CN221039036U - 土壤墒情采集装置 - Google Patents

Abstract

一种土壤墒情采集装置，包括：外壳、太阳能电池板和PCB板；PCB板包括控制模块、供电模块和升压模块，供电模块和升压模块均与控制模块电性相连，外壳包括本体、盖体和四个耳板，PCB板设置于本体的内部，且PCB板的供电模块与设置于盖体的外表面的太阳能电池板相连；四个耳板设置于本体底部的四个拐角，且每个耳板上设置有固定孔；本体的侧面设置有若干个传感器接口，每一个传感器接口的一端均与升压模块相连，另一端用于与采集土壤数据的传感器探头相连，以在控制模块启动升压模块后，通过所连接的传感器采集土壤的墒情数据。本方案能够节省人力物力、提高土壤墒情采集效率。

Description

土壤墒情采集装置

技术领域

本实用新型涉及土壤检测技术领域，特别涉及一种土壤墒情采集装置。

背景技术

土壤墒情决定农作物的水分供应状况。土壤湿度过低，造成土壤干旱，作用光合作用不能正常进行，降低作物的产量和品质；严重缺水甚至会导致作物凋萎和死亡。土壤湿度过高，恶化土壤通气性，又会影响土壤中微生物的活动，使作物根系的呼吸、生长等生命活动受到阻碍，从而影响作物地上部分的正常生长，造成徒长、倒伏、病害滋生等现象出现。而且，随着水资源供需矛盾的日益加剧，基于土壤墒情数据，针对不同农作物对用水量需求的不同可以实现对农作物的精准化灌溉，改变目前普遍存在的粗放灌溉方式，提高灌溉水利用率。因此，对土壤墒情数据进行采集和监测，无论是为农作物提供良好的生长条件，还是解决灌溉节水问题都具有重要意义。

然而，传统测量土壤墒情的方法主要是通过人工携带仪器到现场测量，不仅需要耗费大量的人力物力，而且效率较低。此外，对于地理位置偏远或环境较为艰苦的地方，采集土壤墒情的难度更高，经常无法及时获取到当地土壤的准确墒情数据。

发明内容

有鉴于此，针对以上不足，有必要提出一种能够节省人力物力、提高土壤墒情采集效率的土壤墒情采集装置。

本实用新型实施例提供了一种土壤墒情采集装置，包括：外壳、太阳能电池板和PCB板；所述PCB板包括控制模块、供电模块和升压模块，所述供电模块和升压模块均与所述控制模块电性相连，所述外壳包括本体、盖体和四个耳板，PCB板设置于所述本体的内部，且所述PCB板的供电模块与设置于所述盖体的外表面的太阳能电池板相连；所述四个耳板设置于所述本体底部的四个拐角，且每个耳板上设置有固定孔；所述本体的侧面设置有若干个传感器接口，每一个传感器接口的一端均与所述升压模块相连，另一端用于与采集土壤数据的传感器探头相连，以在控制模块启动所述升压模块后，通过所连接的传感器采集土壤的墒情数据。

优选的，所述控制模块用于按照预设的启动间隔时长启动所述升压模块，并在所述升压模块中的电压达到稳定状态时检测当前电压是否达到传感器的工作电压；以及，在当前电压达到传感器的工作电压时，控制传感器对土壤的墒情数据进行采集。

优选的，该装置还包括与所述控制模块相连的无线通信模块；所述控制模块用于将传感器采集到的土壤墒情数据通过该无线通信模块上传至云端服务器。

优选的，所述本体的侧面设置有至少一个与外壳外部连通的通讯接口，该通讯接口用于设置所述无线通信模块的接收器和发射器。

优选的，所述PCB板还包括与所述控制模块相连的按键模块和显示模块，所述按键模块的按键和对应所述显示模块的显示屏均设置于所述盖体的上表面，且按键和显示屏所处区域设置为下沉结构，且该下沉结构的边缘设置有出水口；所述显示模块用于通过所述显示屏显示当前土壤墒情采集装置的内部参数和当前传感器所采集到的土壤墒情数据；所述按键模块用于由人为触发对所述显示屏上所显示的内容执行翻页操作。

