CN211478137U

CN211478137U - 一种基于5g通讯的智能土壤墒情检测传感器

Info

Publication number: CN211478137U
Application number: CN201921991773.5U
Authority: CN
Inventors: 张金慧; 苗珍; 孟国华; 管连勇; 张建华
Original assignee: Nanjing Kewo Cloud Computing Information Technology Co ltd
Current assignee: Nanjing Kewo Cloud Computing Information Technology Co ltd
Priority date: 2019-11-18
Filing date: 2019-11-18
Publication date: 2020-09-11
Anticipated expiration: 2029-11-18

Abstract

本实用新型公开一种基于5G通讯的智能土壤墒情检测传感器，包括：电源模块、检测模块、信号传输模块，所述电源模块中电感L1和电容C2组成电源抗干扰体，对要求较高的湿度传感器提供较稳定电压频率；所述检测模块中湿度传感器RS接受电源模块抗干扰后的有效电压对检测体进行检测，将获得的数据通过放大器U1传输给信号传输模块；所述信号传输模块中信号放大器U5和信号放大器U6接受检测模块反馈的信号进行放大，提高信号传播的距离，减少抗干扰源对检测数据的影响。

Description

一种基于5G通讯的智能土壤墒情检测传感器

技术领域

本实用新型属于湿度检测领域，尤其是一种基于5G通讯的智能土壤墒情检测传感器。

背景技术

湿度传感器是通过在内部湿敏电阻上覆盖一层用感湿材料制成的膜，当空气中或者土壤中的水蒸气吸附在感湿膜上时，湿敏电阻的电阻率和电阻值就会发生变化。

现有湿度传感对供电电源要求比较高，否则会影响测量精度，传感器元器件之间也存在互相干扰源，造成设备无法正常工作；传感器在较远距离传输数据时，信号会逐渐减弱，造成数据传输距离短，不能达到远距离检测及控制效果。

实用新型内容

实用新型目的：提供一种基于5G通讯的智能土壤墒情检测传感器，解决上述所提到的问题。

技术方案：一种基于5G通讯的智能土壤墒情检测传感器，包括电源模块、检测模块、信号传输模块，所述电源模块中电感L1和电容C2组成电源抗干扰体，对要求较高的湿度传感器提供较稳定电压频率；所述检测模块中湿度传感器RS接受电源模块抗干扰后的有效电压对检测体进行检测，将获得的数据通过放大器U1传输给信号传输模块；所述信号传输模块中信号放大器U5和信号放大器U6接受检测模块反馈的信号进行放大，提高信号传播的距离，减少抗干扰源对检测数据的影响。

在进一步的实施例中，所述电源模块包括可调电阻RV3、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、可调电阻RV4、二极管D4、二极管D5、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电源管理芯片U3、电压检测芯片U4，其中所述电源管理芯片U3引脚9与可调电阻RV3引脚1连接；所述电源管理芯片U3引脚5分别与电阻R10一端、可调电阻RV3引脚3和引脚2连接；所述电源管理芯片U3引脚3分别与电阻R10另一端、电容C2负极端、电容C4一端、电容C6正极端、电压检测芯片U4引脚6、电容C7正极端、GND连接；所述电源管理芯片U3引脚11接电压+12V；所述电源管理芯片U3引脚24与电容C3一端连接；所述电源管理芯片U3引脚19分别与二极管D4正极端、GND连接；所述电源管理芯片U3引脚18分别与二极管D4负极端、电感L1一端连接；所述电源管理芯片U3引脚14分别与电容C3另一端、电容C2正极端、电感L1另一端、电容C4另一端、二极管D5正极端、电阻R11一端、电容C5正极端、电压检测芯片U4引脚11连接；所述电压检测芯片U4引脚23与可调电阻RV3引脚1连接；所述电压检测芯片U4引脚20与可调电阻RV4引脚1和引脚3连接；所述电压检测芯片U4引脚17与电容C6负极端连接；所述电压检测芯片U4引脚8与电容C7负极端连接；所述电压检测芯片U4引脚4接电压+12V；所述电压检测芯片U4引脚5与电阻R13一端连接；所述电压检测芯片U4引脚3与电阻R13另一端连接；所述电阻R12一端分别与电阻R11另一端、电容C5负极端连接；所述电阻R12另一端与GND连接。

