CN212320780U - 一种基于LoRa的多层土壤墒情监测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于LoRa的多层土壤墒情监测仪，包括外壳、推头和端盖，所述外壳的一端与推头连接，另一端通过连接支架与端盖连接，所述外壳的内部设有多个温度传感器、多个湿度采集模块和主控模块，所述温度传感器、湿度采集模块均与主控模块连接，所述主控模块包括主控板、LoRa模块和天线；本实用新型采用管式结构，可测量包括地表层温度、十层的土壤墒情监测点温湿度数据，能轻松地将温度传感器等各模块轻松地从管道中取出，方便各模块的后期维护，而且提高了循环使用率，且各模块不容易受到土壤中盐离子的干扰，数据精准，非接触式的设计使得灌溉、农药、化肥等农业活动不影响测量结果。

Description

一种基于LoRa的多层土壤墒情监测仪

技术领域

本实用新型涉及土壤墒情监测设备技术领域，特别涉及一种基于LoRa的多层土壤墒情监测仪。

背景技术

土壤墒情即土壤的水分状况，是指导农业生产最重要的信息，但是不同地区的地形地貌、土壤特性、降雨分布等因数存在着显著的差异，因此及时掌握土壤墒情的信息，对于提高农业部门预警能力，科学指导农业生产活动，保障国家粮食安全都具有重要意义，而土壤墒情的监测离不开土壤墒情监测设备的支持。现有的插针式土壤墒情传感器探针直接与土壤接触，外露的探针长期使用容易被腐蚀或污染以及受到土壤中盐离子的干扰，插针式要测量多层土壤的时候涉及到复杂的线路而且要挖深坑掩埋，存在难维护的问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于LoRa的多层土壤墒情监测仪，解决了现有土壤墒情监测仪钢针外露容易被腐蚀，多层土壤测量复杂，难维护的问题。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于LoRa的多层土壤墒情监测仪，包括外壳、推头和端盖，所述外壳的一端与推头连接，另一端通过连接支架与端盖连接，所述外壳的内部设有多个温度传感器、多个湿度采集模块和主控模块，所述温度传感器、湿度采集模块均与主控模块连接，所述主控模块包括主控板、LoRa模块和天线。

优选地，所述外壳的内部还设有电路板支架，所述湿度采集模块和所述主控模块均安装在电路板支架上。

优选地，所述湿度采集模块包括采集板和铜环，所述采集板上套设有两个铜环。

优选地，所述温度传感器通过温度传感器支架设置在所述采集板和所述主控板上，且每个所述温度传感器之间的距离为10cm。

优选地，所述温度传感器为基于单总线协议的DS18B20温度传感器。

优选地，所述端盖设有固定座、四芯航空插座和电源开关按钮，所述固定座通过所述连接支架与所述外壳的另一端连接，所述四芯航空插座和电源开关按钮均与所述主控板连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1.本实用新型可测量包括地表层温度、十层的土壤墒情监测点温湿度数据；

2.本实用新型通过LoRa模块低功耗、实时地将数据上发，实现多层土壤墒情数据的远程监控；

3.本实用新型采用管式结构，能轻松地将温度传感器等各模块轻松地从管道中取出，方便各模块的后期维护，而且提高了循环使用率，且各模块不容易受到土壤中盐离子的干扰，数据精准，非接触式的设计使得灌溉、农药、化肥等农业活动不影响测量结果；

4.本实用新型中的湿度采集模块没有与土壤直接接触，有效地避免了电对土壤中的植物以及土壤的干扰，并且可实现对各层土壤进行动态测量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

图中，1-推头，2-外壳，3-四芯航空插座，4-主控板，5-采集板，6-电路板支架，7-温度传感器支架，8-固定座，9-电源开关按钮，10-连接支架，11-铜环，12-端盖，13-温度传感器，14-天线，15-LoRa模块。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本实用新型，而不应视为限制本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型实施例中，一种基于LoRa的多层土壤墒情监测仪，包括外壳、推头和端盖，所述外壳的一端与推头连接，另一端通过连接支架与端盖连接，所述外壳的内部设有多个温度传感器、多个湿度采集模块和主控模块，所述温度传感器、湿度采集模块均与主控模块连接，所述主控模块包括主控板、LoRa模块和天线。主控模块可以支持太阳能板以及锂电池组合供电，同时支持直流9-24V供电，支持RS485通信及Modbus协议。

其中，主控板控制各层湿度采集模块的运行以及读取温度传感器的数据，并且处理读取到的土壤墒情数据，支持RS485协议以及支持使用2G/4G无线传输数据；LoRa模块用于获取主控板中的土壤墒情数据并将其通过网关上传至服务器实现远程查看监测点的多层土壤墒情数据。

在本实施例中，所述外壳的内部还设有电路板支架，所述湿度采集模块和所述主控模块均安装在电路板支架上。

在本实施例中，所述湿度采集模块包括采集板和铜环，所述采集板上套设有两个铜环，以FDR(频域反射法)为基础发送跟接收高频探测波。高频探测波是发送近1.1G赫兹的频率，由于土壤的含水量决定其土壤的介电常数，使得接收的频率也会产生变化，从而经过数据的处理得到土壤含水量的数据，由其测量的湿度范围在0-50％RH，精度为±3％RH，50-100％RH，精度为±5％RH，分辨率为0.1％RH。

在本实施例中，所述温度传感器通过温度传感器支架设置在所述采集板和所述主控板上，且每个所述温度传感器之间的距离为10cm。

在本实施例中，所述温度传感器为基于单总线协议的DS18B20温度传感器。温度传感器可测量包括地表层温度、十层的土壤墒情监测点温度数据，测量范围在-20℃到80℃，精度为±0.5℃，分辨率0.1℃。

在本实施例中，所述端盖设有固定座、四芯航空插座和电源开关按钮，所述固定座通过所述连接支架与所述外壳的另一端连接，所述四芯航空插座和电源开关按钮均与所述主控板连接。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于LoRa的多层土壤墒情监测仪，其特征在于，包括外壳、推头和端盖，所述外壳的一端与推头连接，另一端通过连接支架与端盖连接，所述外壳的内部设有多个温度传感器、多个湿度采集模块和主控模块，所述温度传感器、湿度采集模块均与主控模块连接，所述主控模块包括主控板、LoRa模块和天线。

2.根据权利要求1所述的基于LoRa的多层土壤墒情监测仪，其特征在于，所述外壳的内部还设有电路板支架，所述湿度采集模块和所述主控模块均安装在电路板支架上。

3.根据权利要求2所述的基于LoRa的多层土壤墒情监测仪，其特征在于，所述湿度采集模块包括采集板和铜环，所述采集板上套设有两个铜环。

4.根据权利要求3所述的基于LoRa的多层土壤墒情监测仪，其特征在于，所述温度传感器通过温度传感器支架设置在所述采集板和所述主控板上，且每个所述温度传感器之间的距离为10cm。

5.根据权利要求4所述的基于LoRa的多层土壤墒情监测仪，其特征在于，所述温度传感器为基于单总线协议的DS18B20温度传感器。

6.根据权利要求1所述的基于LoRa的多层土壤墒情监测仪，其特征在于，所述端盖设有固定座、四芯航空插座和电源开关按钮，所述固定座通过所述连接支架与所述外壳的另一端连接，所述四芯航空插座和电源开关按钮均与所述主控板连接。

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