优选的，所述本体的四个拐角均设置有柱形凸起的加强柱，每一个加强柱中均设置有第一螺纹孔，所述盖体上对应每个第一螺纹孔的位置均设置有第二螺纹孔，用于通过螺栓依次穿过第二螺纹孔和第一螺纹孔对盖体和本体进行固定连接。

优选的，所述本体上与所述盖体连接的位置设置有环形密封槽，每一个加强柱的顶端设置有连通所述环形密封槽和外壳外部的排水槽。

优选的，所述本体和所述盖体均采用具有电磁屏蔽功能的金属材料制成。

由上述技术方案可知，本实用新型实施例提供的土壤墒情采集装置包括了外壳、太阳能和电池板和PCB板，太阳能电池板安装在外壳的表面，从而能够通过将太阳能转换为电能为采集装置供电，不需要额外电能的供给，节省了能源消耗，同时也避免了在野外环境中电池没电时无法及时更换的问题。此外，通过将本方案提供的装置设置在户外，通过传感器接口连接传感器探头，由控制模块启动升压模块后实现对土壤墒情数据的采集，如此不需要到户外由人工进行土壤墒情数据的采集，大大节省了人力物力，同时也提高了土壤墒情数据的采集效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种土壤墒情采集装置的示意图。

图2为本实用新型实施例提供的一种土壤墒情采集装置的盖体的正面视图。

图3为本实用新型实施例提供的一种土壤墒情采集装置的本体的示意图。

图4为图3中A区域的局部放大图。

图5为本实用新型实施例提供的一种土壤墒情采集装置的盖体的内部视图。

图6为本实用新型实施例提供的一种PCB板的模块构成示意图。

附图中：外壳1、本体101、盖体102、耳板103、固定孔1031、太阳能电池板2、PCB板3、控制模块301、供电模块302、升压模块303、无线通信模块304、按键模块305、显示模块306、传感器接口4、通讯接口5、按键6、显示屏7、出水口8、加强柱9、第一螺纹孔10、第二螺纹孔11、环形密封槽13、排水槽14。

具体实施方式

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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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的附图。

参见图1-4，本实用新型实施例提供了一种土壤墒情采集装置，包括：外壳1、太阳能电池板2和PCB板3；PCB板3包括控制模块301、供电模块302和升压模块303，供电模块302和升压模块303均与控制模块301电性相连，外壳1包括本体101、盖体102和四个耳板103，PCB板3设置于本体101的内部，且PCB板3的供电模块302与设置于盖体102的外表面的太阳能电池板2相连；四个耳板103设置于本体101底部的四个拐角，且每个耳板103上设置有固定孔1031；本体101的侧面设置有若干个传感器接口4，每一个传感器接口4的一端均与升压模块303相连，另一端用于与采集土壤数据的传感器探头相连，以在控制模块301启动升压模块303后，通过所连接的传感器采集土壤的墒情数据。

本实施例中，本体101的侧面可以设置若干个传感器接口4，因此可以同时连接多个不同类型的传感器，比如温度、湿度等传感器，从而能够更加全方位的获取到当前位置土壤的数据。此外，还可以在一片区域设置多个同一种类型的传感器，比如，在该土壤墒情采集装置的3平方米范围内，分布设置四个湿度传感器对土壤墒情数据进行采集，更加准确的评判当前测试范围内的土壤墒情变化规律，或者求取该四个传感器的平均值作为当前区域内的土壤墒情数据。

本土壤墒情采集装置的底部拐角设置有四个耳板103，且耳板103上设置有固定孔1031，如此通过螺栓等固定件可以将该装置牢固、稳定的固定在测试区域，能够适应户外的复杂环境，避免复杂的气候环境对装置产生损坏，或因装置安装不稳定对测试结果产生影响。

