CN110763823A - 一种手持式土壤快速检测仪及检测方法 - Google Patents

一种手持式土壤快速检测仪及检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110763823A
CN110763823A CN201911155822.6A CN201911155822A CN110763823A CN 110763823 A CN110763823 A CN 110763823A CN 201911155822 A CN201911155822 A CN 201911155822A CN 110763823 A CN110763823 A CN 110763823A
Authority
CN
China
Prior art keywords
soil
humidity
conductivity
sensor
microprocessor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911155822.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110763823B (zh
Inventor
王相
李建委
吴飞飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Weihai Jing Jing Tong Electronic Technology Co Ltd
Original Assignee
Weihai Jing Jing Tong Electronic Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Weihai Jing Jing Tong Electronic Technology Co Ltd filed Critical Weihai Jing Jing Tong Electronic Technology Co Ltd
Priority to CN201911155822.6A priority Critical patent/CN110763823B/zh
Publication of CN110763823A publication Critical patent/CN110763823A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110763823B publication Critical patent/CN110763823B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24—Earth materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • G01K7/22—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/041—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
    • G01N27/223—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance for determining moisture content, e.g. humidity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24—Earth materials
    • G01N33/245—Earth materials for agricultural purposes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24—Earth materials
    • G01N33/246—Earth materials for water content
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

本发明公开了一种手持式土壤快速检测仪及检测方法，涉及检测技术领域，技术方案为，包括微处理器，微处理器的输入端通过模数转换器与传感器组连接，微处理器的输出端分别连接显示模块及无线传输模块，无线传输模块与云端服务器连接，构成无线通道。还公开了土壤氮磷钾浓度检测方法及土壤湿度采集方法，实现土壤快速检测。本发明的有益效果是：本方案集无线传输、低功耗、便携式、无需安装、地理位置标识、及时反馈等功能于一体，可以实现对于土壤温度、湿度、电导率、氮磷钾含量多种信息的快速采集及反馈，使用方便，价格低廉，性价比优异。

Description

一种手持式土壤快速检测仪及检测方法
技术领域
本发明涉及检测技术领域，特别涉及一种手持式土壤快速检测仪及检测方法。
背景技术
现有的土壤检测方式，如土壤氮磷钾肥力检测时，检测人员需到现场进行采样，然后将样本拿到实验室进行分析检测：向样品中加入反应剂、样品加热、化验、最终计算出土壤中的氮磷钾的含量，其中仅加入反应剂就需至少一个多小时的时间才能完成，传统方式所有步骤需要人工来一步步完成，导致出结果周期长，效率低，
