CN2816810Y - 一种土壤水分空间分布快速测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能够实时测量采样点的土壤容积含水量和测量经纬度的智能化土壤水分快速测试仪。该测试仪包括：一土壤水分传感器、一GPS接收机、一控制面板、一晶振电路分别与一微控制器连接、一时钟电路、一程序存储器、一数据存储器、一显示模块分别与一微控制器4连接；电源是可充电电源；微控制器还具有一个可与上位机连接的串行数据接口。该测试仪可以测量各个指定点的土壤水分体积含水量值，可以通过GPS接收机采集各个指定点的经度、纬度位置值，并能够存储所测各指定点的土壤水分值，经度纬度位置值，通过串行口可将数据传送给计算机进行处理和分析，生成土壤水分空间分布图。

Description

一种土壤水分空间分布快速测试仪

技术领域

本实用新型涉及一种土壤水分空间分布快速测试仪，特别涉及一种测量采样点的土壤容积含水量和测量经纬度的智能化土壤水分快速测试仪。

背景技术

我国是一个严重缺水的国家，而农业又是用水大户，节水技术是我国现代农业发展的重要方向。墒情监测和变量灌溉技术是实现节水农业的重要措施。土壤结构和土壤水分分布的空间变异性需要实施墒情监测和变量灌溉技术。

目前已有数十种土壤水分测量方法。比如专利：99105458.X.根据驻波原理工作的湿度检测器。该方法采用传感器探针与介质接触实现测量的，但是存在的问题是不能同时实现实时测量土壤水分和采样点的经度纬度。再如专利：200320110710.7介绍的土壤水分测量的平行三探针传感器，该方法采用平行三探针方法，但是存在的问题是不能存储测量数据，不具有串行通讯功能，不能在GIS平台上绘制土壤水分空间分布图。

综上所述，现有的土壤水分测量方法都不能同时快速、实时测量土壤水分和测量采样点的经度和纬度。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述现有技术中的不足，从而提供一种能快速、实时测量土壤水分，又能测量采样点的经度和纬度的智能化土壤水分空间分布快速测试仪。

为了实现上述目的，本实用新型采取如下技术方案：

一种土壤水分空间分布快速测试仪，如图1所示，包括：一土壤水分传感器1、一GPS接收机2、一控制面板3、一晶振电路14分别与一微控制器4连接；一时钟电路5、一程序存储器6、一数据存储器7、一显示模块8分别与所述微控制器4连接；上述各部分电路分别由一电源9供电。

在上述技术方案中，所述电源9通过一电压转换电路10对整个系统各部分电路供电。

在上述技术方案中，所述电源9是可充电电源；所述微控制器4通过一充电控制电路11与所述电源9连接；一交流转直流电路12通过所述充电控制电路11与所述电源9连接，所述交流转直流电路12具有可接入外部交流电源的接口。

在上述技术方案中，所述微控制器4还具有一个可与上位机连接的串行数据接口13。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)可以通过土壤水分传感器测量各个指定点的土壤水分体积含水量值；

2)可以通过GPS接收机采集各个指定点的经度、纬度位置值；

3)能够存储所测各指定点的土壤水分值，经度纬度位置值，最多可保存500个指定点的数据；

4)通过RS-232串行口可将数据传送给计算机进行处理和分析，在GIS软件平台上对采样点测量数据进行处理，生成土壤水分空间分布图。本实用新型在精准农业中的变量灌溉中和墒情、旱情信息系统工程中有广阔的应用前景。

附图说明

图1表示本实用新型的结构框图；

图2表示本实用新型的具体实施例3的控制面板图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

实施例1

如图1所示，本实施例提供的智能化土壤水分空间分布快速测试仪，包括：一土壤水分传感器1、一GPS接收机2、一控制面板3、一晶振电路14分别与一微控制器4连接；一时钟电路5、一程序存储器6、一数据存储器7、一显示模块8分别与所述微控制器4连接；上述各部分电路分别由一电源9供电。其中：

土壤水分传感器1采用市场所售的常规产品，SWR型土壤水分传感器。

GPS接收机2采用市场所售的常规产品，Garmin公司的小博士GPS接收机。

控制面板3，通过扁平线与接口插槽连接到微控制器4，从而可以使控制面板3的按键信息传递给微控制器4，也可以将微控制器4的指示信号传给控制面板3。

微控制器4采用CPU型号为80C552，为一种51单片机，单片机中有10位AD转换器。该单片机为整个系统的核心部分，控制系统命令的执行，数据的存储，以及控制外围电路等。

