离心杯504，所述离心杯504采用透明合成树脂制成，离心杯504的杯口处设置有固定凸起，对应的离心机箱501安装槽内壁处开凿有固定凹槽，离心杯504卡接在固定凹槽内形成可拆卸结构；所述离心机箱501的上表面还罩接有风罩盖505，所述风罩盖505采用透明塑料制成，风罩盖505与离心机箱501之间通过固定卡扣相连接；

需要说明的是，所述高速电机503连接外部电源，并且连接有功率调节器，通过核心处理单元15输出PWM信号进行调控，控制高速电机503的工作频率和转速，所述高速电机503转动时，带动离心转子502转动，离心转子502与离心机箱501紧密套接在一起，带动离心机箱501整体转动，离心机箱501高速转动，产生离心力，在离心力的作用下，离心杯504中的土壤液分层，所述风罩盖505能够有效防止离心时液体被甩出；

所述探测单元14包括平板探针1401，所述平板探针1401采用绝缘基板作为主体，上面等间隔焊接有镀铝PVC材料制成的探针，平板探针1401的背面设计成圆弧面，紧贴离心杯504杯壁固定，平板探针1401通过的探针尾端通过防水导线连接有高频信号发生器1402，探针头部通过绝缘导线连接至信号调理单元17；所述平板探针1401插接在离心杯504中，检测上层清液中的元素的含量，所述高频信号发生器1402由核心处理单元15控制产生高频电压，高频电压加载在平板探针1401上，在土壤液中的化合物在电流作用下形成导电通路，并且将产生的电流传输至信号调理单元17；进一步说明的是，平安探针1401上还可以外接传感器检测元件，用于进行土壤液中的各类盐类或其他化合物的测定；

如图4所示，所述高频信号发生器1402采用OSC振荡模块，该模块内包括OSC_REF充电电流产生模块、OSC_High高阈值电压产生模块，OSC_REF充电电流产生模块用于产生偏置电压和基准电流，OSC_High模块用于产生翻转阈值电压，控制引脚通过导线连接至核心处理单元15，OSC_REF充电电流产生模块、OSC_High高阈值电压产生模块的信号输出端分别连接至比较器，比较器输出端连接有RS触发器；所述高频信号发生器1402开始工作时，OSC_REF模块产生的电流IPr21给电容Cn21充电，当Cn21上的电压小于VQ172_C时，比较器1输出为低电平；随着充电过程的持续，节点Q835_C的电压线性增加；当节点Q835_C的电压上升到VQ172_C时，比较器1翻转，其输出由低电平变为高电平；RS触发器的输出变为低电平，OSC_REF模块内部放电支路打开，电容Cn21上的电压迅速下降；当Cn21上的电压降低到500mV左右，比较器2翻转，其输出由低电平变为高电平。RS触发器的输出变为高电平，使OSC_IREF模块的放电支路关断；电流IPr21又开始对电容充电，如此循环；在RS触发器的输出端就产生了时钟信号R1265_PLUS；

所述信号调理单元17包括整流滤波电路1701，所述整流滤波电路1701采用肖特基势垒二极管作为高频整流二极管，串联π型RC滤波电路对采集电流信号进行整流滤波处理，得到的稳定纯净信号输出至放大电路1702，所述放大电路1702采用LM224四运算放大器制成，LM224运算放大器具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点；输出放大信号至模数转换器1703，所述模数转换器1703采用16位的AD7705转换器进行AD转换操作；

进一步说明的是，其中高频流二极管采用HSMS-2805型肖特基势垒二极管，HSMS-2805具有开关频率高、反向恢复速度快（几纳秒）、正向导通压降仅0.4V左右等优点；所述π型滤波器实际上是一种二级滤波器，第一级电容和前级的输出阻抗组成一级滤波，初步滤除交流分量，由于前级的阻抗较小且电容对交流纹波而言仍有一定阻抗，所以经一级滤波后二级滤波之前还有一定的交流分量残留；再经由电阻和二级的电容组成第二级滤波，再次减小纹波；AD7705转换器具有16位转换精度，可以有效减小转换误差，提高测量精度；

所述核心处理单元15包括嵌入式处理器1501和FPGA控制器1502，所述嵌入式处理器1501用于进行系统调控，所述FPGA控制器1502用于进行数据并行处理，所述嵌入式处理器1501与FPGA控制器1502的数据端口通过串并转换器1503相连接；所述嵌入式处理器1501采用STM32F103CBT6芯片，芯片采用Cortex-M3内核，芯片的电源引脚连接有线性稳压器进行供电，芯片还外接有复位电路和时钟晶振组成最小系统，所述FPGA控制器1502采用Altera的Cyclone-V芯片，芯片外接有两块SDRAM存储器，SDRM存储用于进行数据存储和指令读写缓冲；