这种传统检测方法耗时耗力，成本高，检测周期长，导致大部分农户放弃对农用土地氮磷钾肥力进行一个长期监控检测，这样导致农户对土地情况缺乏了解，不利于作物成长，也直接影响农作物产量，影响农户收入。传统检测方式，无法实现远程检测，远远达不到智慧农业的感知要求。随着社会快节奏发展，农业也急需从传统的检测土壤肥力方法转到更加科学快速的土壤肥力检测方法。
随着物联网和智慧农业发展，其中土壤相关参数的传感器得到了更广泛的应用，有效的帮助工作人员了解土壤情况，通过对作物生长环境监测，不仅可以进一步推进节水灌溉，而且能够使农作物生长的更好，推进了农业现代化的发展。
目前市面上的土壤传感器、检测设备普遍功能单一、安装使用麻烦、价格昂贵，性能较低等；为了解决市场上产品的缺点，为此设计并验证了一款集无线传输、低功耗、便携式、无需安装、地理位置标识、及时反馈等功能于一体的的手持式NB土壤温湿度、电导率等多功能采集仪。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种手持式土壤快速检测仪及检测方法。
其技术方案为，包括微处理器，微处理器的输入端通过模数转换器与传感器组连接，微处理器的输出端分别连接显示模块及无线传输模块，所述无线传输模块与云端服务器连接，构成无线通道。
优选为，所述传感器组包括温度传感器，湿度传感器及电导率传感器；
所述温度传感器包括热敏电阻，及与热敏电阻连接的温度测量电路；
所述湿度传感器包括湿度检测探头，及与湿度检测探头连接的湿度检测电路；
所述电导率传感器包括电导率检测探头，及与电导率检测探头连接的电导率检测电路；
所述温度测量电路、所述湿度检测电路，及所述电导率检测电路的输出端均与所述模数转换器的输入端电连接，通过模数转换器与所述微处理器形成数据通路。
优选为，所述传感器组包括温度传感器及氮磷钾检测传感器；
所述温度传感器包括热敏电阻，及与热敏电阻连接的温度测量电路，所述温度测量电路的输出端与所述模数转换器的输入端电连接；
所述氮磷钾检测传感器包括氮磷钾检测探头，及与氮磷钾检测探头连接的氮磷钾测量电路，所述氮磷钾测量电路的输出端与所述模数转换器的输入端电连接。
优选为，所述显示模块包括与所述微处理输出端连接的显示驱动电路，显示驱动电路的输出端连接显示屏。
优选为，所述无线传输模块为NB-IOT无线传输模块。
优选为，一种手持式土壤快速检测仪结构，包括圆柱体的壳体，壳体底部向外延伸出探针，壳体内部设置有电池及电路板，电路板上设置所述微处理器，模数转换器及无线传输模块；
所述探针设置有三根，三根探针成等边三角形设置，分别位于等边三角形的三个顶点，该等边三角形的中心位于壳体的中轴线上。
优选为，所述壳体的顶部为向上突起的球面。
优选为，所述壳体上部设置防滑带，防滑带由环绕设置在壳体的条栅状凸起组成。
优选为，一种土壤氮磷钾浓度检测方法，其特征在于，
S1、用传感器组检测不同浓度的标准氮磷钾溶液；
S2、微处理器采集并反馈传感器反馈的的电导率
S3、根据S1和S2的数据获取电导率和氮磷钾溶液浓度的关系如下：
Volt1＝(temp/15)/2；
EC1＝(Volt1/15)/2；
Figure BDA0002284774000000031
其中：temp是传感器采集的温度，EC1是温度补偿值，EC为被测对象电导率，a_ec和b_ec均为校准值，可选a_ec为800，b_ec为1200。
根据电导率EC计算出氮磷钾含量(mg/l)：
N＝0.08327+0.07205*EC；
P＝-0.28379+0.09853*EC；
K＝-0.51424+0.24368*EC；
S4、用传感器组对土壤进行检测；
S5、微处理器采集传感器组反馈的电导率，并根据所述S3中的公式反馈出氮磷钾浓度。
优选为，一种土壤湿度采集方法，其特征在于，
步骤一、所述微处理器通过频率震荡器发出固定频率的电磁脉冲；
步骤二、异或比较器的输入端一接收所述步骤一的电磁脉冲；
步骤三、步骤一的电磁脉冲经过电容后进入湿度检测探头，并进入被测物体；由于被测物体的介电常数不一致，电容和探头的充放电时间会形成相位差，使湿度信号变为电容值，最后变为频率信号输出；
步骤四、电容和湿度检测探头处的脉冲经过低电容传输保护器后进入异或比较器的输入端二；
步骤五、所述异或比较器根据接收到的两路脉冲输出方波信号；
步骤六、将步骤五获得的方波信号通过所述模数转换器转换为数字信号；
步骤七、通过热敏电阻及温度测量电路采集环境温度，根据温度和湿度的相互关系，获得对湿度值的补偿值；
步骤八、通过线性拟合算法对步骤六获得的数据进行计算，并依据步骤七获得的温度补偿值进行补偿，从而获得湿度值。
优选为，所述步骤八中，通过线性拟合算法对步骤六获得的数据进行计算，并依据步骤七获得的温度补偿值进行补偿，从而获得湿度值的具体方法为：
T1＝Volt4-zero_hum×15；
T2＝T1×715.0/(max_hum-zero_hum)；
result＝cof_a×exp(cof_b×temp/15.0)+cof_c×exp(cof_d×temp/15.0)；
TR_Hum＝result*10；
其中，TR_Hum为湿度结果，zero_hum为标定最小值，max_hum为标定最大值；如将探头放入空气中，则测得的标定最小值zero_hum为湿度0％(1～500)；将探头放入水中，则测得的标定最大值max_hum为湿度100％(1500～2500)；
