土壤综合参数检测设备的制作方法

本发明涉及检测设备技术领域，尤其涉及一种土壤综合参数检测设备。

背景技术：

土壤的参数，包括温度、湿度以及导电率等，对农作物的生起着至关重要的作用，合理的控制土壤的参数能促进农作物的生长。农业生产技术发展需要对土壤的温度、湿度以及土壤的性质进行检测和调控，土壤的温度湿度和性质监测能够为农作物的精细耕种提供帮助。良好的温度湿度以及合适的土壤性质已成为农田作物健康生长的必要条件。通过对土壤温湿度以及性质的精确检测，能够及时对作物的生长条件进行判断，及时对不合适的土壤条件进行人为的干预，用以提高农业种植生产的品质。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种土壤综合参数检测设备，能够对土壤的温湿度及性质进行精确的检测，该设备结构简单，实用性强。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：土壤综合参数检测设备，包括本体、仪器舱和插杆；所述本体的上部设置有导向管，下部设置有传感器舱，所述导向管为中空，所述导向管和传感器舱内部相通，所述插杆能够插入导向管内并进入到传感器舱中；所述仪器舱至少设置一个传感器单元，所述传感器单元包括安装壳体、安装座和传感器，所述安装壳体的侧部开设有安装口，所述安装座转动连接在所述安装口靠近所述导向管的一端，所述安装座朝外的一侧上设置有安装槽，朝内的一侧至少设置一条突楞，所述突楞靠近转轴一端的高度低于另一端，所述传感器设置在所述安装槽内，所述仪器舱安装导向管上靠近传感器舱的位置；其还包括单片机、存储器和电源，所述传感器和所述存储器分别和所述单片机相连，所述电源为其他各部分供电，所述单片机、存储器和电源均设置在所述仪器舱内。

进一步地，所述传感器为温度传感器、湿度传感器和电导率传感器中的一种或几种。

进一步地，所述传感器安装壳体包括壳体I和壳体II，所述壳体I和所述壳体II通过螺钉连接，所述壳体I侧部开设有安装口。

进一步地，所述仪器舱设置有8个传感器单元。

进一步地，所述突楞为两条，所述突楞的横截面为斜面。

进一步地，所述传感器与所述单片机通过连接电路I相连，所述连接电路I包括Header14X2连接端子J2、连接端子J3，CON3连接端子J11，光触发元件O1、O2，电阻R1、R21、R33、R34、R35、R36，电容C11，保险丝F1，三极管Q21，电源VCCS和VCC5V；所述的光触发元件中有一个发光二极管和一个双向触发二极管；所述的连接端子J2的9脚串接电阻R21后连接到三极管Q21的基极，三极管Q21的发射极接地，三极管Q21的集电极依次串接光触发元件O2中的发光二极管、光触发元件O1中的发光二极管和电阻R1后连接到电源VCCS，电源VCCS依次串接光触发元件O1中的双向触发二极管和保险丝F1后连接到连接端子J11的3脚，连接端子J11的2脚串接光触发元件O2中的双向触发二极管后连接到电阻R33的一端，电阻R33的另一端分别并接到电阻R34的一端、电阻R35的一端、电容C11的一端和电阻R36的一端，电阻R34的另一端连接到电源VCC5V，电阻R35的另一端和电容C11的另一端接地，电阻R36的另一端连接到连接端子J3的16脚，连接端子J2和连接端子J3连接到单片机，连接端子J11连接到传感器。

进一步地，所述的存储器为W25Q64闪存U1。

进一步地，所述存储器与所述单片机通过连接电路II相连，所述连接电路II包括电阻R51、R52和R53，Header 14X2连接端子J3，电源VCC-3.3V，闪存U1的1脚连接到连接端子J3的4脚，闪存U1的2脚连接到连接端子J3的1脚，闪存U1的3脚串接电阻R51后连接到电源VCC-3.3V，闪存U1的4脚接地，闪存U1的5脚连接到连接端子J3的2脚，闪存U1的6脚分别并接到连接端子J3的3脚和电阻R53的一端，电阻R53的另一端接地，闪存U1的7脚串接电阻R52后连接到电源VCC-3.3V，闪存U1的8脚连接到电源VCC-3.3V；连接端子J3连接到单片机。

