CN115752565A - 土壤参数检测方法及装置、土壤参数传感器、电子设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种土壤参数的检测方法及装置、土壤参数传感器、电子设备及存储介质。所述土壤参数的检测方法包括：接收第一探针获取的土壤的温度初始信号；基于温度初始信号确定土壤的温度信息；向第二探针发出湿度电导率初始信号，以使第二探针向土壤传输湿度电导率初始信号；接收第三探针获取到的湿度电导率反射信号，湿度电导率反射信号为第二探针发射的湿度电导率初始信号经过土壤反射形成的；基于时域反射法根据湿度电导率初始信号和湿度电导率反射信号确定土壤的湿度电导率信息。

Description

土壤参数检测方法及装置、土壤参数传感器、电子设备和存储 介质

技术领域

本申请涉及传感器技术领域，具体而言，涉及一种土壤参数检测方法及装置、土壤参数传感器、电子设备和存储介质。

背景技术

土壤电导率EC(Electrical Conductivity)是用以表征液体肥料或种植介质(例如土壤)中的可溶性离子浓度的物理量。由于可溶性离子是强电解质，其水溶液具有导电作用，因此通过测量土壤电导率EC可以观察土壤的盐碱程度。

土壤电导率EC高于标准范围会损伤种植物和造成种植物减产或品质下降等问题，土壤电导率EC低于标准范围会导致种植物从种植介质中可吸收的养分含量减少，使得种植物由于缺乏营养而生成不良。

土壤温度是指地面以下土壤中的温度，其主要指与种植物生长发育直接有关的地面下浅层内的温度。土壤湿度(又称土壤含水率)是指土壤中含水分的数量。土壤温度和土壤湿度与植物的生长情况具有直接关系。

因此，在农业生产领域中，检测土壤电导率EC、土壤温度和土壤湿度对于把控种植物的生长情况具有重要意义。

发明内容

本申请提供了一种土壤参数的检测方法及装置、土壤参数传感器、电子设备和存储介质。本申请提供的技术方案可以同时检测土壤电导率EC、土壤温度和土壤湿度多个参数。

根据本申请的一方面，提供了一种土壤参数的检测方法。该检测方法包括：接收第一探针获取的土壤的温度初始信号；基于温度初始信号确定土壤的温度信息；向第二探针发出湿度电导率初始信号，以使第二探针向土壤传输湿度电导率初始信号；接收第三探针获取到的湿度电导率反射信号，湿度电导率反射信号为第二探针发射的湿度电导率初始信号经过土壤反射形成的；基于时域反射法根据湿度电导率初始信号和湿度电导率反射信号确定土壤的湿度电导率信息。

根据本申请的一些实施例，基于时域反射法根据湿度电导率初始信号和湿度电导率反射信号确定土壤的湿度电导率信息包括：对湿度电导率反射信号进行运算放大处理；根据经过运算放大处理后的湿度电导率反射信号和湿度电导率初始信号之间的电压差和相位差确定湿度电导率信号差；根据湿度电导率信号差确定湿度电导率信息。

根据本申请的一些实施例，检测方法还包括：对调第二探针和第三探针的电位；向第三探针发出湿度电导率初始信号，以使得第三探针向土壤发射湿度电导率初始信号；接收第二探针获取到的湿度电导率反射信号，湿度电导率反射信号为第三探针发射的湿度电导率初始信号经过土壤反射形成的；基于湿度电导率初始信号和湿度电导率反射信号确定土壤的湿度电导率信息。