Volt4为每次测量待测对象时，通过温度测量电路反映出来的电压值；
cof_a，cof_b，cof_c，cof_d为计算的系数，如果校准湿度的话需要调整这几个系数，我们管他叫乘法因子。其中：
Figure BDA0002284774000000041
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本方案集无线传输、低功耗、便携式、无需安装、地理位置标识、及时反馈等功能于一体，可以实现对于土壤温度、湿度、电导率、氮磷钾含量多种信息的快速采集及反馈，使用方便，价格低廉，性价比优异。
本装置通过全自动的方式，来完成采样、数据计算、上报数据，无需人工到现场采样，无需人工计算，大大缩减了采样周期，提高了检测效率。
采集数据时可以人工主动下发采集指令，也可在系统中设定采集时间，系统主动采集数据上报到云端，实现远程监控的作用。
采用ARM Cortex-M3嵌入式具有32MHz的主频、12位ADC及低功耗的模式，具有较低成本，方便大规模的安装与使用。
附图说明
图1为本发明实施例1的原理框图。
图2为本发明实施例1的工作流程图。
图3为本发明实施例1的电路图。
图4为本发明实施例2的原理框图。
图5为本发明实施例3的轴测图。
图6为本发明实施例3的主视图。
图7为本发明实施例3的仰视图。
图8为图6的B-B剖面图。
图9为本发明实施例4的轴测图。
其中，附图标记为：1、壳体；2、探针；3、电池；4、电路板；5、防滑带；6、定位销；7、推板；8、支杆。
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。当然，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
实施例1
参见图1至图3，本发明提供一种手持式土壤快速检测仪，包括微处理器，微处理器的输入端通过模数转换器与传感器组连接，微处理器的输出端分别连接显示模块及无线传输模块，所述无线传输模块与云端服务器连接，构成无线通道。
所述传感器组包括温度传感器，湿度传感器及电导率传感器；
所述温度传感器包括热敏电阻，及与热敏电阻连接的温度测量电路；
所述湿度传感器包括湿度检测探头，及与湿度检测探头连接的湿度检测电路；
所述电导率传感器包括电导率检测探头，及与电导率检测探头连接的电导率检测电路；
所述温度测量电路、所述湿度检测电路，及所述电导率检测电路的输出端均与所述模数转换器的输入端电连接，通过模数转换器与所述微处理器形成数据通路。
所述显示模块包括与所述微处理输出端连接的显示驱动电路，显示驱动电路的输出端连接显示屏。
所述无线传输模块为NB-IOT无线传输模块。
所述微处理型号为ARM Cortex-M3，采用ARM Cortex-M3嵌入式具有32MHz的主频、12位ADC及低功耗的模式，具有较低成本，方便大规模的安装与使用。
本实施例还提供一种土壤湿度采集方法，
步骤一、所述微处理器通过频率震荡器发出固定频率的电磁脉冲；
步骤二、异或比较器的输入端一接收所述步骤一的电磁脉冲；
步骤三、步骤一的电磁脉冲经过电容后进入湿度检测探头，并进入被测物体；由于被测物体的介电常数不一致，电容和探头的充放电时间会形成相位差，使湿度信号变为电容值，最后变为频率信号输出；
步骤四、电容和湿度检测探头处的脉冲经过低电容传输保护器后进入异或比较器的输入端二；
步骤五、所述异或比较器根据接收到的两路脉冲输出方波信号；
步骤六、将步骤五获得的方波信号通过所述模数转换器转换为数字信号；
步骤七、通过热敏电阻及温度测量电路采集环境温度，根据温度和湿度的相互关系，获得对湿度值的补偿值；
步骤八、通过线性拟合算法对步骤六获得的数据进行计算，并依据步骤七获得的温度补偿值进行补偿，从而获得湿度值。该步骤具体方法为：
T1＝Volt4-zero_hum×15；
T2＝T1×715.0/(max_hum-zero_hum)；
result＝cof_a×exp(cof_b×temp/15.0)+cof_c×exp(cof_d×temp/15.0)；
TR_Hum＝result*10；
其中，TR_Hum为湿度结果，zero_hum为标定最小值，max_hum为标定最大值；如将探头放入空气中，则测得的标定最小值zero_hum为湿度0％(1～500)；将探头放入水中，则测得的标定最大值max_hum为湿度100％(1500～2500)；
Volt4为每次测量待测对象时，通过温度测量电路反映出来的电压值；
cof_a，cof_b，cof_c，cof_d为计算的系数，如果校准湿度的话需要调整这几个系数，我们管他叫乘法因子。其中：
Figure BDA0002284774000000071
通过温度对结果进行补偿，让测量结果更加准确。
本实施例的方案基于NB的物联网通信方式，将采集到的温湿度、电导率数据、设备电压、信号等数据上传到云端，云端进行数据处理和指令下发，查看历史数据和地理位置标识等。本装置超低功耗，工作电流15mah，休眠模式2.5ua。
实施例2
参见图4，在实施例1的基础上，和实施例1不同的是，本实施例为一种手持式土壤快速检测仪，包括微处理器，微处理器的输入端通过模数转换器与传感器组连接，微处理器的输出端分别连接显示模块及无线传输模块，所述无线传输模块与云端服务器连接，构成无线通道。
