CN208588733U - 基于无线光伏的多层土壤墒情检测仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于无线光伏的多层土壤墒情检测仪，包含太阳能板、锂电池、充电电路；所述太阳能板、充电电路、锂电池依次连接；所述基于无线光伏的多层土壤墒情检测仪还包含处理器、无线通讯模块、土壤墒情传感器电源升压电路；所述处理器分别与无线通讯模块、土壤墒情传感器电源升压电路相连；所述基于无线光伏的多层土壤墒情检测仪还包含土壤墒情传感器，所述土壤墒情传感器电源升压电路的输出端与土壤墒情传感器的电源输入端相连，土壤墒情传感器的信号输出端与所述处理器相连。通过本实用新型，解决了电磁阀控制的安装挖沟、穿线、埋线以及庞大能源问题，降低了成本，增强了系统的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及农业监控领域，尤其涉及一种基于无线光伏的多层土壤墒情检测仪。
背景技术
随着农业现代化和规模化的加大，在大田灌溉方面使用自动化操作的需求越来越强烈。而现有电磁阀控制均采用有线的控制方式，即在控制中心的控制柜里对每个电磁阀引一根两芯的电源线，而且该线因大田里面不能布36V以上的电线，故线都比较粗，同时最远距离不能超过2Km（采用进口电磁阀才能达到的效果，如果国产电磁阀因电流消耗大距离还要缩减一半以上），故线材成本高，铺设距离有限。
同时，大田里有耗子等、也要耕作，损坏的可能性较大，布线的时候要尽量避免被损坏，故要大范围挖沟、埋线、穿管、修线井。导致布线成本很高、增加灌溉区域麻烦（施工量大、周期长、花钱多）、出现故障线路很不好维修。
现在还有一种减少布线成本的电磁阀控制方案，就是采用总线式的控制方案。即所有电磁阀每个配个一个控制器在旁边，或者几个电磁阀配有一个控制器，线路采用220V供电和有线信号传输，控制是的主控制器与每个分控制器通信，从而实现控制每个电磁阀的目的。
这个实现方案一样的回存在挖沟、穿线、埋线等问题，只是布线量少了很多。同时，该方案会存在一个问题，采用低压呢线路长了电磁阀一多就没法用了，故绝大部分采用的是220V交流电供电，这样就会存在很严重的安全问题。
另外这种总线是的实现方式，如果中间某一根线被耗子咬断或者耕作者挖断，后面所有的电磁阀均不能操作，且如果是弄断的地方短路，整个系统将处于瘫痪。而线路是埋在地线并穿管，故障点找起来也很麻烦。非专业人员是找不到故障点。
为了解决上述问题，本实用新型提出一种基于无线光伏的多层土壤墒情检测仪。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提出一种基于无线光伏的多层土壤墒情检测仪，所述基于无线光伏的多层土壤墒情检测仪包含太阳能板、锂电池、充电电路；所述太阳能板、充电电路、锂电池依次连接；
所述基于无线光伏的多层土壤墒情检测仪还包含处理器、无线通讯模块、土壤墒情传感器电源升压电路；所述处理器分别与无线通讯模块、土壤墒情传感器电源升压电路相连；
所述基于无线光伏的多层土壤墒情检测仪还包含土壤墒情传感器，所述土壤墒情传感器电源升压电路的输出端与土壤墒情传感器的电源输入端相连，土壤墒情传感器的信号输出端与所述处理器相连；
所述无线通信模块为GPRS无线通信模块、433M无线模块、蓝牙通信模块、ZIGBEE无线通信模块、红外通信模块中的一种；
所述太阳能板、充电电路依次连接，所述太能板与充电电路的输入端相连，所述充电电路的输出端与所述处理器、无线通讯模块、土壤墒情传感器电源升压电路的电源输入端相连，为所述处理器、无线通讯模块供电。
优选的，所述一体化光伏无线气象站还包含太阳能板和充电电路，具体连接关系为：
所述太阳能板的正极通过第二二极管连接第三十电阻的第一端；所述太阳板的负极接地；
第三十电阻的第二端分别连接第二十九电阻的第二端、第四MOS管的栅极；
第二十九电阻的第一端与处理器相连，作为充电控制信号输入；
第四MOS管的源极接地；第四MOS管的漏极通过第三十一电阻连接至第三MOS管的栅极、第二十二电容的第一端、第二十八电阻的第一端；第三MOS管的源极、第二十二电容的第二端、第二十八电阻的第二端相连并连接至第三十电阻的第一端；