进一步地，所述的土壤检测设备通过单片机与上位机进行通信。

进一步地，所述的单片机与所述的上位机通过连接电路III电连接；所述的连接电路III包括MAXA13487EESA收发器U2，HEADER 5连接端子J6，电阻R61、R62、R63、R64、R65和R66，保险丝F21和F22，稳压二极管D1和D2，电源VCC485和电源VCC5V，Header14X2连接端子J3；所述收发器U2的1脚串接电阻R62后连接到连接端子J3的24脚，收发器U2的2脚和3脚相连后串接电阻R61连接到电源VCC485，收发器U2的4脚串接电阻R63后连接到连接端子J3的23脚，收发器U2的5脚接地，收发器U2的6脚分别并接到电阻R64的一端和保险丝F21的一端，电阻R64的另一端连接到电源VCC485，保险丝F21的另一端分别并接到连接端子J6的3脚和稳压二极管D1的阴极，稳压二极管D1的阳极接地，收发器U2的7脚分别并接到电阻R65的一端和保险丝F22的一端，电阻R65的另一端接地，保险丝F22的另一端分别并接到连接端子J6的4脚和稳压二极管D2的阴极，稳压二极管D2的阳极接地，连接端子J6的3脚串接电阻R66后连接到连接端子J6的4脚，连接端子J6的1脚连接到电源VCC5V，连接端子J6的2脚连接到电源VCC485；连接端子J3连接到单片机，连接端子J6连接到上位机。

本发明的土壤检测设备能够对土壤的温湿度及性质进行精确的检测，并且电路结构能够非常精准地实现各信号的传输。该设备结构简单，实用性强，应用范围广。

附图说明

图1为土壤综合参数检测设备的立体图；

图2为图1中A部放大图；

图3为图1中B部放大图；

图4为图1中C部放大图；；

图5为导向管的结构示意图；

图6为中心探杆的结构示意图；

图7为安装座的结构示意图；

图8为安装座结构示意图；

图9为探头的结构示意图；

图10为探头的结构示意图；

图11为压线块的结构示意图；

图12为中部压线块的结构示意图；

图13为连接盘I的结构示意图；

图14为连接盘II的结构示意图；

图15为连接盘III的结构示意图；

图16为中心推杆的结构示意图；

图17为延长推杆的结构示意图；

图18为卡环I的连接结构图；

图19为卡环II的连接结构图；

图20为连接电路I的连接结构图；

图21为连接电路II的连接结构图；

图22为连接电路III的连接结构图；

图23为供电电路的连接结构图；

图24为电控组件的结构示意图；

图25为电控组件的结构示意图；

图26为电路板座结构示意图；

图27为电池座结构示意图；

图中：1-仪器舱；2-推杆；21-中心推杆；22-延长推杆；23-连接盘III；3-导向管；4-中心探杆；5-传感器单元；51-壳体；52-安装座；521-安装槽；522-突楞；53-传感器；54-中部压线块；55-压线块；56-安装口；6-探头；7-连接盘I；8-连接盘II；9-卡环I；10-卡环II；11-电路板座；12-电路板；13-电池座。