所述传感器组包括温度传感器及氮磷钾检测传感器；
所述温度传感器包括热敏电阻，及与热敏电阻连接的温度测量电路，所述温度测量电路的输出端与所述模数转换器的输入端电连接；
所述氮磷钾检测传感器包括氮磷钾检测探头，及与氮磷钾检测探头连接的氮磷钾测量电路，所述氮磷钾测量电路的输出端与所述模数转换器的输入端电连接。
所述显示模块包括与所述微处理输出端连接的显示驱动电路，显示驱动电路的输出端连接显示屏。
所述无线传输模块为NB-IOT无线传输模块。
所述微处理型号为ARM Cortex-M3，采用ARM Cortex-M3嵌入式具有32MHz的主频、12位ADC及低功耗的模式，具有较低成本，方便大规模的安装与使用。
本实施例还提供一种土壤氮磷钾浓度检测方法，
S1、用传感器组检测不同浓度的标准氮磷钾溶液；
S2、微处理器采集并反馈传感器反馈的的电导率
S3、根据S1和S2的数据获取电导率和氮磷钾溶液浓度的关系如下：
Volt1＝(temp/15)/2；
EC1＝(Volt1/15)/2；
Figure BDA0002284774000000081
其中：temp是传感器采集的温度，EC1是温度补偿值，EC为被测对象电导率，a_ec和b_ec均为校准值，可选a_ec为800，b_ec为1200。
根据电导率EC计算出氮磷钾含量(mg/l)：
N＝0.08327+0.07205*EC；
P＝-0.28379+0.09853*EC；
K＝-0.51424+0.24368*EC；
S4、用传感器组对土壤进行检测；
S5、微处理器采集传感器组反馈的电导率，并根据所述S3中的公式反馈出氮磷钾浓度。
通过温度对结果进行补偿，让测量结果更加准确。
实施例3
参见5至图8，基于上述实施例，本方案提供一种手持式土壤快速检测仪结构，包括圆柱体的壳体1，壳体1底部向外延伸出探针2，壳体1内部设置有电池及电路板，电路板上设置微处理器，模数转换器及无线传输模块；
探针2设置有三根，三根探针2成等边三角形设置，分别位于等边三角形的三个顶点，该等边三角形的中心位于壳体1的中轴线上。
壳体1的顶部为向上突起的球面。
壳体1上部设置防滑带5，防滑带由环绕设置在壳体1的条栅状凸起组成。
通过本结构，在使用本装置时，只需用手握住装置壳体1，将探针2插入需要检测的土壤中即可，因为装置本身为圆柱体，且顶面为弧面，用力下压也不会让使用者掌部不适，更容易施力。三针式的结构则让本装置在插入泥土之后更加稳定，即便是较为松软的泥土，也不容易出现歪斜。
实施例4
参见图9，在实施例3的基础上，壳体1的外壁中部设置有若干销孔，每个销孔内均插接一根定位销6的一端，定位销6水平设置；
壳体1外壁套接环形的推板7，推板7与壳体1滑动连接，推板7中部圆形开口的内径与壳体1的外径相等；推板7的下侧面与定位销6的上侧面相抵。
推板6的下侧面圆周设置若干支杆8，支杆8的底端设置圆形垫片。
支杆8轴线的向上延长线与壳体1的轴线夹角为锐角。
使用时用手握住壳体1，手掌虎口处于推板7上表面相贴，然后将壳体1下压入测试土壤中，如果土壤较为疏松，则可以将定位销6拔下，让推板7下滑，使支杆8下端的圆形垫片与地表接触，从而让支杆8和推板7形成对壳体7的有效支撑。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种手持式土壤快速检测仪，其特征在于，包括微处理器，微处理器的输入端通过模数转换器与传感器组连接，微处理器的输出端分别连接显示模块及无线传输模块，所述无线传输模块与云端服务器连接，构成无线通道。
2.根据权利要求1所述的手持式土壤快速检测仪，其特征在于，所述传感器组包括温度传感器，湿度传感器及电导率传感器；
所述温度传感器包括热敏电阻，及与热敏电阻连接的温度测量电路；
所述湿度传感器包括湿度检测探头，及与湿度检测探头连接的湿度检测电路；
所述电导率传感器包括电导率检测探头，及与电导率检测探头连接的电导率检测电路；
所述温度测量电路、所述湿度检测电路，及所述电导率检测电路的输出端均与所述模数转换器的输入端电连接，通过模数转换器与所述微处理器形成数据通路。
3.根据权利要求1所述的手持式土壤快速检测仪，其特征在于，所述传感器组包括温度传感器及氮磷钾检测传感器；
所述温度传感器包括热敏电阻，及与热敏电阻连接的温度测量电路，所述温度测量电路的输出端与所述模数转换器的输入端电连接；
所述氮磷钾检测传感器包括氮磷钾检测探头，及与氮磷钾检测探头连接的氮磷钾测量电路，所述氮磷钾测量电路的输出端与所述模数转换器的输入端电连接。
4.根据权利要求1所述的手持式土壤快速检测仪，其特征在于，所述显示模块包括与所述微处理输出端连接的显示驱动电路，显示驱动电路的输出端连接显示屏。
5.根据权利要求1所述的手持式土壤快速检测仪，其特征在于，所述无线传输模块为NB-IOT无线传输模块。
6.基于权利要求1所述的手持式土壤快速检测仪的手持式土壤快速检测仪结构，其特征在于，包括圆柱体的壳体(1)，壳体(1)底部向外延伸出探针(2)，壳体(1)内部设置有电池及电路板，电路板上设置所述微处理器，模数转换器及无线传输模块；
所述探针(2)设置有三根，三根探针(2)成等边三角形设置，分别位于等边三角形的三个顶点，该等边三角形的中心位于壳体(1)的中轴线上。
7.根据权利要求6所述的手持式土壤快速检测仪结构，其特征在于，所述壳体(1)的顶部为向上突起的球面。