在进一步的实施例中，所述检测模块包括湿度传感器RS、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、三极管Q1、可调电阻RV1、可调电阻RV2、二极管D1、二极管D2、二极管D3、双向可控硅U3、放大器U1，其中所述放大器U1引脚2分别与电阻R6一端、电阻R2一端、三极管Q1发射集连接；所述放大器U1引脚3分别与电阻R5一端、可调电阻RV2引脚1连接；所述放大器U1引脚4与电容C1一端连接；所述放大器U1引脚6分别与二极管D3负极端、可调电阻RV2引脚2和引脚3连接；所述放大器U1引脚7与二极管D2正极端连接；所述三极管Q1基极与湿度传感器RS一端连接；所述三极管Q1集电极与电阻R1一端连接；所述湿度传感器RS另一端分别与电阻R1另一端、电阻R3一端、二极管D1负极端、二极管D2负极端、电阻R7一端、双向可控硅U3引脚2、电阻R9一端连接；所述电阻R9另一端接电压+12V；所述双向可控硅U3引脚1分别与电阻R7另一端、电阻R8一端连接；所述双向可控硅U3引脚3分别与电阻R8另一端、二极管D3正极端、电容C1另一端、电阻R6另一端、电阻R4一端、电阻R2另一端、GND连接；所述可调电阻RV1引脚1与电阻R3另一端连接；所述可调电阻RV1引脚2与电阻R4另一端连接；所述可调电阻RV1引脚3与电阻R5另一端连接；所述二极管D1正极端与GND连接。

在进一步的实施例中，所述信号传输模块包括信号放大器U5、信号放大器U6、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电容C8、二极管D6、二极管D7，其中所述信号放大器U5引脚7接电压+12V；所述信号放大器U5引脚3与GND连接；所述信号放大器U5引脚2分别与电阻R14一端、电阻R15一端连接；所述信号放大器U5引脚6分别与电阻R16一端、电阻R17一端、电阻R14另一端、电容C8一端连接；所述电阻R15另一端与电容C8另一端连接；所述信号放大器U6引脚7接电压+12V；所述信号放大器U6引脚2分别与电阻R17另一端、二极管D6负极端、二极管D7正极端、信号放大器U6引脚6连接；所述信号放大器U6引脚3与GND连接；所述二极管D6正极端与电阻R18一端连接；所述二极管D7负极端分别与电阻R18另一端、电阻R19一端连接；所述电阻R19另一端与GND连接。

在进一步的实施例中，电源管理芯片U3引脚1分别与三极管Q1基极、湿度传感器RS一端连接；电源管理芯片U3引脚7与信号放大器U5引脚4连接；所述电压检测芯片U4引脚18与信号放大器U6引脚4连接；所述电压检测芯片U4引脚10与电阻R16一端连接；所述放大器U1引脚6分别与二极管D3正极端、信号放大器U5引脚2电阻R14一端、电阻R15一端、可调电阻RV2引脚2和引脚3连接。

在进一步的实施例中，所述电容C2、所述电容C6、所述电容C7、所述电容C5型号均为电解电容；所述二极管D5、所述二极管D1、所述二极管D2、所述二极管D6、所述二极管D7型号均为稳压二极管；所述三极管Q1型号为NPN。

有益效果：本实用新型通过在湿度传感器电路中新增电源模块和信号传输模块，在电源模块中通过可调电阻RV3和可调电阻RV4串联在电路中对检测元器件的安全电压进行调节具有分压的作用，通过可调电阻使电源电压保持稳定减少对检测数据的影响；再通过电感L1、电容C2、电容C3、电容C5、电容C6、电容C7组成抗干扰源；降低检测元器件在通电过程中产生干扰源影响检测数据的稳定，造成设备无法正常工作；在信号传输模块中采用双重信号放大器U5和信号放大器U6通过对检测数据信号的转换，通过电阻R14和电阻R17将获取的信号传递给信号放大器U6在次放大，将放大后的信号传输出去，提高数据传播范围和远距离检测控制。

附图说明

图1是本实用新型的电源模块电路图。

图2是本实用新型的检测模块电路图。

图3是本实用新型的信号传输模块电路图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

一种基于5G通讯的智能土壤墒情检测传感器，包括：电源模块，其中电源模块包括可调电阻RV3、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、可调电阻RV4、二极管D4、二极管D5、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电源管理芯片U3、电压检测芯片U4。

检测模块，其中检测模块包括湿度传感器RS、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、三极管Q1、可调电阻RV1、可调电阻RV2、二极管D1、二极管D2、二极管D3、双向可控硅U3、放大器U1。

信号传输模块，其中信号传输模块包括信号放大器U5、信号放大器U6、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电容C8、二极管D6、二极管D7。