根据本申请的一些实施例，检测方法还包括存储温度信息和湿度电导率信息。

根据本申请的一些实施例，检测方法还包括：接收外部的信息获取装置的信息获取指令；根据信息获取指令向信息获取装置发送温度信息和湿度电导率信息。

根据本申请的一些实施例，检测方法还包括：采用RS485通讯模块与信息获取装置进行通讯连接，且采用隔离电源与信息获取装置电气隔离。

根据本申请的另一方面，提供了一种土壤参数传感器。该土壤参数传感器执行如上文所述的土壤参数的检测方法。该土壤参数传感器包括：印刷电路板；第一探针组，至少包括第一探针；第二探针组，至少包括第二探针和第三探针，其中第一探针、第二探针和第三探针并行设置于印刷电路板上，且与印刷电路板为可拆卸连接；控制模块，设置于印刷电路板上，用于发出检测指令；温度电路模块，设置于印刷电路板上，且与第一探针通信连接，用于根据检测指令，通过第一探针检测土壤的温度信息；湿度电导率电路模块，设置于印刷电路板上，且与第二探针和第三探针通信连接，用于根据检测指令，通过第二探针和第三探针检测土壤的湿度电导率信息。

根据本申请的一些实施例，控制模块包括存储单元，用于存储温度信息和湿度电导率信息。

根据本申请的一些实施例，温度电路模块包括热敏电阻、温度检测装置和模数转换器。

根据本申请的一些实施例，湿度电导率电路模块包括运算放大器、峰值检波电路和模数转换器。

根据本申请的一些实施例，土壤参数传感器还包括隔离电源，用于将控制模块与外部电源电气隔离。

根据本申请的另一方面，还提供了一种土壤参数的检测装置。该检测装置包括如上文所述的土壤参数传感器。以及检测装置还包括信息获取装置，信息获取装置与土壤参数传感器通讯连接，用于从土壤参数传感器的存储单元中获取温度信息和湿度电导率信息。

根据本申请的又一方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序；当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现如上文所述的土壤参数的检测方法。

根据本申请的又一方面，提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序可以实现如上文所述的土壤参数的检测方法。

本申请技术方案通过第一探针获取土壤的温度初始信号，并根据温度初始信号确定出土壤的温度信息。以及本申请技术方案通过第二探针向土壤发出湿度电导率初始信号，以使得湿度电导率初始信号在土壤中进行传播，第三探针获取湿度电导率初始信号经过土壤反射形成的湿度电导率反射信号。本申请技术方案以时域反射法为基础，根据湿度电导率初始信号和湿度电导率反射信号确定出土壤的湿度电导率信息，具有快速、准确、可连续原位测量及无辐射等优点。

本申请技术方案采用时域反射法，通过第二探针作为信号发射端，第三探针作为信号接收端，接收端接收经过土壤反射后的所变化的反射信号，如此可以使得本申请技术方案可以以相对简单的结构，检测经过土壤后的反射信号，从而可以根据初始信号和反射信号确定出土壤中的参数量，如土壤中的湿度电导率参数，从而得到湿度电导率信息。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本申请示例实施例的土壤参数的检测方法的一流程图；

图2示出本申请示例实施例的土壤参数的检测方法的另一流程图；

图3示出一现有技术的电场干扰示意图；

图4示出本申请示例实施例的土壤参数传感器的结构示意图；

图5示出本申请示例实施例的土壤参数的检测装置的结构示意图。

附图标记说明：

土壤参数传感器1；土壤参数的检测装置2；印刷电路板10；第一探针组20；第一探针21；第二探针组30；第二探针31；第三探针32；控制模块40；存储单元41；温度电路模块50；湿度电导率电路模块60；外壳70；隔离电源80；信息获取装置90；RS485通讯模块100。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本申请将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有这些特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方式、组元、材料、装置等。在这些情况下，将不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作。

