CN208672183U - 深度可调节土壤温度监控器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种深度可调节土壤温度监控器，包括固定支架、旋转探棒、前端温度检测头、后端控制管，前端温度检测头中心头上设置了网口温度检测腔，后端控制管内部封装了系统控制模块、数据传输器、动力驱动器、动力螺纹棒及动力电机，前端温度检测头通过加长电缆连接到后端控制管，系统控制模块分别连接到数据传输器和动力驱动器，动力驱动器连接到动力电机，所述的前端温度检测头固定在旋转探棒前端，旋转探棒通过螺纹扣切合安装在动力螺纹棒上。本实用新型通过精细距离控制，以检测植物根系附近不同深度位置的温度数据，并实时进行无线上送，从而能够有效监测根系环境下土壤的活跃度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种农业检测设备，尤其涉及一种深度可调节土壤温度监控器。
背景技术
土壤内部植物根部附近是微生物最活跃的部分，微生物在与植物根部相互反应后，以及植物根据进行呼吸作用后，都将使土壤的温度发生变化，而土壤温度数值的变化将直接反映处土壤内部微生物和根系的活跃度。目前传统的土壤温度检测设备都是埋入或者插入土壤一定深度进行检测，但是土壤内部根系范围时是一个生态系统，因此只检测一个深度位置的土壤温度，不能全面反映土壤的活跃度，而如果通过人工反复调整土壤温度检测设备的检测深度，操作非常麻烦，同时，人工改变深度精度低，很容易造成检测深度变化过大或者过小而造成对土壤根系不同深度范围温度变化趋势的检测受到不利影响。
发明内容
本实用新型的目的：提供一种能够精确控制土壤深度位置并进行温度检测的深度可调节土壤温度监控器。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种深度可调节土壤温度监控器，包括固定支架、旋转探棒、前端温度检测头、后端控制管，所述的前端温度检测头中心头上设置了网口温度检测腔，所述的后端控制管内部封装了系统控制模块、数据传输器、动力驱动器、动力螺纹棒及动力电机，所述的前端温度检测头通过加长电缆连接到后端控制管，所述的系统控制模块分别连接到数据传输器和动力驱动器，所述的动力驱动器连接到动力电机，所述的前端温度检测头固定在旋转探棒前端，所述的旋转探棒通过螺纹扣切合安装在动力螺纹棒上。
上述的深度可调节土壤温度监控器，其中，所述的网口温度检测腔内部前端设置了微型数字温度传感器STS21，所述的网口温度检测腔外部采用了硬质温度传导铝网。
上述的深度可调节土壤温度监控器，其中，所述的系统控制模块采用了微控制STM单片机STM8L151R6作为系统控制器。
上述的深度可调节土壤温度监控器，其中，所述的数据传输器采用无线数据转换传输芯片SI4468模块，所述的数据传输器能够实时将SPI数据转换成915MHZ无线传输数据。
上述的深度可调节土壤温度监控器，其中，所述的动力驱动器采用了两线控制总线的步进电机数字驱动芯片HR4985。
本实用新型通过精细距离控制，以检测植物根系附近不同深度位置的温度数据，并实时进行无线上送，从而能够有效监测根系环境下土壤的活跃度。
附图说明
图1是本实用新型深度可调节土壤温度监控器的设备图。
图2是本实用新型深度可调节土壤温度监控器的设备原理图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例。
请参见图1和图2所示，一种深度可调节土壤温度监控器，包括固定支架1、旋转探棒2、前端温度检测头3、后端控制管4，所述的前端温度检测头3中心头5上设置了网口温度检测腔6，所述的后端控制管4内部封装了系统控制模块7、数据传输器8、动力驱动器9、动力螺纹棒10及动力电机11，所述的前端温度检测头3通过加长电缆连接到后端控制管4，所述的系统控制模块7分别连接到数据传输器8和动力驱动器9，所述的动力驱动器9连接到动力电机11，所述的前端温度检测头3固定在旋转探棒2前端，所述的旋转探棒2通过螺纹扣12切合安装在动力螺纹棒10上。
如图1所示，所述的固定支架1架设在植物种植土壤上方，整个旋转探棒2垂直安装，前端温度检测头3设置在旋转探棒2的前部，所述的旋转探棒2固定在螺纹扣12上，所述的动力螺纹棒10安装在动力电机11的旋转轴上。本实用新型根据种植作物根部埋设深度范围，将整个旋转探棒2的数值下降距离设置在0-30厘米范围内，因此使前端温度检测头3能够检测土壤0-25厘米深度范围内的土壤温度数值。所述的系统控制模块7通过两线控制总线控制动力驱动器9以驱动动力电机11正反方向旋转对应的步数，并根据螺纹扣12和动力螺纹棒10切合螺纹的尺寸，从而将动力电机11旋转的步数和前端温度检测头3竖直移动的距离进行比例对应，从而通过控制动力电机11旋转对应的步数，以准确控制前端温度检测头3竖直移动的距离数值。
所述的系统控制模块7通过数字SPI接口连接控制数据传输器8，既能够通过数据传输器8将检测的不同深度的土壤温度数值无线传输到实验中心服务器上，同时实验中心服务器也能够通过无线网络发送无线命令到数据传输器8，从而使系统控制模块7按照无线命令控制动力驱动器9以驱动动力电机11正反旋转对应的步数，动力电机11的正反旋转带动动力螺纹棒10的正反旋转，动力螺纹棒10上的螺纹旋转从而通过螺纹驱动螺纹扣12做向下和向上的直线运动，由于前端温度检测头3固定在螺纹扣12上，因此螺纹扣12向下和向上的运动带动前端温度检测头3在土壤内部做同步的下上运动，由于前端温度检测头3采用了细锥形头结构，因此向下运动能够轻松的伸入到土壤中。