控制模块301的控制芯片可以采用HC系列的HC32L170JATA，软件以单片机为控制核心，时钟频率为4MHz。控制模块301还可以配置低功耗模式，以在没有任务时进入休眠状态。

在一种实施例中，控制模块301用于按照预设的启动间隔时长启动升压模块303，并在升压模块303中的电压达到稳定状态时检测当前电压是否达到传感器的工作电压；以及，在当前电压达到传感器的工作电压时，控制传感器对土壤的墒情数据进行采集。

本实施例中，升压模块303用于由控制模块301控制进行定时驱动，比如可以设置启动间隔时长为8小时，每个8小时，控制模块301控制升压模块303启动一次，每一次启动由启动模块升压后控制传感器对土壤墒情数据采集一次，从而可以根据农作物的类型、农作物所处的地理环境设置合适的启动间隔时长，实现对土壤墒情数据的自动采集。

进一步，本实施例中的升压模块303还可以实现对传感器数据的延时采集。比如，当达到预设的启动间隔时长后，控制模块301会唤醒升压模块303，此时升压模块303会进行升压操作，并延时等待，传感器不进行数据采集。当控制模块301检测到升压模块303中的电压达到稳定状态时，检测当前的电压是否达到了传感器能够对数据进行正常采集的工作电压，如果达到了则控制传感器对土壤的墒情数据进行采集。由此可见，本方案通过升压模块303保证了电压处于稳定状态，并且满足传感器的工作电压，如此传感器采集到的数据更加准确，进而对于当前区域的土壤墒情情况的评估也就更加准确。

在一种实施例中，本实用新型实施例提供的土壤墒情采集装置还可以包括与控制模块301相连的无线通信模块304；控制模块301用于将传感器采集到的土壤墒情数据通过该无线通信模块304上传至云端服务器。

本实施例中，无线通信模块304可以实现装置与云端服务器的通信，从而能够将装置采集到的数据及时上传到云端服务器上，以由云端服务器对数据进行处理，进而工作人员可以实时关注到对应地区的土壤墒情情况。此外，及时未达到预设的启动间隔时长，工作人员也可以通过云端服务器向土壤采集装置下发指令，使装置执行土壤墒情数据的采集操作，从而满足能够实时进行土壤数据采集的需求。

本实用新型实施例提供给的土壤墒情采集装置的本体101和盖体102均采用具有电磁屏蔽功能的金属材料制成，如此整个装置的内部构成一个电磁屏蔽腔体，从而能够降低外界诸如带电颗粒、外界磁场等环境对装置内部电子元件的影响，从而不仅提高了装置的使用寿命，而且保证了数据采集的准确性，使得装置更加可靠。此外，户外环境条件较差，经常出现大风、沙尘、暴雨甚至冰雹等天气，通过将本装置设置成金属材料，能够极大程度上降低恶劣的气候环境对装置的损坏。

由于整个土壤墒情采集装置的内部形成了一个电磁屏蔽腔体，这会对内部无线通信模块304的信号发生和接收产生巨大的影响。因此，在一种实施例中，考虑在本体101的侧面设置至少一个与外壳1外部连通的通讯接口5，该通讯接口5用于设置无线通信模块304的接收器和发射器。如此可以实现装置与云端服务器的通信，同时，装置内部的电磁屏蔽效果不会受到很大的影响。

在一种实施例中，PCB板3还包括与控制模块301相连的按键模块305和显示模块306，按键模块305的按键6和对应显示模块306的显示屏7均设置于盖体102的上表面，且按键6和显示屏7所处区域设置为下沉结构，且该下沉结构的边缘设置有出水口8；显示模块306用于通过显示屏7显示当前土壤墒情采集装置的内部参数和当前传感器所采集到的土壤墒情数据；按键模块305用于由人为触发对显示屏7上所显示的内容执行翻页操作。

本实施例中，显示屏7可以为LED、OLED显示屏7等。显示屏7还可以通过按键6唤醒显示屏7的控制模块301内部的数据。此外，将按键6和显示屏7所处的区域设置成下沉结构更加美观，而且通过设置出水口8能够避免装置表面形成积水，进而降低装置内部渗水的风险。