此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

下面结合本申请实施例中的附图，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

在农业种植生产领域中，一些技术方案通常采用传感器检测土壤电导率EC、土壤温度和土壤湿度等参数。但本申请的发明人发现，目前的土壤传感器还存在一些问题：

1.目前的土壤传感器无法同时测量土壤电导率EC、土壤温度和土壤湿度等多个参数；

2.目前的土壤传感器一般采用指针式表盘显示检测结果，或土壤传感器输出的为模拟信号，不能直观地进行测量结果的数据交互；

3.目前的土壤传感器采用频域反射法检测土壤电导率EC时，容易受到高频信号的干扰，且检测精度一般为3％左右,精度相对较低；

4.目前的土壤传感器采用放射性方法检测土壤电导率EC时，在检测过程中需要对每种土壤进行校准，且在使用过程中注意避免放射性电离辐射造成人身健康危害。

5.目前的土壤传感器存在体积较大、结构复杂、成本高昂的问题。

基于上述问题，本申请提供了一种土壤参数的检测方法及装置、土壤参数传感器。本申请提供的技术方案可以同时检测土壤电导率EC、土壤温度和土壤湿度多个参数，以及提供一种集成度高、且高精度和低成本的土壤参数传感器。

图1示出本申请示例实施例的土壤参数的检测方法的一流程图。如图1所示，该检测方法包括步骤S100～S500。这里可以理解的是，本申请提供的土壤参数的检测方法由土壤参数检测装置执行，其中土壤参数检测装置至少配置有第一探针、第二探针和第三探针。

在步骤S100中，土壤参数检测装置接收第一探针获取的土壤的温度初始信号。

根据示例实施例，第一探针连接有温度测量模块，将第一探针插入土壤中的预设位置，第一探针通过温度测量模块获取土壤的温度初始信号。这里可以理解的为，温度测量模块可以为热敏电阻，土壤的温度初始信号可以为热敏电阻随着土壤温度的变化信号。

在步骤S200中，土壤参数检测装置基于温度初始信号确定土壤的温度信息。

例如，土壤参数检测装置将温度测量模块获取土壤的温度初始信号(例如热敏电阻的变化信号)利用模拟数字转换器ADC(Analog-to-Digital Converter)模数转换为温度数字信号，进行土壤温度值还原，从而得到土壤的温度信息。

在步骤S300中，土壤参数检测装置向第二探针发出湿度电导率初始信号，以使第二探针向土壤传输湿度电导率初始信号。

例如，土壤参数检测装置在进行土壤参数检测之前，进行系统初始化。在系统初始化之后，开启土壤温度检测线程和湿度电导率检测线程。

根据示例实施例，步骤S100～S200与步骤S300可以同时进行，也可以按照一定预设顺序依次进行。即土壤温度检测线程和湿度电导率检测线程即可以同时进行也可以按照一定预设顺序依次进行，本申请对此不作限制

在步骤S300中，土壤参数检测装置开启湿度电导率检测线程，向第二探针发出湿度电导率初始信号。这里可以理解的是，湿度电导率初始信号为指代湿度电导率信息的表征信号。如土壤参数检测装置产生一阶跃信号，并将阶跃信号传递至第二探针，此时用于传递阶跃信号的第二探针的电位为正。

将第二探针插入土壤中的预设位置，以使得第二探针上的阶跃信号可以通过土壤进行传递。

在步骤S400中，土壤参数检测装置接收第三探针获取到的湿度电导率反射信号，湿度电导率反射信号为第二探针发射的湿度电导率初始信号经过土壤反射形成的，此时用于接收反射的阶跃信号的第三探针的电位为负。

例如，第二探针发出的阶跃信号在土壤中的传递过程中发生反射，阶跃信号经过土壤的反射后发生变化，第三探针获取此时的阶跃信号，并将经过土壤反射后的阶跃信号即湿度电导率反射信号传输至土壤参数检测装置，其中第三探针通过模拟开关与土壤参数检测装置的参考地连接。

在步骤S400中，土壤参数检测装置基于时域反射法根据湿度电导率初始信号和湿度电导率反射信号确定土壤的湿度电导率信息。

根据示例实施例，时域反射法TDR(Time Domain Reflectometry)为利用送入传输线的脉冲的反射能量来测量阻抗的方法。本申请技术方案通过利用电磁波在不同介质中的传播速度的差异来测定土壤湿度和土壤电导率EC。例如，土壤参数检测装置产生的脉冲电波通过第二探针在土壤中传播后，脉冲电波发生变化，通过确定脉冲电波的变化通过相应的算法以确定土壤湿度和土壤电导率EC。