8.根据权利要求1-7所述的手持式土壤快速检测仪结构，其特征在于，所述壳体(1)上部设置防滑带(5)，防滑带由环绕设置在壳体(1)的条栅状凸起组成。
9.基于权利要求1-8所述的手持式土壤快速检测仪的一种土壤氮磷钾浓度检测方法，其特征在于，
S1、用传感器组检测不同浓度的标准氮磷钾溶液；
S2、微处理器采集并反馈传感器反馈的的电导率
S3、根据S1和S2的数据获取电导率和氮磷钾溶液浓度的关系如下：
Volt1＝(temp/15)/2；
EC1＝(Volt1/15)/2；
Figure FDA0002284773990000021
其中：temp是传感器采集的温度，EC1是温度补偿值，EC为被测对象电导率，a_ec和b_ec均为校准值。
根据电导率EC计算出氮磷钾含量(mg/l)：
N＝0.08327+0.07205*EC；
P＝-0.28379+0.09853*EC；
K＝-0.51424+0.24368*EC；
S4、用传感器组对土壤进行检测；
S5、微处理器采集传感器组反馈的电导率，并根据所述S3中的公式反馈出氮磷钾浓度。
10.基于权利要求1-9所述的手持式土壤快速检测仪的一种土壤湿度采集方法，其特征在于，
步骤一、所述微处理器通过频率震荡器发出固定频率的电磁脉冲；
步骤二、异或比较器的输入端一接收所述步骤一的电磁脉冲；
步骤三、步骤一的电磁脉冲经过电容后进入湿度检测探头，并进入被测物体；由于被测物体的介电常数不一致，电容和探头的充放电时间会形成相位差，使湿度信号变为电容值，最后变为频率信号输出；
步骤四、电容和湿度检测探头处的脉冲经过低电容传输保护器后进入异或比较器的输入端二；
步骤五、所述异或比较器根据接收到的两路脉冲输出方波信号；
步骤六、将步骤五获得的方波信号通过所述模数转换器转换为数字信号；
步骤七、通过热敏电阻及温度测量电路采集环境温度，根据温度和湿度的相互关系，获得对湿度值的补偿值；
步骤八、通过线性拟合算法对步骤六获得的数据进行计算，并依据步骤七获得的温度补偿值进行补偿，从而获得湿度值。
CN201911155822.6A 2019-11-22 2019-11-22 一种手持式土壤快速检测仪及检测方法 Active CN110763823B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911155822.6A CN110763823B (zh) 2019-11-22 2019-11-22 一种手持式土壤快速检测仪及检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911155822.6A CN110763823B (zh) 2019-11-22 2019-11-22 一种手持式土壤快速检测仪及检测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110763823A true CN110763823A (zh) 2020-02-07
CN110763823B CN110763823B (zh) 2022-04-12

Family

ID=69338884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911155822.6A Active CN110763823B (zh) 2019-11-22 2019-11-22 一种手持式土壤快速检测仪及检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110763823B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111257374A (zh) * 2020-02-18 2020-06-09 中国农业大学 土壤含水率和含氮量监测方法、装置、设备及存储介质
CN112858346A (zh) * 2020-12-29 2021-05-28 苏州环优检测有限公司 一种应用于土壤环境成分的调查方法与检测装置
KR102326529B1 (ko) * 2021-04-29 2021-11-15 강원대학교산학협력단 토양 내 질소, 인산, 칼륨을 동시에 측정하는 간이 측정 장치
CN114965940A (zh) * 2022-04-01 2022-08-30 中科锐思智感科技(苏州)有限公司 便携式土壤检测系统以及检测方法
CN116660323A (zh) * 2023-07-24 2023-08-29 四川省科源工程技术测试中心有限责任公司 一种农业耕地盐碱度抽样检测装置及方法

Citations (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1539986A1 (en) * 2002-09-20 2005-06-15 Queen's University at Kingston Detection of biological molecules by differential partitioning of enzyme substrates and products
CN1813171A (zh) * 2003-07-02 2006-08-02 西柏控股有限公司 标记产品的方法、采用该方法标记的产品以及识别该标记的方法