第三MOS管的漏极作为充电电路的输出端，所述充电电路的输出端还与蓄电池的正极相连，蓄电池的负极接地。
所述土壤墒情传感器电源升压电路的电源输入端与充电电路的输出端相连；
所述土壤墒情传感器电源升压电路的电源输入端分别与第一电阻的第二端、第四电容的第二端、第一MOS管的源极相连，第一电阻的第一端、第四电容的第一端、第一MOS管的栅极、第七电阻的第二端相连；
第七电阻的第一端与第二MOS管的漏极相连；
第二MOS管的源极与第四电阻的第二端相连并接地；
第二MOS管的栅极、第四电阻的第一端、第二电阻的第二端相连；
第二电阻的第一端与处理器相连，作为土壤墒情传感器电源升压电路的控制信号输入端；
第一MOS管的漏极分别连接第二电容的第一端、第三电容的第一端、第六电阻的第一端、MP1542的第7脚、MP1542的第6脚、第一电感的第一端；
第二电容的第二端、第三电容的第二端相连并接地；
第六电阻的第二端、MP1542的第3脚、第九电阻的第一端相连；第九电阻的第二端接地；
MP1542的第8脚通过第八电容接地；
MP1542的第4脚接地；
MP1542的第5脚分别与第一电感的第二端、第一二极管的正极相连；
MP1542的第1脚依次通过第七电容、第十电阻接地；
MP1542的第2脚通过第五电阻接地；
MP1542的第2脚与第三电阻的第二端相连；
第三电阻的第一端与第一二极管的阴极相连；第一二极管的阴极作为土壤墒情传感器电源升压电路的输出端。
优选的，所述充电电路还包含电压变换电路，电压变换电路的输入端与蓄电池的正极相连，蓄电池的正极还连接有HT7333的第2脚和第4脚，HT7333的第3脚通过第一电容接地，HT7333的第3脚通过第五电容接地，HT7333的第1脚接地，HT7333的第3脚作为3.3V电压输出端，为所述处理器供电。
优选的，所述处理器为MSP430F2132。
优选的，所述土壤墒情传感器为土壤温湿度传感器。
优选的，所述第一MOS管为AO3401，第二MOS管为AO3400，第三MOS管为AO3401，第四MOS管为AO3401。
由此可见，本实用新型的有益效果在于：A）最远稳定通讯距离>5KM，基本可以实现国内所有园区的集中控制需求。B）精准故障判定功能，让园区设备维护和使用人员清晰明了系统各点的运行情况，和故障处理。C）该设备让工程的安装省去了大量的挖沟、穿线、埋线等工作，省去了大量的线材、穿线管使用，不用布线也就不用做线井解决了很大的工程成本。D）使用该控制器，可以很方便的将现在使用的灌溉管网改成电磁阀控制，以便采用远程控制等物联网控制途径。E）在已有系统上增加控制区域数量也变的很方便，成本很低。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图；
图2是本实用新型的工作流程图；
图3为充电电路的电路图；
图4为升压电路的原理图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。
如图1所示，一种基于无线光伏的多层土壤墒情检测仪，所述基于无线光伏的多层土壤墒情检测仪包含太阳能板、锂电池、充电电路；所述太阳能板、充电电路、锂电池依次连接；
所述基于无线光伏的多层土壤墒情检测仪还包含处理器、无线通讯模块、土壤墒情传感器电源升压电路；所述处理器分别与无线通讯模块、土壤墒情传感器电源升压电路相连；
所述基于无线光伏的多层土壤墒情检测仪还包含土壤墒情传感器，所述土壤墒情传感器电源升压电路的输出端与土壤墒情传感器的电源输入端相连，土壤墒情传感器的信号输出端与所述处理器相连；
所述无线通信模块为GPRS无线通信模块、433M无线模块、蓝牙通信模块、ZIGBEE无线通信模块、红外通信模块中的一种；
所述太阳能板、充电电路依次连接，所述太能板与充电电路的输入端相连，所述充电电路的输出端与所述处理器、无线通讯模块、土壤墒情传感器电源升压电路的电源输入端相连，为所述处理器、无线通讯模块供电。
如图2所示，系统上电CPU将初始化系统时钟、各种信号检测端口初始化、升压电路初始化并关闭升压。系统初始化完成之后，CPU不断检测电池电量情况，太阳能能量情况最大限度的将能量收集起来。同时判断是否满足检测土壤墒情条件，如果满足条件则开启土壤墒情传感器电源升压电路，并读取土壤墒情传感器数据通过无线通信发送到接收终端，之后关闭土壤墒情传感器电源升压电路，检测完成后进入低功耗模式1秒。 如果条件不满足则直接进入低功耗模式1秒。系统从低功耗模式退出后继续判断是否满足检测条件。