通过上述示例实施例，本申请技术方案通过第一探针获取土壤的温度初始信号，并根据温度初始信号确定出土壤的温度信息。以及本申请技术方案通过第二探针向土壤发出湿度电导率初始信号，以使得湿度电导率初始信号在土壤中进行传播，第三探针获取湿度电导率初始信号经过土壤反射形成的湿度电导率反射信号。本申请技术方案以时域反射法为基础，根据湿度电导率初始信号和湿度电导率反射信号确定出土壤的湿度电导率信息，具有快速、准确、可连续原位测量及无辐射等优点。

本申请技术方案采用时域反射法，通过第二探针作为信号发射端，第三探针作为信号接收端，接收端接收经过土壤反射后的所变化的反射信号，如此可以使得本申请技术方案可以以相对简单的结构，检测经过土壤后的反射信号，从而可以根据初始信号和反射信号确定出土壤中的参数量，如土壤中的湿度电导率参数，从而得到湿度电导率信息。

可选地，在步骤S500中，土壤参数检测装置对湿度电导率反射信号进行运算放大处理，以及根据经过运算放大处理后的湿度电导率反射信号和湿度电导率初始信号之间的电压差和相位差确定湿度电导率信号差。

例如，土壤参数检测装置接收到第三探针传输的湿度电导率反射信号后，通过运算放大器对湿度电导率反射信号进行运算放大处理。经过运算放大处理后的湿度电导率反射信号经过峰值检波模块处理后得到湿度电导率反射信号和湿度电导率初始信号之间的电压差和相位差。土壤参数检测装置利用时域反射法根据电压差和相位差计算出温度数据和电导率数据，从而可以确定处湿度电导率信息。

可选地，图2示出本申请示例实施例的土壤参数的检测方法的另一流程图。该检测方法包括步骤S100～步骤S900。步骤S100～S500在上文已详细描述，此处不再赘述。

如图2所示，在步骤S600中，土壤参数检测装置对调第二探针和第三探针的电位。

根据示例实施例，在步骤S500中结束一次湿度电导率信息的检测后，土壤参数检测装置对调第二探针和第三探针的电位。例如土壤参数检测装置配置第二探针的电位为负，以及配置第三探针的电位为正。

例如，土壤参数检测装置在检测线程中，以预设频率(例如10KHz的频率)对调第二探针和第三探针的正负极，例如，在土壤参数检测装置完成一次湿度电导率信息的检测后，或者在预设时间(例如0.1ms)后对调第二探针和第三探针的正负极。如此设置，可以减少探针的电化学反应，提高土壤参数检测装置的使用寿命。

在步骤S700中，土壤参数检测装置再次开启湿度电导率检测线程，向第三探针发出湿度电导率初始信号。如土壤参数检测装置产生一阶跃信号，并将阶跃信号传递至第三探针，此时用于传递阶跃信号的第三探针的电位为正。

在步骤S800中，土壤参数检测装置接收第二探针获取到的湿度电导率反射信号，湿度电导率反射信号为第三探针发射的湿度电导率初始信号经过土壤反射形成的，此时用于接收反射的阶跃信号的第二探针的电位为负。

例如，第三探针发出的阶跃信号在土壤中的传递过程中发生反射，阶跃信号经过土壤的反射后发生变化，第二探针获取此时的阶跃信号，并将经过土壤反射后的阶跃信号即湿度电导率反射信号传输至土壤参数检测装置，其中第二探针通过模拟开关与土壤参数检测装置的参考地连接。

在步骤S900中，土壤参数检测装置基于时域反射法根据湿度电导率初始信号和湿度电导率反射信号确定土壤的湿度电导率信息。其检测原理已在步骤S400中详细描述，此处不再赘述。