CN101421626A (zh) * 2006-02-15 2009-04-29 因弗因斯医药瑞士股份有限公司 测定
CN101533031A (zh) * 2009-04-15 2009-09-16 中国农业大学 溶解氧智能变送器
CN101609042A (zh) * 2009-06-29 2009-12-23 浙江托普仪器有限公司 基于近红外光谱的手持式土壤养分无损测量系统
CN102829952A (zh) * 2012-08-27 2012-12-19 苏州海光芯创光电科技有限公司 一种半导体激光器的校准测试方法及其应用
CN103592338A (zh) * 2013-11-20 2014-02-19 西北农林科技大学 一种基于频域反射法的管针式土壤含水率检测方法和装置
CN104122458A (zh) * 2013-04-27 2014-10-29 深圳市爱德特科技有限公司 一种测试器和基于fpga的测试器
CN104154944A (zh) * 2014-08-13 2014-11-19 北京遥测技术研究所 一种提高传感器测量精度的方法
CN104330401A (zh) * 2014-10-24 2015-02-04 清华大学 一种微型化土壤氮磷钾检测传感器
CN104596567A (zh) * 2014-12-31 2015-05-06 北京农业智能装备技术研究中心 药液地面沉积均一性测量方法及系统
CN104965186A (zh) * 2015-05-21 2015-10-07 杭州西力电能表制造有限公司 根据温度对电能表电能计量误差进行自动补偿的校准方法
CN105717278A (zh) * 2016-04-14 2016-06-29 中国科学院半导体研究所 一种土壤盐水温传感器
CN106327349A (zh) * 2016-08-30 2017-01-11 张琦 一种基于云计算的园林绿化精细化管理装置
CN107044866A (zh) * 2017-03-06 2017-08-15 杭州朗宝万生物科技有限公司 土壤温度、水分和电导率测量装置
CN107417311A (zh) * 2017-08-31 2017-12-01 北京沃尔夫斯科技有限公司 一种根据土质现状精确控制餐厨垃圾资源化的方法及系统
CN206975023U (zh) * 2017-07-10 2018-02-06 四川农业大学 一种土壤氮磷钾检测装置
CN108024497A (zh) * 2015-06-15 2018-05-11 精密种植有限责任公司 农业液体施用系统、方法和装置
CN108507936A (zh) * 2018-06-07 2018-09-07 上海三凯建设管理咨询有限公司 一种建筑土壤风蚀测定装置及测定方法
CN108802390A (zh) * 2018-06-22 2018-11-13 山东师范大学 一种基于石墨烯-金-钯纳米复合材料的胰腺癌肿瘤标志物免疫传感器的制备
CN108802619A (zh) * 2018-04-16 2018-11-13 Oppo广东移动通信有限公司 信息处理方法、装置、移动终端和计算机可读存储介质
US20180340884A1 (en) * 2017-05-29 2018-11-29 Max-IR Labs, LLC Infrared Analytical Sensor For Soil Or Water And Method Of Operation Thereof
CN208383170U (zh) * 2018-05-10 2019-01-15 洛阳中科龙网创新科技有限公司 在线实时检测农田土壤温度湿度及电导率的装置
WO2019028269A2 (en) * 2017-08-02 2019-02-07 Strong Force Iot Portfolio 2016, Llc METHODS AND SYSTEMS FOR DETECTION IN AN INDUSTRIAL ENVIRONMENT OF COLLECTING INTERNET DATA FROM OBJECTS WITH LARGE DATA SETS
CN109343379A (zh) * 2018-06-12 2019-02-15 山东省农业可持续发展研究所 一种农业数据的采集处理方法
CN109803239A (zh) * 2017-11-17 2019-05-24 苏州格联威智能科技有限公司 一种基于ZigBee技术的物联温湿度与二氧化碳农业传感器
CN109975477A (zh) * 2017-12-27 2019-07-05 科仕环境控制设备（上海）有限公司 一种窄带物联网空气质量传感器装置及处理方法
CN110220949A (zh) * 2019-07-19 2019-09-10 威海精讯畅通电子科技有限公司 一种电容式多层土壤湿度检测装置
CN110231507A (zh) * 2019-07-19 2019-09-13 威海精讯畅通电子科技有限公司 一种非接触式测电装置及方法