本实用新型在操作前，会将前端温度检测头3接触在土壤表面，以作为深度零点，然后实验中心服务器通过无线网络发送前端温度检测头3向下移动设定距离的无线命令后，系统控制模块7通过数据传输器8接收该无线命令，并且控制动力驱动器9以驱动动力电机11正方向旋转对应的步数，从而带动前端温度检测头3按照设定距离向下移动以伸入到土壤中对应的深度位置，同时，系统控制模块7通过I2C接口控制采集网口温度检测腔6内部的微型数字温度传感器STS21实时检测当前深度的土壤温度数值，并将该温度数值通过SPI接口传输到数据传输器8，通过数据传输器8无线传输到实验中心服务器，以便于实验中心服务器实时获取当前土壤深度位置的土壤实时温度数值；当实验中心服务器通过无线网络发送前端温度检测头3向上移动设定距离的无线命令后，系统控制模块7会控制动力驱动器9以驱动动力电机11以当前位置为基础反方向旋转对应的步数，从而带动前端温度检测头3按照设定距离向上移动以回退出土壤对应的距离，从而实现前端温度检测头3向上移动设定距离的目的，同步的，系统控制模块7会实时通过I2C接口控制采集网口温度检测腔6内部的微型数字温度传感器STS21实时检测的当前深度的土壤温度数值，并通过数据传输器8将温度数值无线传输到实验中心服务器。
所述的网口温度检测腔6内部前端设置了微型数字温度传感器STS21，所述的网口温度检测腔6外部采用了硬质温度传导铝网。
所述的系统控制模块7采用了微控制STM单片机STM8L151R6作为系统控制器。
所述的数据传输器8采用无线数据转换传输芯片SI4468模块，所述的数据传输器8能够实时将SPI数据转换成915MHZ无线传输数据。
所述的动力驱动器9采用了两线控制总线的步进电机数字驱动芯片HR4985。所述的动力驱动器9的控制总线为方向控制DIR总线和步数控制STEP总线，所述的动力驱动器9方向控制DIR总线通过输入高/低电平信号以控制动力驱动器9驱动动力电机11正/反方向旋，所述的动力驱动器9步数控制STEP总线通过输入不同脉冲数的脉冲信号以控制动力驱动器9驱动动力电机11按照输入脉冲数旋转对应步数。
本实用新型通过精细距离控制，以检测植物根系附近不同深度位置的温度数据，并实时进行无线上送，从而能够有效监测根系环境下土壤的活跃度。
Claims (5)
1.一种深度可调节土壤温度监控器，其特征在于：包括固定支架（1）、旋转探棒（2）、前端温度检测头（3）、后端控制管（4），所述的前端温度检测头（3）中心头（5）上设置了网口温度检测腔（6），所述的后端控制管（4）内部封装了系统控制模块（7）、数据传输器（8）、动力驱动器（9）、动力螺纹棒（10）及动力电机（11），所述的前端温度检测头（3）通过加长电缆连接到后端控制管（4），所述的系统控制模块（7）分别连接到数据传输器（8）和动力驱动器（9），所述的动力驱动器（9）连接到动力电机（11），所述的前端温度检测头（3）固定在旋转探棒（2）前端，所述的旋转探棒（2）通过螺纹扣（12）切合安装在动力螺纹棒（10）上。
2.根据权利要求1所述的深度可调节土壤温度监控器，其特征在于：所述的网口温度检测腔（6）内部前端设置了微型数字温度传感器STS21，所述的网口温度检测腔（6）外部采用了硬质温度传导铝网。
3.根据权利要求1所述的深度可调节土壤温度监控器，其特征在于：所述的系统控制模块（7）采用了微控制STM单片机STM8L151R6作为系统控制器。
4.根据权利要求1所述的深度可调节土壤温度监控器，其特征在于：所述的数据传输器（8）采用无线数据转换传输芯片SI4468模块，所述的数据传输器（8）能够实时将SPI数据转换成915MHZ无线传输数据。
5.根据权利要求1所述的深度可调节土壤温度监控器，其特征在于：所述的动力驱动器（9）采用了两线控制总线的步进电机数字驱动芯片HR4985。
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| CN (1) | CN208672183U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112816085A (zh) * | 2021-01-04 | 2021-05-18 | 李芷倩 | 一种利用滑动变阻器自动调节监测深度的温度测量组件 |
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2018
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| CN112816085B (zh) * | 2021-01-04 | 2022-05-31 | 武汉锐进铁路发展有限公司 | 一种利用滑动变阻器自动调节监测深度的温度测量组件 |
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