通过上述示例实施例，本申请技术方案通过对调第二探针和第三探针的电位，使得土壤参数检测装置可以自动循环进行湿度电导率信息的检测，以使得可以对湿度电导率信息进行实时测量，从而提高检测效率，以及减少探针的电化学反应，提高土壤参数检测装置的使用寿命。

可选地，在步骤S500和/或步骤S900中，土壤参数检测装置还存储温度信息和湿度电导率信息。

例如，土壤参数检测装置内设置有存储模块，实时存储土壤参数检测装置所检测的土壤的温度信息和湿度电导率信息。

可选地，在步骤S500和/或步骤S900中，土壤参数检测装置还接收外部的信息获取装置的信息获取指令，以及根据信息获取指令向信息获取装置发送温度信息和湿度电导率信息。

例如，本申请提供的土壤参数检测装置固定设置于农作业种植环境中(如农业大棚)，土壤参数检测装置实时检测并存储土壤中的温度信息和湿度电导率信息。当用户存在获取当前土壤中的温度信息和湿度电导率信息的需求时，通过外部信息获取装置(例如上位机)与土壤参数检测装置通信连接，并向土壤参数检测装置发送信息获取指令。土壤参数检测装置接收并执行信息获取指令，向信息获取装置(例如上位机)发送温度信息和湿度电导率信息。

通过上述示例实施例，本申请提供的技术方案可以实现土壤中的温度信息和湿度电导率信息的同时测量，并且可以实现实时数据上送，例如可随时根据外部信息获取装置的信息获取指令进行数据上传。

可选地，在步骤S500和/或步骤S900中，土壤参数检测装置采用RS485通讯模块与所述信息获取装置进行通讯连接，且采用隔离电源与所述信息获取装置电气隔离。

图3示出一现有技术的电场干扰示意图。如图3所示，现有技术的一些方案中，当多个探针(传感器)同时检测同一块土壤时，多个探针(传感器)之间的正电场(EC+)和负电场(EC-)会相互干扰，从而会影响EC值的测量精准度。

本申请的技术方案采用RS485通讯模块与信息获取装置进行通讯连接，通过采用隔离电源与信息获取装置(如上位机)实现电气隔离。如隔离电源可以使得信息获取装置(如上位机)所输入的5V电压与土壤参数检测装置内部使用的5V电压没有任何的电气连接。因此可以使得RS485的总线之间的通讯不会使得EC之间产生串扰，从而可以使得多个探针(传感器)可以同时测量同一块土壤，提高检测效率，以及可以减少探针所受到的电气干扰，而减少探针的电化学反生，从而可以提高探针的使用寿命。

根据本申请的另一方面，提供了一种土壤参数传感器。该土壤参数传感器可以同时检测土壤电导率EC、土壤温度和土壤湿度多个参数，具有高集成度、低成本、结构简单、精准度高等特点。

图4示出本申请示例实施例的土壤参数传感器的结构示意图。参见图4，土壤参数传感器1包括印刷电路板10、第一探针组20、第二探针组30、控制模块40、温度电路模块50和湿度电导率电路模块60。

根据示例实施例，如图4所示，第一探针组20至少包括第一探针21。第二探针组30至少包括第二探针31和第三探针32。第一探针21、第二探针31和第三探针32并行设置于印刷电路板10上，且与印刷电路板10为可拆卸连接。

例如，第一探针21、第二探针31和第三探针32通过骑马卡和螺丝固定在印刷电路板上。

可选地，第一探针21、第二探针31和第三探针32的材质为304不锈钢材质，以使得本申请所提供的探针具有耐低温、耐磨、抗腐蚀以及抗氧化等性能，从而提高了探针的环境适应能力。

根据示例实施例，控制模块40用于执行MCU中心控制，用于发送土壤参数(如温度、湿度电导率)的检测指令。

如图4所示，温度电路模块50设置于印刷电路板10上，且与第一探针21连接。温度电路模块50用于根据控制模块40的检测指令，通过第一探针21检测土壤的温度信息。

例如，土壤参数传感器1在进行土壤参数检测之前，进行系统初始化。在系统初始化之后，开启土壤温度检测线程和湿度电导率检测线程。

可选地，温度电路模块50包括热敏电阻、温度检测装置和模数转换器。

将第一探针21插入土壤中的预设位置，第一探针21通过温度检测模块获取土壤的温度初始信号。这里可以理解的为，土壤的温度初始信号可以为温度检测装置所检测到的热敏电阻随着土壤温度的变化信号。