时钟电路5采用DS12887芯片，记录系统的具体时间，由微控制器4进行具体控制。

程序存储器6采用27C512和74LS373芯片，该部分存储的是系统的程序代码；当程序用仿真器调好以后，用写入器将程序代码装入27C512芯片中运行，芯片容量为32K。

数据存储器7采用62256芯片，系统中采集的数据都保存在该芯片中，大小为32K。

晶振电路14为12MHZ晶振，为CPU提供外部晶振频率。

显示模块8采用市场所售常规显示模块芯片EDM1190A。

电源9为5V直流电源。

实施例2

如图1所示，电源9为可充电电源，该电源9通过一充电控制电路11与微控制器4连接。

电源9的输出电压为12V，通过一电压转换模块10将电源9的直流12V转为直流5V，然后给整个系统供电。

充电控制电路11的核心芯片是MAX712cpe，微控制器4通过该电路来控制电源的充电过程。

显示模块8采用市场所售的常规液晶显示模块，通过一LCD接口插槽与微控制器4连接。

一交流转直流电路12为18VACDC，这是一个交流转直流模块将220v交流电通过该模块后转换为18V直流电，然后通过充电控制电路11给电源9充电。

一串行数据接口13采用芯片MAX232，与微控制器4连接，实施例1中GPS接收机2可以通过该接口与微控制器4连接采集数据，该接口也可以与上位机连接传递数据给上位机。

控制面板3的设计，如图2所示，其上的按钮、接口和指示灯设置如下：

该面板3的左侧有四个指示灯，分别为电源指示灯、欠压指示灯、充电指示灯和快充指示灯；

电源指示灯亮表示仪表正在工作，灯灭表示停止工作；

欠压指示灯亮表示仪表充电电池电压不足需要及时充电，欠压指示灯灭表示仪表电压正常；

充电指示灯亮表示仪表已加载充电电源，充电指示灯灭表示仪表未加载充电电源。在仪表已经加载了充电电源(220V电源线插头插上并已接通电源)的情况下，快充指示灯亮表示仪表电池电压还未充满，仪表正在充电。快充指示灯灭表示仪表电池电压已经充满，可停止充电。

信号输入接口连接土壤水分传感器(即图1中表示的土壤水分传感器1与微控制器4连接)。通讯RS-232接口(即上述的串行数据接口13)与GPS接收机连接时，可以采集指定点的经度、纬度位置信息，该接口与计算机连接时，可以将数据传送给计算机保存与处理。

开关键通过一开关电源电路控制整个仪表电源的打开及关闭，上、下键和确定键、返回键在不同的菜单项中有不同的功能，面板中的显示区即为上述的显示模块8，其中可以显示数据，也可以显示操作界面。

其它同实施例1。

实施例3

将GPS接收机2通过一接口电路与微控制器4连接，所述微控制器扩展出一串行数据接口13，用于与上位机或其它存储器或其它数据处理设备进行数据通信。

该仪器的其它部分同实施例2。

Claims (4)

1.一种土壤水分空间分布快速测试仪，包括：一土壤水分传感器(1)、一控制面板(3)、一晶振电路(14)、一时钟电路(5)、一程序存储器(6)、一数据存储器(7)、一显示模块(8)分别与一微控制器(4)连接，一给各部分电路供电的电源(9)，其特征在于，还包括一GPS接收机(2)。

2.根据权利要求1所述的土壤水分空间分布快速测试仪，其特征在于，所述微控制器(4)还具有一个可与上位机连接的串行数据接口(13)。

3.根据权利要求1所述的土壤水分空间分布快速测试仪，其特征在于，所述电源(9)通过一电压转换电路(10)对各部分电路供电。

4.根据权利要求1、2或3所述的土壤水分空间分布快速测试仪，其特征在于，所述电源(9)是可充电电源；所述微控制器(4)通过一充电控制电路(11)与所述电源(9)连接；一交流转直流电路(12)通过所述充电控制电路(11)与所述电源(9)连接，所述交流转直流电路(12)具有可接入外部交流电源的接口。