电源模块中所述电源管理芯片U3引脚9与可调电阻RV3引脚1连接；所述电源管理芯片U3引脚5分别与电阻R10一端、可调电阻RV3引脚3和引脚2连接；所述电源管理芯片U3引脚3分别与电阻R10另一端、电容C2负极端、电容C4一端、电容C6正极端、电压检测芯片U4引脚6、电容C7正极端、GND连接；所述电源管理芯片U3引脚11接电压+12V；所述电源管理芯片U3引脚24与电容C3一端连接；所述电源管理芯片U3引脚19分别与二极管D4正极端、GND连接；所述电源管理芯片U3引脚18分别与二极管D4负极端、电感L1一端连接；所述电源管理芯片U3引脚14分别与电容C3另一端、电容C2正极端、电感L1另一端、电容C4另一端、二极管D5正极端、电阻R11一端、电容C5正极端、电压检测芯片U4引脚11连接；所述电压检测芯片U4引脚23与可调电阻RV3引脚1连接；所述电压检测芯片U4引脚20与可调电阻RV4引脚1和引脚3连接；所述电压检测芯片U4引脚17与电容C6负极端连接；所述电压检测芯片U4引脚8与电容C7负极端连接；所述电压检测芯片U4引脚4接电压+12V；所述电压检测芯片U4引脚5与电阻R13一端连接；所述电压检测芯片U4引脚3与电阻R13另一端连接；所述电阻R12一端分别与电阻R11另一端、电容C5负极端连接；所述电阻R12另一端与GND连接。

检测模块中所述放大器U1引脚2分别与电阻R6一端、电阻R2一端、三极管Q1发射集连接；所述放大器U1引脚3分别与电阻R5一端、可调电阻RV2引脚1连接；所述放大器U1引脚4与电容C1一端连接；所述放大器U1引脚6分别与二极管D3负极端、可调电阻RV2引脚2和引脚3连接；所述放大器U1引脚7与二极管D2正极端连接；所述三极管Q1基极与湿度传感器RS一端连接；所述三极管Q1集电极与电阻R1一端连接；所述湿度传感器RS另一端分别与电阻R1另一端、电阻R3一端、二极管D1负极端、二极管D2负极端、电阻R7一端、双向可控硅U3引脚2、电阻R9一端连接；所述电阻R9另一端接电压+12V；所述双向可控硅U3引脚1分别与电阻R7另一端、电阻R8一端连接；所述双向可控硅U3引脚3分别与电阻R8另一端、二极管D3正极端、电容C1另一端、电阻R6另一端、电阻R4一端、电阻R2另一端、GND连接；所述可调电阻RV1引脚1与电阻R3另一端连接；所述可调电阻RV1引脚2与电阻R4另一端连接；所述可调电阻RV1引脚3与电阻R5另一端连接；所述二极管D1正极端与GND连接。

信号传输模块中所述信号放大器U5引脚7接电压+12V；所述信号放大器U5引脚3与GND连接；所述信号放大器U5引脚2分别与电阻R14一端、电阻R15一端连接；所述信号放大器U5引脚6分别与电阻R16一端、电阻R17一端、电阻R14另一端、电容C8一端连接；所述电阻R15另一端与电容C8另一端连接；所述信号放大器U6引脚7接电压+12V；所述信号放大器U6引脚2分别与电阻R17另一端、二极管D6负极端、二极管D7正极端、信号放大器U6引脚6连接；所述信号放大器U6引脚3与GND连接；所述二极管D6正极端与电阻R18一端连接；所述二极管D7负极端分别与电阻R18另一端、电阻R19一端连接；所述电阻R19另一端与GND连接。