温度电路模块50将温度检测模块获取到的土壤的温度初始信号(例如热敏电阻的变化信号)利用模拟数字转换器ADC通过模数转换为温度数字信号，进行土壤温度值还原，从而得到土壤的温度信息。

根据示例实施例，如图4所示，湿度电导率电路模块60设置于印刷电路板10上，且与第二探针31和第三探针32连接。湿度电导率电路模块60用于根据控制模块40的检测指令，通过第二探针31和第三探针32检测土壤的湿度电导率信息。

例如，土壤参数传感器1开启湿度电导率检测线程，向第二探针31发出湿度电导率初始信号。这里可以理解的是，湿度电导率初始信号为指代湿度电导率信息的表征信号。如控制模块40产生一阶跃信号，并将阶跃信号通过湿度电导率电路模块60传递至第二探针31，此时用于传递阶跃信号的第二探针31的电位为正。

将第二探针31插入土壤中的预设位置，以使得第二探针31上的阶跃信号可以通过土壤进行传递。

湿度电导率电路模块60接收第三探针32获取到的湿度电导率反射信号，湿度电导率反射信号为第二探针31发射的湿度电导率初始信号经过土壤反射形成的，此时用于接收反射的阶跃信号的第三探针32的电位为负。

例如，第二探针31发出的阶跃信号在土壤中的传递过程中发生反射，阶跃信号经过土壤的反射后发生变化，第三探针32获取此时的阶跃信号，并将经过土壤反射后的阶跃信号即湿度电导率反射信号传输至湿度电导率电路模块60，其中第三探针32通过模拟开关与土壤参数传感器的参考地连接。

可选地，土壤参数传感器1基于时域反射法根据湿度电导率初始信号和湿度电导率反射信号确定土壤的湿度电导率信息。

根据示例实施例，时域反射法TDR(Time Domain Reflectometry)为利用送入传输线的脉冲的反射能量来测量阻抗的方法。本申请技术方案通过利用电磁波在不同介质中的传播速度的差异来测定土壤湿度和土壤电导率EC。例如，土壤参数传感器1的控制模块40产生的脉冲电波通过第二探针31在土壤中传播后，脉冲电波发生变化，通过确定脉冲电波的变化通过相应的算法以确定土壤湿度和土壤电导率EC。

可选地，湿度电导率电路模块60包括运算放大器、峰值检波电路和模数转换器。

例如，湿度电导率电路模块60接收到第三探针32传输的湿度电导率反射信号后，通过运算放大器对湿度电导率反射信号进行运算放大处理。经过运算放大处理后的湿度电导率反射信号经过峰值检波模块处理后得到湿度电导率反射信号和湿度电导率初始信号之间的电压差和相位差。控制模块40利用时域反射法根据电压差和相位差计算出温度数据和电导率数据，从而可以确定处湿度电导率信息。

通过上述示例实施例，本申请提供的土壤参数传感器通过第一探针获取土壤的温度初始信号，并根据温度初始信号确定出土壤的温度信息。以及本申请提供的土壤参数传感器通过第二探针向土壤发出湿度电导率初始信号，以使得湿度电导率初始信号在土壤中进行传播，第三探针获取湿度电导率初始信号经过土壤反射形成的湿度电导率反射信号。本申请提供的土壤参数传感器根据湿度电导率初始信号和湿度电导率反射信号确定出土壤的湿度电导率信息，具有高集成度、快速、准确、可连续原位测量及无辐射等优点。

