土壤检测仪的制作方法

本实用新型涉及土壤检测领域，特别涉及一种土壤检测仪。

背景技术：

土壤环境监测是指通过对影响土壤环境质量因素的代表值的测定，确定环境质量(或污染程度)及其变化趋势。我们通常所说的土壤监测是指土壤环境监测，其一般包括布点采样、样品制备、分析方法、结果表征、资料统计和质量评价等技术内容。现有一些土壤检测记录仪设置土壤水分传感器，可以分析土壤中水分对检测结果的影响，能够提高检测结果的精确度；并且通过设置zigbee无线传输装置，将土壤含盐量无线发送至数据共享中心，可以实现数据共享，且快速、实时。然而，传统土壤检测记录仪只能通过zigbee方式进行传输，通信方式较为单一，不能满足对通信方式多样化的需求，影响用户体验。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种具有多种无线通信方式、能满足对通信方式多样化的需求、提升用户体验的土壤检测仪。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种土壤检测仪，包括单片机、信号发生器、土壤水分传感器、电导传感器、第一信号放大器、第二信号放大器、模数转换器、数据存储器、显示屏、无线通信模块和供电模块，所述信号发生器与所述单片机连接，所述信号发生器通过所述土壤水分传感器与所述第一信号放大器连接，所述信号发生器通过所述电导传感器与所述第二信号放大器连接，所述第一信号放大器和所述第二信号放大器均与所述模数转换器连接，所述模数转换器与所述单片机连接，所述数据存储器、所述显示屏、所述无线通信模块和所述供电模块均与所述单片机连接，所述无线通信模块为蓝牙模块、wifi模块、gsm模块、gprs模块、cdma模块、cdma2000模块、wcdma模块、td-scdma模块、zigbee模块或lora模块。

在本实用新型所述的土壤检测仪中，所述供电模块包括供电电源、基准电压源、第一电位器、第二电阻、第三电阻、电压比较器、第四电阻、第一三极管、第一电容、第二三极管、第六电阻、单向晶闸管、第五电阻和电压输出端，所述供电电源分别与所述基准电压源的第一引脚、所述第四电阻的一端、所述第一三极管的集电极和所述第二三极管的集电极连接，所述第四电阻的另一端与所述第一三极管的基极连接，所述基准电压源的第二引脚与所述第一电位器的一个固定端连接，所述第一电位器的滑动端与所述电压比较器的同相输入端连接，所述电压比较器的反相输入端分别与所述第三电阻的一端和所述第二电阻的一端连接，所述第一三极管的发射极分别与所述第一电容的一端、所述第五电阻的一端和所述单向晶闸管的控制极连接，所述电压比较器的输出端分别与所述第六电阻的一端和所述单向晶闸管的阳极连接，所述第二三极管的基极与所述第六电阻的另一端连接，所述第二三极管的发射极分别与所述第二电阻的另一端和所述电压输出端的一端连接，所述基准电压源的第三引脚分别与所述第一电位器的另一个固定端、所述第三电阻的另一端、所述第一电容的另一端、所述第五电阻的另一端、所述单向晶闸管的阴极和所述电压输出端的另一端连接。

在本实用新型所述的土壤检测仪中，所述第六电阻的阻值为42kω。

在本实用新型所述的土壤检测仪中，所述供电模块还包括第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述第一三极管的发射极连接，所述第一二极管的阴极与所述第一电容的一端连接。

在本实用新型所述的土壤检测仪中，所述第一二极管的型号为s-452t。

在本实用新型所述的土壤检测仪中，所述供电模块还包括第七电阻，所述第七电阻的一端与所述第一三极管的集电极连接，所述第七电阻的另一端与所述第二三极管的集电极连接。

在本实用新型所述的土壤检测仪中，所述第七电阻的阻值为36kω。

在本实用新型所述的土壤检测仪中，所述第一三极管为npn型三极管。

在本实用新型所述的土壤检测仪中，所述第二三极管为npn型三极管。

在本实用新型所述的土壤检测仪中，所述基准电压源的型号为ad581，所述电压比较器的型号为lm339。

实施本实用新型的土壤检测仪，具有以下有益效果：由于设有单片机、信号发生器、土壤水分传感器、电导传感器、第一信号放大器、第二信号放大器、模数转换器、数据存储器、显示屏、无线通信模块和供电模块，无线通信模块为蓝牙模块、wifi模块、gsm模块、gprs模块、cdma模块、cdma2000模块、wcdma模块、td-scdma模块、zigbee模块或lora模块，本实用新型具有多种无线通信方式、能满足对通信方式多样化的需求、提升用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。

图1为本实用新型土壤检测仪一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中供电模块的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

在本实用新型土壤检测仪实施例中，该土壤检测仪的结构示意图如图1所示。图1中，该土壤检测仪包括单片机1、信号发生器2、土壤水分传感器3、电导传感器4、第一信号放大器5、第二信号放大器6、模数转换器7、数据存储器8、显示屏9、无线通信模块10和供电模块11，其中，信号发生器2与单片机1连接，信号发生器2通过土壤水分传感器3与第一信号放大器5连接，信号发生器2通过电导传感器4与第二信号放大器6连接，第一信号放大器5和第二信号放大器6均与模数转换器7连接，模数转换器7与单片机1连接，数据存储器8、显示屏9、无线通信模块10和供电模块11均与单片机1连接。