在一种实施例中，本体101的四个拐角均设置有柱形凸起的加强柱9，每一个加强柱9中均设置有第一螺纹孔10，盖体102上对应每个第一螺纹孔10的位置均设置有第二螺纹孔11，用于通过螺栓依次穿过第二螺纹孔11和第一螺纹孔10对盖体102和本体101进行固定连接。

进一步，本体101上与盖体102连接的位置设置有环形密封槽13，每一个加强柱9的顶端设置有连通环形密封槽13和外壳1外部的排水槽14。

本实施例中，通过设置加强柱9，增加了第一螺纹孔10与外壳1边缘之间的厚度，从而达到增加固定强度的目的。此外，盖体102和本体101之间设置了环形密封槽13，能够起到防水的作用，从而降低装置内部的电路板被烧毁的风险。而且，加强柱9的顶端处设置了排水槽14，能够将密封槽13阻挡在外的水通过排水槽14排出，避免在密封槽13位置形成积水，增大装置内部漏水的风险。

本实用新型实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。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，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种土壤墒情采集装置，其特征在于，包括：外壳、太阳能电池板和PCB板；所述PCB板包括控制模块、供电模块和升压模块，所述供电模块和升压模块均与所述控制模块电性相连，所述外壳包括本体、盖体和四个耳板，PCB板设置于所述本体的内部，且所述PCB板的供电模块与设置于所述盖体的外表面的太阳能电池板相连；所述四个耳板设置于所述本体底部的四个拐角，且每个耳板上设置有固定孔；所述本体的侧面设置有若干个传感器接口，每一个传感器接口的一端均与所述升压模块相连，另一端用于与采集土壤数据的传感器探头相连，以在控制模块启动所述升压模块后，通过所连接的传感器采集土壤的墒情数据。

2.根据权利要求1所述的土壤墒情采集装置，其特征在于，所述控制模块用于按照预设的启动间隔时长启动所述升压模块，并在所述升压模块中的电压达到稳定状态时检测当前电压是否达到传感器的工作电压；以及，在当前电压达到传感器的工作电压时，控制传感器对土壤的墒情数据进行采集。

3.根据权利要求2所述的土壤墒情采集装置，其特征在于，该装置还包括与所述控制模块相连的无线通信模块；所述控制模块用于将传感器采集到的土壤墒情数据通过该无线通信模块上传至云端服务器。

4.根据权利要求3所述的土壤墒情采集装置，其特征在于，所述本体的侧面设置有至少一个与外壳外部连通的通讯接口，该通讯接口用于设置所述无线通信模块的接收器和发射器。

5.根据权利要求1所述的土壤墒情采集装置，其特征在于，所述PCB板还包括与所述控制模块相连的按键模块和显示模块，所述按键模块的按键和对应所述显示模块的显示屏均设置于所述盖体的上表面，且按键和显示屏所处区域设置为下沉结构，且该下沉结构的边缘设置有出水口；所述显示模块用于通过所述显示屏显示当前土壤墒情采集装置的内部参数和当前传感器所采集到的土壤墒情数据；所述按键模块用于由人为触发对所述显示屏上所显示的内容执行翻页操作。

6.根据权利要求1所述的土壤墒情采集装置，其特征在于，所述本体的四个拐角均设置有柱形凸起的加强柱，每一个加强柱中均设置有第一螺纹孔，所述盖体上对应每个第一螺纹孔的位置均设置有第二螺纹孔，用于通过螺栓依次穿过第二螺纹孔和第一螺纹孔对盖体和本体进行固定连接。

7.根据权利要求6所述的土壤墒情采集装置，其特征在于，所述本体上与所述盖体连接的位置设置有环形密封槽，每一个加强柱的顶端设置有连通所述环形密封槽和外壳外部的排水槽。

8.根据权利要求1至7中任一所述的土壤墒情采集装置，其特征在于，所述本体和所述盖体均采用具有电磁屏蔽功能的金属材料制成。