CN218567355U - 基于物联网的土壤监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种基于物联网的土壤监测系统，所述检测模块的输出端与处理控制模块的输入端连接，处理控制模块通过无线通信模块与远程检测模块通信连接，处理控制模块将检测模块输出的土壤检测信息传输至远程监测模块；还包括用于安装检测模块和处理控制模块的安装机构；安装机构包括底盘、固定设置于底盘上表面的套筒以及活动杆；活动杆嵌入于套筒且活动杆的下端穿过套筒和底盘且活动杆可沿套筒的轴向运动，活动杆的侧壁固定设置有螺纹杆，螺纹杆的轴线垂直于活动杆，套筒的侧壁从套筒的上端端部至套筒的中部设置滑槽，螺纹杆从滑槽伸出套筒外，套筒的下端侧壁为台阶面结构，活动杆的外侧壁外套有弹簧，弹簧的上端固定设置于螺纹杆，弹簧的下端抵靠于套筒的台阶面。

Description

基于物联网的土壤监测系统

技术领域

本实用新型涉及一种监测系统，尤其涉及一种基于物联网的土壤监测系统。

背景技术

土壤参数监测是农业生产中极为重要的一环，通过对土壤参数的监测，对土壤所适合的作物、土壤改良以及作为生产过程中提供准确的参数，便于后续处理，传统中由人工进行监测，这种方式人力成本高，而且效率低，难以获取实时且准确的数据。

随着技术的发展，人们提出了基于物联网的土壤检测系统，即设置各种传感器，然后由传感器采集土壤信息，然后进行数据上传，但是，现有技术虽然解决了传统技术中的问题，但是传感器布置难度大，不方便使用。

因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的技术手段。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种基于物联网的土壤监测系统，一方面能够对土壤参数进行实时准确检测并能够进行实时上传，另一方面在对土壤监测过程中方便布置，完成监测后方便收取，从而提高布置效率，方便使用，适应能力强。

本实用新型提供的一种基于物联网的土壤监测系统，包括用于检测土壤状态的检测模块、处理控制模块以及远程监测模块；

所述检测模块的输出端与处理控制模块的输入端连接，所述处理控制模块通过无线通信模块与远程检测模块通信连接，所述处理控制模块将检测模块输出的土壤检测信息传输至远程监测模块；

还包括用于安装检测模块和处理控制模块的安装机构；

所述安装机构包括底盘、固定设置于底盘上表面的套筒以及活动杆；

所述活动杆嵌入于套筒且活动杆的下端穿过套筒和底盘且活动杆可沿套筒的轴向运动，所述活动杆的侧壁固定设置有螺纹杆，所述螺纹杆的轴线垂直于活动杆，所述套筒的侧壁从套筒的上端端部至套筒的中部设置滑槽，所述螺纹杆从滑槽伸出套筒外，所述套筒的下端侧壁为台阶面结构，所述活动杆的外侧壁外套有弹簧，弹簧的上端固定设置于螺纹杆，弹簧的下端抵靠于套筒的台阶面；

所述检测模块设置于活动杆的下端，所述处理控制模块固定设置于活动杆的上端，所述底盘设置有固定杆，所述固定杆的上端固定设置于底盘，所述固定杆的下端插入土壤。

进一步，所述检测模块包括pH值传感器、湿度传感器、土壤导电率传感器，所述pH值传感器、湿度传感器、土壤导电率传感器的输出端与处理控制单元的输入端连接。

进一步，所述活动杆为管状结构，所述活动杆的下端外侧壁径向向内凹陷形成凹陷部，所述凹陷部设置有传感器安装孔，所述pH值传感器、湿度传感器、土壤导电率传感器固定设置于传感器安装孔且pH值传感器、湿度传感器、土壤导电率传感器的检测端暴露于活动杆外侧。

进一步，所述处理控制模块包括单片机、定位电路、预处理电路以及存储器，所述单片机的输入端连接于预处理电路的输出端，所述预处理电路的输入端连接于检测模块的输出端，所述定位电路与单片机连接，所述单片机通过无线通信模块与远程监测模块通信连接。

进一步，还包括供电模块，所述供电模块包括锂电池、电池管理芯片、光伏电池板、光伏处理电路以及供电开关电路，所述锂电池的正极连接于供电开关电路的输入端，光伏电池板可拆卸式固定设置于活动杆的上端端部，所述光伏电池板的输出端连接于光伏处理电路的输入端，光伏处理电路的输出端向检测模块、处理控制模块供电，所述电池管理芯片的输出端连接于锂电池，电池管理芯片的输入端连接于光伏处理电路的输出端，所述供电开关电路的输出端向检测模块、处理控制模块供电。

进一步，所述光伏电池板为折叠式光伏电池板。

进一步，所述无线通信模块为4G或者5G通信模块。

本实用新型的有益效果：通过本实用新型，一方面能够对土壤参数进行实时准确检测并能够进行实时上传，另一方面在对土壤监测过程中方便布置，完成监测后方便收取，从而提高布置效率，方便使用，适应能力强。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为套筒结构示意图。