具体实施方式

下面结合具体实施方式详细介绍本发明的内容：

如图1所示，本发明的土壤综合参数检测设备，包括本体、仪器舱1和推杆2；所述本体的上部为导向管3，下部为中心探杆4，如图3所示，所述导向管3和所述中心探杆4通过连接盘I7和连接盘II8连接在一起，所述连接盘I7和连接盘II8的具体结构如图13和14所示；所述导向管3和所述中心探杆4均为中空且内部相贯通，所述推杆2能够插入所述导向管3内并进入到所述中心探杆4内。如图2和6所示，所述中心探杆4上设置有8个传感器单元5，所述传感器单元5包括壳体51、安装座52和传感器53，所述壳体51的侧部开设有安装口56，所述安装座52通过转轴连接在所述安装口56靠近所述导向管3的一端；如图7和8所示，所述安装座52朝外的一侧上设置有安装槽521，朝内的一侧设置有两条突楞522，所述突楞522的横截面为斜面。所述传感器5设置在所述安装槽521内，所述传感器53为温度传感器、湿度传感器和电导率传感器中的一种或几种。如图1和3所示，所述仪器舱1通过卡环I9和卡环II10安装在所述导向管3上靠近所述中心探杆4的位置；所述卡环I9和卡环II10的具体结构如图18和19所示。本发明的土壤检测设备还包括单片机、存储器和电源，所述传感器53和所述存储器分别和所述单片机相连，所述电源为其他各部分供电，所述单片机、存储器和电源均设置在所述仪器舱1内。

如图1、9和10所示，所述中心探杆4的顶端设置有探头6。

如图4、16和17所示，所述推杆2由中心推杆21和延长推杆22组成，中心推杆21和延长推杆22通过连接盘III23组合在一起。所述连接盘III23的具体结构如图15所示。

如图6所示，所述传感器单元5的壳体51的底部对称设置有走线槽，如图12所示的压线块55设置在其中，所述壳体51的侧壁上对称设置有走线槽，如图11所示的中部压线块54设置在其中。压线块55和中部压线块54通过螺钉与壳体51相连接。

使用前，传感器单元5中的安装座52闭合在安装口56处，突楞522全部位于壳体51的内部，传感器53贴在壳体51的侧壁上，这样的设计能够保证传感器53的探针在将检测设备放入土壤中时不被破坏。使用时，根据土壤检测设备横截面的面积，在土壤中挖一个洞，一般1.5深的即可，然后将该土壤检测设备竖直的放入到洞中，然后将推杆2沿导向管3向下推并进入中心探杆4内，此时再往下推，推杆2则给突楞522一个向外的力，安装座52远离转轴的一端向外转动，当推杆2通过该传感器单元时，安装座52停止转动，此时位于安装座52外侧的传感器53能够与土壤接触，即可精确检测土壤的温湿度以及导电率等性质。本发明的土壤检测设备，所述传感器可以设置多个，由于检测时，传感器位于竖直放置的土壤检测设备的不同位置，因此可以检测土壤不同深度的各种土壤性质，继而实现对土壤性质的精确检测。而且本发明的结构简单，实用性强，应用范围非常广。

所述传感器5与所述单片机通过连接电路I相连，如图20所示为连接电路I的电路结构，所述连接电路I包括Header14X2连接端子J2、连接端子J3，CON3连接端子J11，光触发元件O1、O2，电阻R1、R21、R33、R34、R35、R36，电容C11，保险丝F1，三极管Q21，电源VCCS和VCC5V；所述的光触发元件中有一个发光二极管和一个双向触发二极管；所述的连接端子J2的9脚串接电阻R21后连接到三极管Q21的基极，三极管Q21的发射极接地，三极管Q21的集电极依次串接光触发元件O2中的发光二极管、光触发元件O1中的发光二极管和电阻R1后连接到电源VCCS，电源VCCS依次串接光触发元件O1中的双向触发二极管和保险丝F1后连接到连接端子J11的3脚，连接端子J11的2脚串接光触发元件O2中的双向触发二极管后连接到电阻R33的一端，电阻R33的另一端分别并接到电阻R34的一端、电阻R35的一端、电容C11的一端和电阻R36的一端，电阻R34的另一端连接到电源VCC5V，电阻R35的另一端和电容C11的另一端接地，电阻R36的另一端连接到连接端子J3的16脚，连接端子J2和连接端子J3连接到单片机，连接端子J11连接到传感器。