单片机1用于控制信号发生器2产生预设频率的电压激励信号，土壤水分传感器3用于依据接收到的电压激励信号对土壤的介电常数进行测量，得到电压偏移信号即土壤的介电常数，电压偏移信号反应所述土壤的含盐梯度和含水梯度。土壤水分传感器3是基于频域反射测量技术设计的土壤水分传感器。

当对待测土壤的盐度含盐量进行测量时，将土壤水分传感器3放置到待测土壤中，单片机1通过信号发生器控制土壤水分传感器3对土壤的介电常数进行测量，并对介电常数进行处理，得到土壤含盐量。单片机1将土壤含盐量通过显示屏9进行显示，并通过无线通信模块10无线发送至数据共享中心。单片机1通过电导传感器4对土壤水分传感器3进行校正。

本实施例中，单片机1采用的型号为stm32f103rct6，信号发生器2采用的型号为ad9854，第一信号放大器5和第二信号放大器6采用的型号为ad8307，模数转换器7采用的型号为at84ad001b，数据存储器8采用的型号为w25x16。

本实施例中，该无线通信模块10为蓝牙模块、wifi模块、gsm模块、gprs模块、cdma模块、cdma2000模块、wcdma模块、td-scdma模块、zigbee模块或lora模块等。通过设置多种无线通信方式，不仅可以增加无线通信方式的灵活性，还能满足不同用户和不同场合的需求。尤其是采用lora模块时，其通信距离较远，且通信性能较为稳定，适用于对通信质量要求较高的场合。本实用新型的无线通信方式不仅局限于zigbee方式，具有多种无线通信方式、能满足对通信方式多样化的需求、提升用户体验。

图2为本实施例中供电模块的电路原理图，图2中，该供电模块11包括供电电源vcc、基准电压源u1、第一电位器rp1、第二电阻r2、第三电阻r3、电压比较器a1、第四电阻r4、第一三极管q1、第一电容c1、第二三极管q2、第六电阻r6、单向晶闸管u2、第五电阻r5和电压输出端vo，其中，供电电源vcc分别与基准电压源u1的第一引脚、第四电阻r4的一端、第一三极管q1的集电极和第二三极管q2的集电极连接，第四电阻r4的另一端与第一三极管q1的基极连接，基准电压源u1的第二引脚与第一电位器rp1的一个固定端连接，第一电位器rp1的滑动端与电压比较器a1的同相输入端连接，电压比较器a1的反相输入端分别与第三电阻r3的一端和第二电阻r2的一端连接，第一三极管q1的发射极分别与第一电容c1的一端、第五电阻r5的一端和单向晶闸管u2的控制极连接，电压比较器a1的输出端分别与第六电阻r6的一端和单向晶闸管u2的阳极连接，第二三极管q2的基极与第六电阻r6的另一端连接，第二三极管q2的发射极分别与第二电阻r2的另一端和电压输出端vo的一端连接，基准电压源u1的第三引脚分别与第一电位器rp1的另一个固定端、第三电阻r3的另一端、第一电容c1的另一端、第五电阻r5的另一端、单向晶闸管u2的阴极和电压输出端vo的另一端连接。

本实施例中，第六电阻r6为限流电阻，用于对第二三极管q2的基极电流进行限流保护。限流保护的原理如下：当第二三极管q2的基极电流较大时，通过该第六电阻r6可以降低第二三极管q2的基极电流的大小，使其保持在正常工作状态，而不至于因电流太大导致烧坏电路中的元器件，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第六电阻r6的阻值为42kω。当然，在实际应用中，第六电阻r6的阻值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第六电阻r6的阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

本实施例中，基准电压源u1的型号为ad581，电压比较器a1的型号为lm339。

本实施例中，第一三极管q1为npn型三极管，第二三极管q2为npn型三极管。当然，在实际应用中，第一三极管q1和第二三极管q2也可以均为pnp型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，该供电模块11还包括第一二极管d1，第一二极管d1的阳极与第一三极管q1的发射极连接，第一二极管d1的阴极与第一电容c1的一端连接。第一二极管d1为限流二极管，用于对第一三极管q1的发射极电流进行限流保护。限流保护的原理如下：当第一三极管q1的发射极电流较大时，通过该第一二极管d1可以降低第一三极管q1的发射极电流的大小，使其保持在正常工作状态，而不至于因电流太大导致烧坏电路中的元器件，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第一二极管d1的型号为s-452t。当然，在实际应用中，第一二极管d1也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

本实施例中，该供电模块11还包括第七电阻r7，第七电阻r7的一端与第一三极管q1的集电极连接，第七电阻r7的另一端与第二三极管q2的集电极连接。第七电阻r7为限流电阻，用于对第二三极管q2的集电极电流进行限流保护。限流保护的原理如下：当第二三极管q2的集电极电流较大时，通过该第七电阻r7可以降低第二三极管q2的集电极电流的大小，使其保持在正常工作状态，而不至于因电流太大导致烧坏电路中的元器件，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第七电阻r7的阻值为36kω。当然，在实际应用中，第七电阻r7的阻值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第七电阻r7的阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

总之，本实施例中，由于该供电模块11中设有限流电阻，因此电路的安全性和可靠性较高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。