图3为本实用新型的电气结构示意图。

具体实施方式

以下进一步对本实用新型做出详细说明：

本实用新型提供的一种基于物联网的土壤监测系统，包括用于检测土壤状态的检测模块、处理控制模块14以及远程监测模块；其中，远程监测模块包括监控主机、触控显示器以及存储主机；监控主机与处理控制单元通过无线通信模块通信连接，存储主机与监控主机通信连接，用于存储数据，监控主机与触控显示器通信连接，用于实时显示监测点的位置以及相应的检测信息；

所述检测模块的输出端与处理控制模块的输入端连接，所述处理控制模块 14通过无线通信模块与远程检测模块通信连接，所述处理控制模块将检测模块输出的土壤检测信息传输至远程监测模块；

还包括用于安装检测模块和处理控制模块的安装机构；

所述安装机构包括底盘9、固定设置于底盘上表面的套筒4以及活动杆2；

所述活动杆2嵌入于套筒且活动杆的下端穿过套筒和底盘且活动杆可沿套筒的轴向运动，所述活动杆2的侧壁固定设置有螺纹杆7，所述螺纹杆7的轴线垂直于活动杆2，所述套筒4的侧壁从套筒的上端端部至套筒的中部设置滑槽15，所述螺纹杆7从滑槽15伸出套筒外，所述套筒的下端侧壁为台阶面结构，所述活动杆的外侧壁外套有弹簧8，弹簧8的上端固定设置于螺纹杆，弹簧的下端抵靠于套筒的台阶面；

所述检测模块设置于活动杆的下端，所述处理控制模块固定设置于活动杆的上端，所述底盘设置有固定杆10，所述固定杆10的上端固定设置于底盘，所述固定杆10的下端插入土壤，无线通信模块采用现有的4G或者5G通信模块，当使用时，通过固定杆插入土壤中，从而对底盘进行固定，其中，固定杆可以通过螺栓进行锁紧，然后手动通过螺纹杆将活动杆的下端端部压出套筒，使得活动杆的下端端部嵌入于土壤中，然后通过设置于螺纹杆的螺母6对螺纹杆进行锁定，防止活动杆在弹簧的作用下复位，螺纹杆还设置有垫片5，方便锁紧，当完成监测后，将整个安装机构从土壤中拔出，然后松开螺母，在弹簧的作用下使得活动杆的下端的凹陷部进入到套筒内，从而对各个传感器进行保护，为了防止在弹簧的作用下螺纹杆从滑槽中滑出，在套筒的上端嵌入设置有堵头3，堵头与套筒上端采用螺纹或者焊接的方式固定；通过上述结构，一方面能够对土壤参数进行实时准确检测并能够进行实时上传，另一方面在对土壤监测过程中方便布置，完成监测后方便收取，从而提高布置效率，方便使用，适应能力强。

本实施例中，所述检测模块包括pH值传感器、湿度传感器、土壤导电率传感器，所述pH值传感器、湿度传感器、土壤导电率传感器的输出端与处理控制单元的输入端连接，其中，上述中的各传感器均为现有的传感器，在此不进行赘述。

本实施例中，所述活动杆2为管状结构，所述活动杆的下端外侧壁径向向内凹陷形成凹陷部11，所述凹陷部设置有传感器安装孔12，所述pH值传感器、湿度传感器、土壤导电率传感器固定设置于传感器安装孔12且pH值传感器、湿度传感器、土壤导电率传感器的检测端暴露于活动杆外侧，其中，各传感器暴露于外侧的高度不大于凹陷部的深度，通过上述结构，无论是活动杆的下端端部插入土壤还是拔出土壤，均会对各传感器形成一定的保护，在安装时降低传感器损坏的可能性，又不会影响监测效果。

本实施例中，所述处理控制模块包括单片机、定位电路、预处理电路以及存储器，所述单片机的输入端连接于预处理电路的输出端，所述预处理电路的输入端连接于检测模块的输出端，所述定位电路与单片机连接，所述单片机通过无线通信模块与远程监测模块通信连接，其中，单片机采用现有的芯片，比如STM32系列芯片，定位电路采用现有的北斗或者GPS定位电路，用于标记当前监测点的位置，便于后续处理，预处理电路采用现有的放大电路、滤波电路以及AD采样电路，放大电路、滤波电路以及AD采样电路顺次连接，放大电路的输入端为预处理电路的输入端，AD采样电路的输出端为预处理电路的输出，预处理电路中的各电路均采用现有的电路，在此不加以赘述。