工作原理：电路接通后电源管理芯片U3得电，通过可调电阻RV3对输入的电压进行调节达到元器件工作的安全电压，二极管D4将安全电压传递检测模块，湿度传感器RS得电，三极管Q1导通经过电阻R2和电阻R8导通双向可控硅U2将湿度传感器RS获得的检测值通过电阻R3、可调电阻RV1传递给放大器U1，放大器U1将获的数据传递给信号放大器U5进行信号放大再通过电阻R14和电阻R15并联分流减低电流的大小，有效提高信号传输的范围和降噪效果；信号放大器U6通过智能识别信号的强弱，达不到传播范围时电阻R18和二极管D6导通将检测信号通过信号放大器U6再次放大；通过电压检测芯片U4获取的信号通过由电感L1、电容C2、电容C3、电容C5、电容C6、电容C7组成抗干扰源只能调节，降低检测元器件在工作中产生干扰源影响检测数值以及传播距离，有效提高抗干扰性和远距离传输以及对电源的管理。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种基于5G通讯的智能土壤墒情检测传感器，其特征在于，包括：电源模块、检测模块、信号传输模块，所述电源模块中电感L1和电容C2组成电源抗干扰体，对要求较高的湿度传感器提供较稳定电压频率；所述检测模块中湿度传感器RS接受电源模块抗干扰后的有效电压对检测体进行检测，将获得的数据通过放大器U1传输给信号传输模块；所述信号传输模块中信号放大器U5和信号放大器U6接受检测模块反馈的信号进行放大，提高信号传播的距离，减少抗干扰源对检测数据的影响；所述电源模块包括可调电阻RV3、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、可调电阻RV4、二极管D4、二极管D5、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电源管理芯片U3、电压检测芯片U4，其中所述电源管理芯片U3引脚9与可调电阻RV3引脚1连接；所述电源管理芯片U3引脚5分别与电阻R10一端、可调电阻RV3引脚3和引脚2连接；所述电源管理芯片U3引脚3分别与电阻R10另一端、电容C2负极端、电容C4一端、电容C6正极端、电压检测芯片U4引脚6、电容C7正极端、GND连接；所述电源管理芯片U3引脚11接电压+12V；所述电源管理芯片U3引脚24与电容C3一端连接；所述电源管理芯片U3引脚19分别与二极管D4正极端、GND连接；所述电源管理芯片U3引脚18分别与二极管D4负极端、电感L1一端连接；所述电源管理芯片U3引脚14分别与电容C3另一端、电容C2正极端、电感L1另一端、电容C4另一端、二极管D5正极端、电阻R11一端、电容C5正极端、电压检测芯片U4引脚11连接；所述电压检测芯片U4引脚23与可调电阻RV3引脚1连接；所述电压检测芯片U4引脚20与可调电阻RV4引脚1和引脚3连接；所述电压检测芯片U4引脚17与电容C6负极端连接；所述电压检测芯片U4引脚8与电容C7负极端连接；所述电压检测芯片U4引脚4接电压+12V；所述电压检测芯片U4引脚5与电阻R13一端连接；所述电压检测芯片U4引脚3与电阻R13另一端连接；所述电阻R12一端分别与电阻R11另一端、电容C5负极端连接；所述电阻R12另一端与GND连接。

2.根据权利要求1所述一种基于5G通讯的智能土壤墒情检测传感器，其特征在于，所述检测模块包括湿度传感器RS、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、三极管Q1、可调电阻RV1、可调电阻RV2、二极管D1、二极管D2、二极管D3、双向可控硅U3、放大器U1，其中所述放大器U1引脚2分别与电阻R6一端、电阻R2一端、三极管Q1发射集连接；所述放大器U1引脚3分别与电阻R5一端、可调电阻RV2引脚1连接；所述放大器U1引脚4与电容C1一端连接；所述放大器U1引脚6分别与二极管D3负极端、可调电阻RV2引脚2和引脚3连接；所述放大器U1引脚7与二极管D2正极端连接；所述三极管Q1基极与湿度传感器RS一端连接；所述三极管Q1集电极与电阻R1一端连接；所述湿度传感器RS另一端分别与电阻R1另一端、电阻R3一端、二极管D1负极端、二极管D2负极端、电阻R7一端、双向可控硅U3引脚2、电阻R9一端连接；所述电阻R9另一端接电压+12V；所述双向可控硅U3引脚1分别与电阻R7另一端、电阻R8一端连接；所述双向可控硅U3引脚3分别与电阻R8另一端、二极管D3正极端、电容C1另一端、电阻R6另一端、电阻R4一端、电阻R2另一端、GND连接；所述可调电阻RV1引脚1与电阻R3另一端连接；所述可调电阻RV1引脚2与电阻R4另一端连接；所述可调电阻RV1引脚3与电阻R5另一端连接；所述二极管D1正极端与GND连接。

3.根据权利要求1所述一种基于5G通讯的智能土壤墒情检测传感器，其特征在于，所述信号传输模块包括信号放大器U5、信号放大器U6、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电容C8、二极管D6、二极管D7，其中所述信号放大器U5引脚7接电压+12V；所述信号放大器U5引脚3与GND连接；所述信号放大器U5引脚2分别与电阻R14一端、电阻R15一端连接；所述信号放大器U5引脚6分别与电阻R16一端、电阻R17一端、电阻R14另一端、电容C8一端连接；所述电阻R15另一端与电容C8另一端连接；所述信号放大器U6引脚7接电压+12V；所述信号放大器U6引脚2分别与电阻R17另一端、二极管D6负极端、二极管D7正极端、信号放大器U6引脚6连接；所述信号放大器U6引脚3与GND连接；所述二极管D6正极端与电阻R18一端连接；所述二极管D7负极端分别与电阻R18另一端、电阻R19一端连接；所述电阻R19另一端与GND连接。