嵌入式处理器1501的CPU频率高达72MHz，具有128K的程序存储空间，20K的RAM，三个串口USART，I2C总线和SPI总线各两个，两路16位ADC，48个引脚，工作温度最高可达85℃，工作电压为3.3V，可以满足工作环境的需求；嵌入式处理器1501的内部资源丰富，可以满足整个系统的接口资源和各类通信要求，用于将从信号调理单元17采集到的土壤中的相关元素的导电电流大小，转换成实际的成分含量，进而输出至上位机做进一步分析研究；

所述FPGA控制器1502具有强大的并行处理能力，可以同时连接多路输入数据，即可以同时对多个离心杯504中的探测单元14传回的数据进行同步处理，从而大大提高了整个装置的处理速度，进而提高整个装置的效率；

所述物联网通信单元16包括蓝牙通信模块1601和WiFi通信模块1602，其中蓝牙通信模块1601用于实现近距离数据传输，基于蓝牙通信传输协议可以实时将当前检测设备上的数据实时传输至随身的智能蓝牙设备，例如手提电脑或者是智能手机上做进一步处理分析；所述WiFi通信模块1601用于连接现有的无线网络，加入物联网信息共享系统，将本地数据上传至网络云端，从而便于远程获取做更深层次的研究；

优选的是，所述蓝牙通信模块1601采用CSR集成蓝牙模块86系列，内部集成有蓝牙信号编解码器和蓝牙信号收发器，蓝牙信号编解码器连接至嵌入式处理器501的信号交互端，蓝牙信号收发器连接至蓝牙信号编解码器的输出端，蓝牙信号编解码器用于进行蓝牙信号编码和解码操作，所述蓝牙信号编解码器用于实现蓝牙信号编码和解码操作，所述蓝牙信号收发器基于蓝牙协议与蓝牙设备建立连接数据通路，实现数据传输操作；所述所述WiFi通信模块1602采用ESP8266集成WiFi模块，内部集成有基带芯片和微带天线，其中基带芯片用于进行WiFi信号的调制解调操作，微带天线用于进行无线信号收发操作，所述基带芯片用于将带传输的信号进行加密调制转换成无线电磁波信号，在通过微带天线发送出去，实现远程通信。

本发明创新点在于：通过设置固定基座和支撑背板，利用步进电机带动滑台在滑动导轨内上下运动，实现竖直方向的方位调节，利用旋转电机带动注射泵进行360度自由转动，实现水平方向的方位调整，提高处理装置的灵活性，便于进行离心操作的进料操作，更加简单方便；通过设置高速离心装置，利用高速电机带动离心转子，进而带动整个离心装置高速转动，设置多个离心杯可以同时进行比对操作，提高检测结果可靠性；通过设置核心处理单元，既充分利用嵌入式处理器的丰富的片内资源进行处理控制，又能够充分发挥FPGA控制器并行处理的优势，提高整个装置的数据处理速度，同时设置了物联网通信单元，利用蓝牙通信模块实现近程数据传输，利用WiFi通信模块实现远程数据传输，从而实现了在线检测和远程监控，简化装置本体结构，降低成本也便于携带。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种基于物联网的土壤质量检测装置，其特征在于：包括检测箱体（1），所述检测箱体（1）采用不锈钢金属材料制成，检测箱体（1）内部通过隔板分成两层，隔板上层固定安装有土壤处理机构（2），隔板下层安装有集成电路板，集成电路板上焊接有检测分析电路（3）；

所述土壤处理机构（2）包括固定基座（4），所述固定基座（4）为不锈钢金属圆台，圆台的四周开凿有螺纹安装孔，通过固定螺丝固定在隔板上表面，固定基座（4）的中心处开凿有通孔，通孔内固定安装有高速离心装置（5），固定基座（4）的后侧表面垂直焊接有支撑背板（6），所述支撑背板（6）的正面表面处开凿有滑动导轨（7），支撑背板（6）的顶端安装有步进电机（8），所述步进电机（8）的电机驱动轴与支撑背板（6）相平行，驱动轴末端通过传动链条连接有滑台（9），所述滑台（9）的两侧凸起卡接在滑动导轨（7）两侧壁的凹槽中，滑台（9）的上表面中心穿接有旋转台（10），所述旋转台（10）的上表面焊接有旋转电机（11），所述旋转电机（11）的旋转轴从旋转台（10）的中心穿过，旋转台（10）的下表面安装有注液泵（12），所述注液泵（12）的底座与旋转电机（11）的旋转轴相连接，注射泵（12）的出液口处连接有注射管（13），所述注射管（13）的末端距离高速离心装置（5）的进液口2-3cm；