本实施例中，还包括供电模块，所述供电模块包括锂电池、电池管理芯片、光伏电池板1、光伏处理电路以及供电开关电路，所述锂电池的正极连接于供电开关电路的输入端，光伏电池板可拆卸式固定设置于活动杆的上端端部，所述光伏电池板的输出端连接于光伏处理电路的输入端，光伏处理电路的输出端向检测模块、处理控制模块供电，所述电池管理芯片的输出端连接于锂电池，电池管理芯片的输入端连接于光伏处理电路的输出端，所述供电开关电路的输出端向检测模块、处理控制模块供电，其中，所述光伏电池板为现有的折叠式光伏电池板，光伏电池板通过螺栓等方式固定设置于活动杆的上端，光伏处理电路用于对光伏电池板输出的电能进行相应处理，采用现有技术即可，通过上述结构，能够确保供电的持续性，尤其是在夜间能够确保供电的持续性，其中，供电开关电路用于检测光伏处理电路输出电流大小，包括电流检测电路、比较电路以及电子开关管(MOS管、三极管)，电流检测电路检测光伏处理电路的电流，并将检测的电流信号转换成高电压信号输入至比较电路中，比较电路与设定的值比较(该设定值为各元件工作的最小电流，小于或者等于该值，各元件不能正常工作)，当电流小于设定值时，比较电路输出高电平，控制电子开关管导通，从而使得锂电池通过电子开关管向各器件供电，比较电路由锂电池供电，电池管理电路用于对锂电池的充放电进行监测管理，采用现有电路，比如 CN3768电池管理芯片，电流检测电路以及比较电路均采用现有的电路。当然，还设置有DC-DC转换电路，将光伏处理电路以及锂电池输出的电压转换成各元件所需的工作电压，DC-DC电路根据实际用电元件进行选用。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种基于物联网的土壤监测系统，其特征在于：包括用于检测土壤状态的检测模块、处理控制模块以及远程监测模块；

所述检测模块的输出端与处理控制模块的输入端连接，所述处理控制模块通过无线通信模块与远程检测模块通信连接，所述处理控制模块将检测模块输出的土壤检测信息传输至远程监测模块；

还包括用于安装检测模块和处理控制模块的安装机构；

所述安装机构包括底盘、固定设置于底盘上表面的套筒以及活动杆；

所述活动杆嵌入于套筒且活动杆的下端穿过套筒和底盘且活动杆可沿套筒的轴向运动，所述活动杆的侧壁固定设置有螺纹杆，所述螺纹杆的轴线垂直于活动杆，所述套筒的侧壁从套筒的上端端部至套筒的中部设置滑槽，所述螺纹杆从滑槽伸出套筒外，所述套筒的下端侧壁为台阶面结构，所述活动杆的外侧壁外套有弹簧，弹簧的上端固定设置于螺纹杆，弹簧的下端抵靠于套筒的台阶面；

所述检测模块设置于活动杆的下端，所述处理控制模块固定设置于活动杆的上端，所述底盘设置有固定杆，所述固定杆的上端固定设置于底盘，所述固定杆的下端插入土壤。

2.根据权利要求1所述基于物联网的土壤监测系统，其特征在于：所述检测模块包括pH值传感器、湿度传感器、土壤导电率传感器，所述pH值传感器、湿度传感器、土壤导电率传感器的输出端与处理控制单元的输入端连接。

3.根据权利要求2所述基于物联网的土壤监测系统，其特征在于：所述活动杆为管状结构，所述活动杆的下端外侧壁径向向内凹陷形成凹陷部，所述凹陷部设置有传感器安装孔，所述pH值传感器、湿度传感器、土壤导电率传感器固定设置于传感器安装孔且pH值传感器、湿度传感器、土壤导电率传感器的检测端暴露于活动杆外侧。

4.根据权利要求1所述基于物联网的土壤监测系统，其特征在于：所述处理控制模块包括单片机、定位电路、预处理电路以及存储器，所述单片机的输入端连接于预处理电路的输出端，所述预处理电路的输入端连接于检测模块的输出端，所述定位电路与单片机连接，所述单片机通过无线通信模块与远程监测模块通信连接。

5.根据权利要求1所述基于物联网的土壤监测系统，其特征在于：还包括供电模块，所述供电模块包括锂电池、电池管理芯片、光伏电池板、光伏处理电路以及供电开关电路，所述锂电池的正极连接于供电开关电路的输入端，光伏电池板可拆卸式固定设置于活动杆的上端端部，所述光伏电池板的输出端连接于光伏处理电路的输入端，光伏处理电路的输出端向检测模块、处理控制模块供电，所述电池管理芯片的输出端连接于锂电池，电池管理芯片的输入端连接于光伏处理电路的输出端，所述供电开关电路的输出端向检测模块、处理控制模块供电。

6.根据权利要求5所述基于物联网的土壤监测系统，其特征在于：所述光伏电池板为折叠式光伏电池板。

7.根据权利要求1所述基于物联网的土壤监测系统，其特征在于：所述无线通信模块为4G或者5G通信模块。

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