Patent Citations (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1539986A1 (en) * 2002-09-20 2005-06-15 Queen's University at Kingston Detection of biological molecules by differential partitioning of enzyme substrates and products
CN1813171A (zh) * 2003-07-02 2006-08-02 西柏控股有限公司 标记产品的方法、采用该方法标记的产品以及识别该标记的方法
CN101421626A (zh) * 2006-02-15 2009-04-29 因弗因斯医药瑞士股份有限公司 测定
CN101533031A (zh) * 2009-04-15 2009-09-16 中国农业大学 溶解氧智能变送器
CN101609042A (zh) * 2009-06-29 2009-12-23 浙江托普仪器有限公司 基于近红外光谱的手持式土壤养分无损测量系统
CN102829952A (zh) * 2012-08-27 2012-12-19 苏州海光芯创光电科技有限公司 一种半导体激光器的校准测试方法及其应用
CN104122458A (zh) * 2013-04-27 2014-10-29 深圳市爱德特科技有限公司 一种测试器和基于fpga的测试器
CN103592338A (zh) * 2013-11-20 2014-02-19 西北农林科技大学 一种基于频域反射法的管针式土壤含水率检测方法和装置
CN104154944A (zh) * 2014-08-13 2014-11-19 北京遥测技术研究所 一种提高传感器测量精度的方法
CN104330401A (zh) * 2014-10-24 2015-02-04 清华大学 一种微型化土壤氮磷钾检测传感器
CN104596567A (zh) * 2014-12-31 2015-05-06 北京农业智能装备技术研究中心 药液地面沉积均一性测量方法及系统
CN104965186A (zh) * 2015-05-21 2015-10-07 杭州西力电能表制造有限公司 根据温度对电能表电能计量误差进行自动补偿的校准方法
CN108024497A (zh) * 2015-06-15 2018-05-11 精密种植有限责任公司 农业液体施用系统、方法和装置
CN105717278A (zh) * 2016-04-14 2016-06-29 中国科学院半导体研究所 一种土壤盐水温传感器
CN106327349A (zh) * 2016-08-30 2017-01-11 张琦 一种基于云计算的园林绿化精细化管理装置
CN107044866A (zh) * 2017-03-06 2017-08-15 杭州朗宝万生物科技有限公司 土壤温度、水分和电导率测量装置
US20180340884A1 (en) * 2017-05-29 2018-11-29 Max-IR Labs, LLC Infrared Analytical Sensor For Soil Or Water And Method Of Operation Thereof
CN206975023U (zh) * 2017-07-10 2018-02-06 四川农业大学 一种土壤氮磷钾检测装置
WO2019028269A2 (en) * 2017-08-02 2019-02-07 Strong Force Iot Portfolio 2016, Llc METHODS AND SYSTEMS FOR DETECTION IN AN INDUSTRIAL ENVIRONMENT OF COLLECTING INTERNET DATA FROM OBJECTS WITH LARGE DATA SETS
CN107417311A (zh) * 2017-08-31 2017-12-01 北京沃尔夫斯科技有限公司 一种根据土质现状精确控制餐厨垃圾资源化的方法及系统
CN109803239A (zh) * 2017-11-17 2019-05-24 苏州格联威智能科技有限公司 一种基于ZigBee技术的物联温湿度与二氧化碳农业传感器
CN109975477A (zh) * 2017-12-27 2019-07-05 科仕环境控制设备（上海）有限公司 一种窄带物联网空气质量传感器装置及处理方法
CN108802619A (zh) * 2018-04-16 2018-11-13 Oppo广东移动通信有限公司 信息处理方法、装置、移动终端和计算机可读存储介质
CN208383170U (zh) * 2018-05-10 2019-01-15 洛阳中科龙网创新科技有限公司 在线实时检测农田土壤温度湿度及电导率的装置
CN108507936A (zh) * 2018-06-07 2018-09-07 上海三凯建设管理咨询有限公司 一种建筑土壤风蚀测定装置及测定方法
CN109343379A (zh) * 2018-06-12 2019-02-15 山东省农业可持续发展研究所 一种农业数据的采集处理方法
CN108802390A (zh) * 2018-06-22 2018-11-13 山东师范大学 一种基于石墨烯-金-钯纳米复合材料的胰腺癌肿瘤标志物免疫传感器的制备