所述检测分析电路（3）包括探测单元（14）和核心处理单元（15），所述探测单元（14）进行土壤参数探测采集，输出采集原始信号至信号调理单元（17），所述信号调理单元（17）用于进行信号去杂和模数转换，输出处理后的数字信号至核心处理单元（15），所述核心处理单元（15）用于进行参数采集和状态调控操作，核心处理单元（15）的以太网控制模块还连接有物联网通信单元（16），所述物联网通信单元（16）用于实现物联网数据传输通信操作。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的土壤质量检测装置，其特征在于：所述高速离心装置（5）包括离心机箱（501），所述离心机箱（501）的外壳为不锈钢圆柱体结构，离心机箱（501）的中心开凿有通孔，通孔内穿接有离心转子（502），所述离心转子（502）的侧面焊接有固定销钉，对应的通孔内壁处开凿有固定孔，固定销钉插接在固定孔内，离心转子（502）底部通过连接法兰套接有高速电机（503），所述高速电机（503）的机座通过螺丝安装在固定基座（4）上。

3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的土壤质量检测装置，其特征在于：所述离心机箱（501）围绕离心转子等间隔环形开凿有圆柱安装槽，槽体内放置有离心杯（504），所述离心杯（504）采用透明合成树脂制成，离心杯（504）的杯口处设置有固定凸起，对应的离心机箱（501）安装槽内壁处开凿有固定凹槽，离心杯（504）卡接在固定凹槽内形成可拆卸结构；所述离心机箱（501）的上表面还罩接有风罩盖（505），所述风罩盖（505）采用透明塑料制成，风罩盖（505）与离心机箱（501）之间通过固定卡扣相连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的土壤质量检测装置，其特征在于：所述探测单元（14）包括平板探针（1401），所述平板探针（1401）采用绝缘基板作为主体，上面等间隔焊接有镀铝PVC材料制成的探针，平板探针（1401）的背面设计成圆弧面，紧贴离心杯（504）杯壁固定，平板探针（1401）通过的探针尾端通过防水导线连接有高频信号发生器（1402），探针头部通过绝缘导线连接至信号调理单元（17）。

5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的土壤质量检测装置，其特征在于：所述高频信号发生器（1402）采用OSC振荡模块，该模块内包括OSC_REF充电电流产生模块、OSC_High高阈值电压产生模块，OSC_REF充电电流产生模块用于产生偏置电压和基准电流，OSC_High模块用于产生翻转阈值电压，控制引脚通过导线连接至核心处理单元（15），OSC_REF充电电流产生模块、OSC_High高阈值电压产生模块的信号输出端分别连接至比较器，比较器输出端连接有RS触发器。

6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的土壤质量检测装置，其特征在于：所述信号调理单元（17）包括整流滤波电路（1701），所述整流滤波电路（1701）采用肖特基势垒二极管作为高频整流二极管，串联π型RC滤波电路对采集电流信号进行整流滤波处理，得到的稳定纯净信号输出至放大电路（1702），所述放大电路（1702）采用LM224四运算放大器制成输出放大信号至模数转换器（1703），所述模数转换器（1703）采用16位的AD7705转换器进行AD转换操作。

7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的土壤质量检测装置，其特征在于：所述核心处理单元（15）包括嵌入式处理器（1501）和FPGA控制器（1502），所述嵌入式处理器（1501）用于进行系统调控，所述FPGA控制器（1502）用于进行数据并行处理，所述嵌入式处理器（1501）与FPGA控制器（1502）的数据端口通过串并转换器（1503）相连接。

8.根据权利要求7所述的一种基于物联网的土壤质量检测装置，其特征在于：所述嵌入式处理器（1501）采用STM32F103CBT6芯片，芯片采用Cortex-M3内核，芯片的电源引脚连接有线性稳压器进行供电，芯片还外接有复位电路和时钟晶振组成最小系统，所述FPGA控制器（1502）采用Altera的Cyclone-V芯片，芯片外接有两块SDRAM存储器，SDRM存储用于进行数据存储和指令读写缓冲。

9.根据权利要求1所述的一种基于物联网的土壤质量检测装置，其特征在于：所述物联网通信单元（16）包括蓝牙通信模块（1601）和WiFi通信模块（1602），所述蓝牙通信模块（1601）采用CSR集成蓝牙模块86系列，内部集成有蓝牙信号编解码器和蓝牙信号收发器，蓝牙信号编解码器连接至嵌入式处理器（501）的信号交互端，蓝牙信号收发器连接至蓝牙信号编解码器的输出端。

10.根据权利要求9所述的一种基于物联网的土壤质量检测装置，其特征在于：所述WiFi通信模块（1602）采用ESP8266集成WiFi模块，内部集成有基带芯片和微带天线，其中基带芯片用于进行WiFi信号的调制解调操作，微带天线用于进行无线信号收发操作。