优选的，如图3所示，所述一体化光伏无线气象站还包含太阳能板和充电电路，具体连接关系为：
所述太阳能板的正极通过第二二极管连接第三十电阻的第一端；所述太阳板的负极接地；
第三十电阻的第二端分别连接第二十九电阻的第二端、第四MOS管的栅极；
第二十九电阻的第一端与处理器相连，作为充电控制信号输入；
第四MOS管的源极接地；第四MOS管的漏极通过第三十一电阻连接至第三MOS管的栅极、第二十二电容的第一端、第二十八电阻的第一端；第三MOS管的源极、第二十二电容的第二端、第二十八电阻的第二端相连并连接至第三十电阻的第一端；
第三MOS管的漏极作为充电电路的输出端，所述充电电路的输出端还与蓄电池的正极相连，蓄电池的负极接地。
优选的，如图4所示，所述土壤墒情传感器电源升压电路的电源输入端与充电电路的输出端相连；
所述土壤墒情传感器电源升压电路的电源输入端分别与第一电阻的第二端、第四电容的第二端、第一MOS管的源极相连，第一电阻的第一端、第四电容的第一端、第一MOS管的栅极、第七电阻的第二端相连；
第七电阻的第一端与第二MOS管的漏极相连；
第二MOS管的源极与第四电阻的第二端相连并接地；
第二MOS管的栅极、第四电阻的第一端、第二电阻的第二端相连；
第二电阻的第一端与处理器相连，作为土壤墒情传感器电源升压电路的控制信号输入端；
第一MOS管的漏极分别连接第二电容的第一端、第三电容的第一端、第六电阻的第一端、MP1542的第7脚、MP1542的第6脚、第一电感的第一端；
第二电容的第二端、第三电容的第二端相连并接地；
第六电阻的第二端、MP1542的第3脚、第九电阻的第一端相连；第九电阻的第二端接地；
MP1542的第8脚通过第八电容接地；
MP1542的第4脚接地；
MP1542的第5脚分别与第一电感的第二端、第一二极管的正极相连；
MP1542的第1脚依次通过第七电容、第十电阻接地；
MP1542的第2脚通过第五电阻接地；
MP1542的第2脚与第三电阻的第二端相连；
第三电阻的第一端与第一二极管的阴极相连；第一二极管的阴极作为土壤墒情传感器电源升压电路的输出端。
优选的，所述充电电路还包含电压变换电路，电压变换电路的输入端与蓄电池的正极相连，蓄电池的正极还连接有HT7333的第2脚和第4脚，HT7333的第3脚通过第一电容接地，HT7333的第3脚通过第五电容接地，HT7333的第1脚接地，HT7333的第3脚作为3.3V电压输出端，为所述处理器供电。
优选的，所述处理器为MSP430F2132。
优选的，所述土壤墒情传感器为土壤温湿度传感器。
优选的，所述第一MOS管为AO3401，第二MOS管为AO3400，第三MOS管为AO3401，第四MOS管为AO3401。
需要说明的是，对于前述的各个方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和单元并不一定是本申请所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、ROM、RAM等。
以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
Claims (7)
1.基于无线光伏的多层土壤墒情检测仪，其特征在于，所述基于无线光伏的多层土壤墒情检测仪包含太阳能板、锂电池、充电电路；所述太阳能板、充电电路、锂电池依次连接；
所述基于无线光伏的多层土壤墒情检测仪还包含处理器、无线通信模块、土壤墒情传感器电源升压电路；所述处理器分别与无线通信模块、土壤墒情传感器电源升压电路相连；
所述基于无线光伏的多层土壤墒情检测仪还包含土壤墒情传感器，所述土壤墒情传感器电源升压电路的输出端与土壤墒情传感器的电源输入端相连，土壤墒情传感器的信号输出端与所述处理器相连；
所述无线通信模块为GPRS无线通信模块、433M无线模块、蓝牙通信模块、ZIGBEE无线通信模块、红外通信模块中的一种；