CN110220949A (zh) * 2019-07-19 2019-09-10 威海精讯畅通电子科技有限公司 一种电容式多层土壤湿度检测装置
CN110231507A (zh) * 2019-07-19 2019-09-13 威海精讯畅通电子科技有限公司 一种非接触式测电装置及方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FANG, XIANG-MIN ET AL: "Phosphorus addition alters the response of soil organic carbon decomposition to nitrogen deposition in a subtropical forest", 《SOIL BIOLOGY AND BIOCHEMISTRY》 *
吴飞飞等: "锰砂滤膜中的细菌鉴定及滤膜组分分析", 《中国电机工程学报》 *
齐齐哈尔铁路局: "《电子自动电话小交换机原理》", 30 September 1976, 人民铁道出版社 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111257374A (zh) * 2020-02-18 2020-06-09 中国农业大学 土壤含水率和含氮量监测方法、装置、设备及存储介质
CN111257374B (zh) * 2020-02-18 2020-12-22 中国农业大学 土壤含水率和含氮量监测方法、装置、设备及存储介质
CN112858346A (zh) * 2020-12-29 2021-05-28 苏州环优检测有限公司 一种应用于土壤环境成分的调查方法与检测装置
KR102326529B1 (ko) * 2021-04-29 2021-11-15 강원대학교산학협력단 토양 내 질소, 인산, 칼륨을 동시에 측정하는 간이 측정 장치
CN114965940A (zh) * 2022-04-01 2022-08-30 中科锐思智感科技(苏州)有限公司 便携式土壤检测系统以及检测方法
CN116660323A (zh) * 2023-07-24 2023-08-29 四川省科源工程技术测试中心有限责任公司 一种农业耕地盐碱度抽样检测装置及方法
CN116660323B (zh) * 2023-07-24 2023-11-14 四川省科源工程技术测试中心有限责任公司 一种农业耕地盐碱度抽样检测装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110763823B (zh) 2022-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110763823B (zh) 一种手持式土壤快速检测仪及检测方法
US7439867B2 (en) Environmental sensor network
CN106405055B (zh) 一种连续在线测定土壤co2通量的系统及方法
CN201417152Y (zh) 便携式多参数农田信息采集仪
CN102072925A (zh) 一种基质湿度、电导率原位检测仪及用于盐分测定的方法
CN103731440A (zh) 近红外农作物生长信息实时监测及其灾害预测无线系统
CN101281183A (zh) 一种稻田水分传感器
CN105004738A (zh) 一种土壤墒情采集装置及其工作方法
CN106932447B (zh) 一种栽培基质含水量电导率的复合修正方法
CN111855013A (zh) 一种基于环境温湿度补偿的一种体温检测设备及方法
CN206710422U (zh) 一种连续在线测定土壤co2通量的系统
CN108106512A (zh) 一种基于皮带式测定器的树木直径生长量测定方法
CN201974399U (zh) 一种基质湿度、电导率原位检测仪
CN207516297U (zh) 一种利用氨气传感器实时监测土壤氨挥发损失的装置
Wenting et al. Real-time remote monitoring system for crop water requirement information
CN109668946B (zh) 一种非接触式分层土壤墒情监测装置
Yitong et al. Design of multi-parameter wireless sensor network monitoring system in precision agriculture
CN201965109U (zh) 数字化土壤参数测试仪
CN210136228U (zh) 便携式土壤墒情测量仪及土壤墒情测量系统
CN217276270U (zh) 一种菌棒培养参数监测装置
CN208043122U (zh) 一种地质测量仪
CN205786302U (zh) 一种便携式土壤呼吸测量的系统
CN205506245U (zh) 一种新型无线传输便携式测温盒
CN213397441U (zh) 一种基于物联网的烤烟干湿球温度计手持式标定仪
CN103412043A (zh) 无线收发超声波卤水波美度、蒸发量、液位测量装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant