CN203037606U

CN203037606U - 无线多点土壤水分监测系统

Info

Publication number: CN203037606U
Application number: CN 201320025202
Authority: CN
Inventors: 卢超; 李丞; 陈松松; 卫兴辉
Original assignee: Shaanxi University of Technology
Current assignee: Shaanxi University of Technology
Priority date: 2013-01-14
Filing date: 2013-01-14
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2023-01-14

Abstract

本实用新型涉及一种无线多点土壤水分监测系统，包括一个上位机和多个下位机，上位机包括第一微处理器、显示模块、按键模块、报警模块、存储模块和无线接收模块，显示模块、按键模块、报警模块、存储模块和无线接收模块均与第一微处理器相连，下位机包括第二微处理器、土壤水分信号检测模块、A/D转换器、电源模块、按键模块和无线发射模块，电源模块分别于无线发射模块、土壤水分信号检测模块和第二微处理器电连接，土壤水分信号检测模块通过A/D转换器和第二微处理器相连，无线发射模块和按键模块均与第二微处理器相连，多个下位机的硬件配置相同，分别放置在多片待测量土壤区域。本实用新型可以对多片土壤区域的土壤水分数据同时测量，其结构简单、使用方便、可视性好，同时采用无线方式，无需馈线连接，上位机和多个下位机可以随时移动，便于多点测量，可扩展性好。

Description

无线多点土壤水分监测系统

技术领域：

本实用新型涉及一种测量土壤水分的系统，具体来说为一种无线多点土壤水分监测系统。

背景技术：

土壤水分是农作物生长所需水分的主要供给源，同时还参与土壤中许多重要的生物、物理和化学的活动过程。土壤水分过少，将导致肥料无法被农作物充分利用和吸收，土壤中的水分含量过多，很有可能因为过饱和而使水分渗漏，将之前施加的肥料随其渗漏到地下水中，肥料就会流失，还可能还会对土壤造成污染。因此，及时并且准确地采集和监测土壤水分含量，对农作物的生长有着至关重要的作用。

我国目前现有的各类土壤水分监测仪器中，大多还是采用有线方式传输，大都采用RS485总线连接单片机或数字传感器来实现信息的采集，RS485总线的传输距离短，布线较难，而且与其连接的采集机构的数量受到限制，造成了灵活性差，同时有线技术有明显的局限性，它们过多的依赖控制室和远端现场之间的物理连线，尤其是当被监测部分所处恶劣环境时，采用有线传输模式会付出更多的人力和物力。因此开发一种简单高效、准确实用的无线多点土壤水分监测系统，可以克服了传统技术需人工看守、不能及时检测动态数据的缺点，同时利用无线模块能够进行无线传输的特点，可以实现对土壤水分含量进行自动监测和远程控制等智能化操作，能够使用户及时获得现场情况，对土壤含水量情况进行实时监测，随时采集和记录数据，并对其进行实时的统计和分析，从而为用户提供了准确及时的信息，便于决策管理。

发明内容：

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种无线多点土壤水分监测系统，其能够通过无线方式自动的测量多片土壤区域的土壤水分数据。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：无线多点土壤水分监测系统，包括一个上位机和多个下位机，上位机包括第一微处理器、显示模块、按键模块、报警模块、存储模块和无线接收模块，显示模块、按键模块、报警模块、存储模块和无线接收模块均与第一微处理器相连，下位机包括第二微处理器、土壤水分信号检测模块、A/D转换器、电源模块、按键模块和无线发射模块，电源模块分别于无线发射模块、土壤水分信号检测模块和第二微处理器电连接，土壤水分信号检测模块通过A/D转换器和第二微处理器相连，无线发射模块和按键模块均与第二微处理器相连，多个下位机的硬件配置相同，分别放置在多片待测量土壤区域。

作为优选，报警模块为语音报警器。

作为优选，显示模块为LCD显示屏。

作为优选，存储模块采用为I²C总线的EEPROM。

作为优选，电源模块为锂离子电池。

作为优选，无线发射模块与无线接收模块相匹配且之间无线通讯。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：可以对多片土壤区域的土壤水分数据同时测量，其结构简单、使用方便、可视性好，同时采用无线方式，无需馈线连接，上位机和多个下位机可以随时移动，便于多点测量，可扩展性好。

附图说明：

图1为本实用新型所述无线多点土壤水分监测系统的结构框图；

图2为本实用新型所述下位机的结构框图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

作为本实用新型的一种实施方式，参阅图1和图2，本实用新型一个上位机和多个下位机，上位机包括第一微处理器、显示模块、按键模块、报警模块、存储模块和无线接收模块，显示模块、按键模块、报警模块、存储模块和无线接收模块均与第一微处理器相连，下位机包括第二微处理器、土壤水分信号检测模块、A/D转换器、电源模块、按键模块和无线发射模块，电源模块分别于无线发射模块、土壤水分信号检测模块和第二微处理器电连接，土壤水分信号检测模块通过A/D转换器和第二微处理器相连，无线发射模块和按键模块均与第二微处理器相连，多个下位机的硬件配置相同，分别放置在多片待测量土壤区域。报警模块为语音报警器。显示模块为LCD显示屏。存储模块采用为I²C总线的EEPROM。电源模块为锂离子电池。无线发射模块与无线接收模块相匹配且之间无线通讯。

使用时，将多个下位机放置在多片待测量土壤区域中，同时将土壤水分传感器直接埋入土壤中，多个下位机通过土壤水分传感器将测量的土壤水分数据转化为模拟电信号，再通过A/D转换器将模拟电信号转换为数字信号送给微处理器，然后微处理器将测量的所有数据传输给无线发射模块，再激发无线发射模块将数据发送出去。上位机上电后将无线接收模块置于接收状态，等待下位机发送数据，当监测到下位机有数据发送并且载波频率与地址匹配后，上位机无线接收模块开始接收对应下位机发送的土壤水分数据，接收到数据后处理成相应的测量结果存储在存储器中。存储器用于对实时测量数据保存，可以用计算机打开对所有测量数据进行分析、拟合历史曲线等。测量数据同时在上位机的液晶屏上显示。按键模块可设置各测量点土壤水分的报警阈值，当某监测点数据超标时，系统将自动启动报警模块进行语音报警。

优选的是，所述的第一微处理器和第二微处理器选用AT89C52或STC89C52单片机，土壤水分信号检测模块选用土壤水分传感器HA2001，A/D转换器选用TLC1549芯片，无线发射模块和无线接收模块选用NRF2401芯片，显示模块选用LCD12864液晶显示器，存储模块选用数据存储器AT24C04芯片，报警器选用ISD1420语音芯片。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围内的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会限制于本文所示的这些实施例，而是要符合于本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.无线多点土壤水分监测系统，包括一个上位机和多个下位机，其特征在于：所述上位机包括第一微处理器、显示模块、按键模块、报警模块、存储模块和无线接收模块，所述显示模块、按键模块、报警模块、存储模块和无线接收模块均与第一微处理器相连，所述下位机包括第二微处理器、土壤水分信号检测模块、A/D转换器、电源模块、按键模块和无线发射模块，所述电源模块分别于无线发射模块、土壤水分信号检测模块和第二微处理器电连接，所述土壤水分信号检测模块通过A/D转换器和第二微处理器相连，所述无线发射模块和按键模块均与第二微处理器相连，所述多个下位机的硬件配置相同，分别放置在多片待测量土壤区域。

2.根据权利要求1所述的无线多点土壤水分监测系统，其特征在于：所述报警模块为语音报警器。

3.根据权利要求1所述的无线多点土壤水分监测系统，其特征在于：所述显示模块为LCD显示屏。

4.根据权利要求1所述的无线多点土壤水分监测系统，其特征在于：所述存储模块采用为I²C总线的EEPROM。

5.根据权利要求1所述的无线多点土壤水分监测系统，其特征在于：所述电源模块为锂离子电池。

6.根据权利要求1所述的无线多点土壤水分监测系统，其特征在于：所述无线发射模块与无线接收模块相匹配且之间无线通讯。