所述的存储器为W25Q64闪存U1。如图21所示为连接电路II的电路结构，所述存储器与所述单片机通过连接电路II相连，所述连接电路II包括电阻R51、R52和R53，Header14X2连接端子J3，电源VCC-3.3V，闪存U1的1脚连接到连接端子J3的4脚，闪存U1的2脚连接到连接端子J3的1脚，闪存U1的3脚串接电阻R51后连接到电源VCC-3.3V，闪存U1的4脚接地，闪存U1的5脚连接到连接端子J3的2脚，闪存U1的6脚分别并接到连接端子J3的3脚和电阻R53的一端，电阻R53的另一端接地，闪存U1的7脚串接电阻R52后连接到电源VCC-3.3V，闪存U1的8脚连接到电源VCC-3.3V；连接端子J3连接到单片机。

所述的土壤检测设备通过单片机与上位机进行通信。如图22所示为连接电路II的电路结构，所述的单片机与所述的上位机通过连接电路III电连接；所述的连接电路III包括MAXA13487EESA收发器U2，HEADER5连接端子J6，电阻R61、R62、R63、R64、R65和R66，保险丝F21和F22，稳压二极管D1和D2，电源VCC485和电源VCC5V，Header 14X2连接端子J3；所述收发器U2的1脚串接电阻R62后连接到连接端子J3的24脚，收发器U2的2脚和3脚相连后串接电阻R61连接到电源VCC485，收发器U2的4脚串接电阻R63后连接到连接端子J3的23脚，收发器U2的5脚接地，收发器U2的6脚分别并接到电阻R64的一端和保险丝F21的一端，电阻R64的另一端连接到电源VCC485，保险丝F21的另一端分别并接到连接端子J6的3脚和稳压二极管D1的阴极，稳压二极管D1的阳极接地，收发器U2的7脚分别并接到电阻R65的一端和保险丝F22的一端，电阻R65的另一端接地，保险丝F22的另一端分别并接到连接端子J6的4脚和稳压二极管D2的阴极，稳压二极管D2的阳极接地，连接端子J6的3脚串接电阻R66后连接到连接端子J6的4脚，连接端子J6的1脚连接到电源VCC5V，连接端子J6的2脚连接到电源VCC485；连接端子J3连接到单片机，连接端子J6连接到上位机。

本发明的土壤检测设备还包括供电电路，具体电路结构如图23所示，所述供电电路包括CON3POWER连接端子，JUMPER2跳线JP1、JP2、JP3，L78L05ABZ稳压芯片U3和U4，电容C1、C2、C3、C4，电阻R41，1206自动恢复保险丝F31，发光二极管DL；POWER连接端子的3脚依次串接跳线JP1、自动恢复保险丝F31、电阻R41后连接到发光二极管DL的阳极，发光二极管DL的阴极接地，POWER连接端子的1脚接地，自动恢复保险丝F31和电阻R41的公共端分别并接到稳压芯片U3的3脚、电容C1的一端、稳压芯片U4的3脚和电容C3的一端，电容C1的另一端和电容C3的另一端接地，稳压芯片U3的1脚分别并接到电容C2的一端和跳线JP2的一端，电容C2的另一端接地，稳压芯片U4的1脚分别并接到电容C4的一端和跳线JP3的一端，电容C4的另一端接地，跳线JP3的另一端连接到自动恢复保险丝F31和电阻R41公共端，稳压芯片U3的2脚和稳压芯片U4的2脚分别接地；跳线JP2的另一端提供电源VCC485，稳压芯片U3的1脚、电容C2和跳线JP2的公共端提供电源VCC5V,稳压芯片U4的1脚、电容C4和跳线JP3的公共端提供电源VCCS；POWER连接端子连接到电源。

本发明的连接电路I、连接电路II、连接电路III以及供电电路的电路结构能够很精准的实现各信号的传输，并且电路结构简单，易于实现。

所述的仪器舱包括仪器舱本体和仪器舱盖，上述的连接电路I、连接电路II、连接电路III、供电电路以及单片机和存储器均设置在电路板12上，所述的电源为电池，电路板12和电源设置在仪器舱本体内。如图24-27所示，在仪器舱本体内还设置有电路板座11和电池座13，所述的电路板12通过内六角螺栓设置在电路板座11上，所述的电路板座11和电池座13通过内六角螺栓连接在一起，所述的电池设置在电池座13和仪器舱盖之间。