可选地，控制模块40还用于对调第二探针31和第三探针32的电位。

根据示例实施例，在结束一次湿度电导率信息的检测后，控制模块40对调第二探针31和第三探针32的电位。例如控制模块40配置第二探针31的电位为负，以及配置第三探针32的电位为正。在第二探针31的电位为负和第三探针32的电位为正的情况下的湿度电导率电路模块的检验原理同上，此处不再赘述。

例如，土壤参数传感器1在检测线程中，以预设频率(例如10KHz的频率)对调第二探针31和第三探针32的正负极，例如，在土壤参数传感器1完成一次湿度电导率信息的检测后，或者在预设时间(例如0.1ms)后对调第二探针31和第三探针32的正负极。如此设置，可以减少探针的电化学反应，提高土壤参数传感器1的使用寿命。

通过上述示例实施例，本申请技术方案通过对调第二探针和第三探针的电位，使得土壤参数传感器可以自动循环进行湿度电导率信息的检测，以使得可以对湿度电导率信息进行实时测量，从而提高检测效率，以及提高土壤参数传感器的使用寿命。

可选地，控制模块40还包括存储单元41。存储单元41用于实时存储温度信息和湿度电导率信息。

可选地，土壤参数传感器1还包括外壳70。外壳70用于封装印刷电路板10。

本申请技术方案对土壤参数传感器1进行塑壳处理，如图4所示，通过设置外壳70，可以使得土壤参数传感器1更具有环境适应性。

可选地，如图4所示，第一探针组20和第二探针组30设置于外壳70的同侧。

可选地，外壳70与第一探针组20和第二探针组30的连接处设置有密封圈。密封圈用于进行密封胶的灌封。

例如，对密封圈进行密封胶的灌封，可以使得土壤参数传感器1达到IP68级的防水防尘的效果，进一步避免探针发生电化学反应，从而增加土壤参数传感器1的使用寿命。

根据本申请的另一方面，还提供了一种土壤参数检测装置。图5示出本申请示例实施例的土壤参数的检测装置的结构示意图。如图5所示，该土壤参数的检测装置2包括如上文所述的土壤参数传感器1和信息获取装置90。

如图5所示，信息获取装置90与土壤参数传感器1通讯连接，用于从土壤参数传感器1的存储单元中获取温度信息和湿度电导率信息。

例如，本申请提供的土壤参数传感器1固定设置于农作业种植环境中(如农业大棚)，土壤参数传感器1实时检测并存储土壤中的温度信息和湿度电导率信息。当用户存在获取当前土壤中的温度信息和湿度电导率信息的需求时，通过外部信息获取装置90(例如上位机)与土壤参数传感器1通信连接，并向土壤参数传感器1发送信息获取指令。土壤参数检测装置接收并执行信息获取指令，向信息获取装置90(例如上位机)发送温度信息和湿度电导率信息。

通过上述示例实施例，本申请提供的技术方案可以实现土壤中的温度信息和湿度电导率信息的同时测量，并且可以实现实时数据上送，例如可随时根据外部信息获取装置的信息获取指令进行数据上传。

可选地，土壤参数传感器还包括隔离电源80，用于将控制模块40与外部电源电气隔离。

可选地，土壤参数传感器1还包括RS485通讯模块100，信息获取装置90与土壤参数传感器1通过RS485通讯模块100进行通讯连接。

可选地，RS485通讯模块100采用的通讯协议为Modbus通讯协议。

例如，通过采用RS485通讯模块与信息获取装置90进行通讯连接，通过采用隔离电源80与信息获取装置90(如上位机)实现电气隔离。如隔离电源80可以使得信息获取装置90(如上位机)所输入的5V电压与土壤参数传感器1内部使用的5V电压没有任何的电气连接。因此可以使得RS485的总线之间的通讯不会使得EC之间产生串扰，从而可以使得多个探针(传感器)可以同时测量同一块土壤，提高检测效率，以及可以减少探针所受到的电气干扰，而减少探针的电化学反生，从而可以提高探针的使用寿命。