所述太阳能板、充电电路依次连接，所述太阳能板与充电电路的输入端相连，所述充电电路的输出端与所述处理器、无线通信模块、土壤墒情传感器电源升压电路的电源输入端相连，为所述处理器、无线通信模块供电。
2.如权利要求1所述的基于无线光伏的多层土壤墒情检测仪，其特征在于，还包括一体化光伏无线气象站，所述一体化光伏无线气象站包含太阳能板和充电电路，具体连接关系为：
所述太阳能板的正极通过第二二极管连接第三十电阻的第一端；所述太阳能板的负极接地；
第三十电阻的第二端分别连接第二十九电阻的第二端、第四MOS管的栅极；
第二十九电阻的第一端与处理器相连，作为充电控制信号输入；
第四MOS管的源极接地；第四MOS管的漏极通过第三十一电阻连接至第三MOS管的栅极、第二十二电容的第一端、第二十八电阻的第一端；第三MOS管的源极、第二十二电容的第二端、第二十八电阻的第二端相连并连接至第三十电阻的第一端；
第三MOS管的漏极作为充电电路的输出端，所述充电电路的输出端还与蓄电池的正极相连，蓄电池的负极接地。
3.如权利要求2所述的基于无线光伏的多层土壤墒情检测仪，其特征在于，所述土壤墒情传感器电源升压电路的电源输入端与充电电路的输出端相连；
所述土壤墒情传感器电源升压电路的电源输入端分别与第一电阻的第二端、第四电容的第二端、第一MOS管的源极相连，第一电阻的第一端、第四电容的第一端、第一MOS管的栅极、第七电阻的第二端相连；
第七电阻的第一端与第二MOS管的漏极相连；
第二MOS管的源极与第四电阻的第二端相连并接地；
第二MOS管的栅极、第四电阻的第一端、第二电阻的第二端相连；
第二电阻的第一端与处理器相连，作为土壤墒情传感器电源升压电路的控制信号输入端；
第一MOS管的漏极分别连接第二电容的第一端、第三电容的第一端、第六电阻的第一端、MP1542的第7脚、MP1542的第6脚、第一电感的第一端；
第二电容的第二端、第三电容的第二端相连并接地；
第六电阻的第二端、MP1542的第3脚、第九电阻的第一端相连；第九电阻的第二端接地；
MP1542的第8脚通过第八电容接地；
MP1542的第4脚接地；
MP1542的第5脚分别与第一电感的第二端、第一二极管的正极相连；
MP1542的第1脚依次通过第七电容、第十电阻接地；
MP1542的第2脚通过第五电阻接地；
MP1542的第2脚与第三电阻的第二端相连；
第三电阻的第一端与第一二极管的阴极相连；第一二极管的阴极作为土壤墒情传感器电源升压电路的输出端。
4.如权利要求2所述的基于无线光伏的多层土壤墒情检测仪，其特征在于，所述充电电路还包含电压变换电路，电压变换电路的输入端与蓄电池的正极相连，蓄电池的正极还连接有HT7333的第2脚和第4脚，HT7333的第3脚通过第一电容接地，HT7333的第3脚通过第五电容接地，HT7333的第1脚接地，HT7333的第3脚作为3.3V电压输出端，为所述处理器供电。
5.如权利要求2所述的基于无线光伏的多层土壤墒情检测仪，其特征在于，所述处理器为MSP430F2132。
6.如权利要求2所述的基于无线光伏的多层土壤墒情检测仪，其特征在于，所述土壤墒情传感器为土壤温湿度传感器。
7.如权利要求3所述的基于无线光伏的多层土壤墒情检测仪，其特征在于，所述第一MOS管为AO3401，第二MOS管为AO3400，第三MOS管为AO3401，第四MOS管为AO3401。
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|---|---|---|---|---|
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| CN117309816A (zh) * | 2023-10-24 | 2023-12-29 | 希立仪器设备(广东)有限公司 | 一种土壤非开挖式导航仪的快速识别系统 |
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| CN117309816B (zh) * | 2023-10-24 | 2024-06-07 | 希立仪器设备(广东)有限公司 | 一种土壤非开挖式导航仪的快速识别系统 |
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