根据本申请的又一方面，还提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器，能够实现如上文所述的土壤参数的检测方法。

根据本申请的又一方面，还提供一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序能够实现如上文所述的土壤参数的检测方法。

最后应说明的是，以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，尽管参照前述实施例对本申请进行详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种土壤参数的检测方法，其特征在于，包括：

接收第一探针获取的土壤的温度初始信号；

基于所述温度初始信号确定土壤的温度信息；

向第二探针发出湿度电导率初始信号，以使所述第二探针向土壤传输所述湿度电导率初始信号；

接收第三探针获取到的湿度电导率反射信号，所述湿度电导率反射信号为所述第二探针发射的湿度电导率初始信号经过土壤反射形成的；

基于时域反射法根据所述湿度电导率初始信号和所述湿度电导率反射信号确定土壤的湿度电导率信息。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述基于时域反射法根据所述湿度电导率初始信号和所述湿度电导率反射信号确定土壤的湿度电导率信息包括：

对所述湿度电导率反射信号进行运算放大处理；

根据经过所述运算放大处理后的湿度电导率反射信号和所述湿度电导率初始信号之间的电压差和相位差确定湿度电导率信号差；

根据所述湿度电导率信号差确定湿度电导率信息。

3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括：

对调所述第二探针和所述第三探针的电位；

向所述第三探针发出所述湿度电导率初始信号，以使得所述第三探针向土壤发射所述湿度电导率初始信号；

接收所述第二探针获取到的湿度电导率反射信号，所述湿度电导率反射信号为所述第三探针发射的湿度电导率初始信号经过土壤反射形成的；

基于所述湿度电导率初始信号和所述湿度电导率反射信号确定土壤的湿度电导率信息。

4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括存储所述温度信息和所述湿度电导率信息。

5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括：

接收外部的信息获取装置的信息获取指令；

根据所述信息获取指令向所述信息获取装置发送所述温度信息和所述湿度电导率信息。

6.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括：

采用RS485通讯模块与所述信息获取装置进行通讯连接，且采用隔离电源与所述信息获取装置电气隔离。

7.一种土壤参数传感器，其特征在于，执行如权利要求1～6任一所述的土壤参数的检测方法，所述土壤参数传感器包括：

印刷电路板；

第一探针组，至少包括第一探针；

第二探针组，至少包括第二探针和第三探针，其中所述第一探针、所述第二探针和所述第三探针并行设置于所述印刷电路板上，且与所述印刷电路板为可拆卸连接；

控制模块，设置于所述印刷电路板上，用于发出检测指令；

温度电路模块，设置于所述印刷电路板上，且与所述第一探针通信连接，用于根据所述检测指令，通过所述第一探针检测土壤的温度信息；

湿度电导率电路模块，设置于所述印刷电路板上，且与所述第二探针和第三探针通信连接，用于根据所述检测指令，通过所述第二探针和第三探针检测土壤的湿度电导率信息。

8.根据权利要求7所述的土壤参数传感器，其特征在于，所述控制模块包括：存储单元，用于存储所述温度信息和所述湿度电导率信息。

9.根据权利要求7所述的土壤参数传感器，其特征在于，所述温度电路模块包括热敏电阻、温度检测装置和模数转换器。

10.根据权利要求7所述的土壤参数传感器，其特征在于，所述湿度电导率电路模块包括运算放大器、峰值检波电路和模数转换器。

11.根据权利要求7所述的土壤参数传感器，其特征在于，所述土壤参数传感器还包括：

隔离电源，用于将所述控制模块与外部电源电气隔离。

12.一种土壤参数的检测装置，其特征在于，包括如权利要求7～11任一所述的土壤参数传感器；所述检测装置还包括：

信息获取装置，与所述土壤参数传感器通讯连接，用于从土壤参数传感器的存储单元中获取所述温度信息和所述湿度电导率信息。

13.一种电子设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-6中任一所述的检测方法。

14.一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序实现如权利要求1-6中任一所述的检测方法。

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