一种基于频域型的土壤湿度检测电路的制作方法

本实用新型涉及检测设备领域，特别涉及一种基于频域型的土壤湿度检测电路。

背景技术：

土壤湿度亦称土攘含水率，表示土壤干湿程度的物理量。是土壤含水量的一种相对变量。传统式采集土壤湿度的方式是探针式检测方法，这种方式安装维护往往需要挖出一个深坑，将探针插入其中，采集多层土壤湿度时施工复杂，并且测量精度较低、误差较大，测量时间较长，寿命较短，使用不方便等问题。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本实用新型提供一种基于频域型的土壤湿度检测电路。

其技术方案为，包括处理器，处理器与震荡器电连接，形成控制通路，震荡器的输出端分别连接异或比较器输入端一和探头的输入端；探头的输出端连接所述异或比较器的输入端二；

所述异或比较器的输出端连接ad转换电路的输入端，所述ad转换电路的输出端连接所述处理器的输入端。

优选为，还包括与所述处理器连接的温度采集电路，温度采集电路连接温度探头。通过高精度、分辨率的热敏电阻测量当前环境的温度值，根据温度和湿度的相互关系，对湿度值进行合理补偿，以提高所测湿度的准确性。

优选为，所述震荡器的输出端和探头之间设置有吸收电容c4。

优选为，所述探头和吸收电容c4的输出端通过低电容传输保护器与所述异或比较器的输入端电连接。

优选为，所述震荡器的型号为ltc6905hs5。

优选为，所述低电容传输保护器的型号为esd5305。

优选为，所述异或比较器的型号为mc74vhc1g86dft1。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本方案响应快，低成本，使用方便，环境要求低，采用fdr（frequencydomainreflectometry）频域反射检测技术对土壤湿度进行检测，利用电磁脉冲原理、根据电磁波在介质中传播频率来测量土壤的表观介电常数，从而得到土壤容积含水量，具有简便安全、快速准确、定点连续、自动化、宽量程、少标定等优点。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电路图。

图2为本实用新型实施例的流程图。

图3为本实用新型实施例的震荡器电路图。

图4为本实用新型实施例的低电容传输保护器电路图。

图5为本实用新型实施例的异或比较器电路图。

图6为本实用新型实施例的温度补偿部分电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。当然，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型创造中的具体含义。

实施例1

参见图1至图6，本实用新型提供一种基于频域型的土壤湿度检测电路，包括处理器，处理器与震荡器电连接，形成控制通路，震荡器的输出端分别连接异或比较器输入端一和探头的输入端；探头的输出端连接异或比较器的输入端二；

异或比较器的输出端连接ad转换电路的输入端，ad转换电路的输出端连接处理器的输入端。

还包括与处理器连接的温度采集电路，温度采集电路连接温度探头。通过高精度、分辨率的热敏电阻测量当前环境的温度值，根据温度和湿度的相互关系，对湿度值进行合理补偿，以提高所测湿度的准确性。

震荡器的输出端和探头之间设置有吸收电容c4。

探头和吸收电容c4的输出端通过低电容传输保护器与异或比较器的输入端电连接。

震荡器的型号为ltc6905hs5。

低电容传输保护器的型号为esd5305。

异或比较器的型号为mc74vhc1g86dft1。

本实用新型使用时，根据流程图，

通过处理器控制频率振荡器的4脚，从而使5脚发射出固定频率的脉冲；

第一步中发射出来的电磁脉冲方波输入到u2异或比较器的1脚，同时经过r10和吸收电容c4到达探头从而进入被测物体，由于被测物体物体的介电常数不一致，吸收电容c4和探头的充放电时间会形成相位差；通过这个电路使湿度信号变为电容值，最后变为频率信号输出。

第二步中探头和吸收电容c4处的脉冲经过低电容传输保护器输入中的u2的2脚；

两路带有相位差的脉冲经过u2，经过比较从而在4脚输出方波信号，

第四步中输出的方波信号进过ad转换电路，得到ad值；

第六、七步通过高精度、分辨率的热敏电阻测量当前环境的温度值，根据温度和湿度的相互关系，对湿度值进行合理补偿，以提高所测湿度的准确性；

第八步经过线性拟合算法对第四步中所得到的数据进行计算和温度补偿，从而进得到所测量对象的湿度值。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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。

技术特征：

1.一种基于频域型的土壤湿度检测电路，其特征在于，包括处理器，处理器与震荡器电连接，形成控制通路，震荡器的输出端分别连接异或比较器输入端一和探头的输入端；探头的输出端连接所述异或比较器的输入端二；

所述异或比较器的输出端连接ad转换电路的输入端，所述ad转换电路的输出端连接所述处理器的输入端。

2.根据权利要求1所述的基于频域型的土壤湿度检测电路，其特征在于，还包括与所述处理器连接的温度采集电路，温度采集电路连接温度探头。

3.根据权利要求2所述的基于频域型的土壤湿度检测电路，其特征在于，所述震荡器的输出端和探头之间设置有吸收电容。

4.根据权利要求3所述的基于频域型的土壤湿度检测电路，其特征在于，所述探头和吸收电容的输出端通过低电容传输保护器与所述异或比较器的输入端电连接。

5.根据权利要求1所述的基于频域型的土壤湿度检测电路，其特征在于，所述震荡器的型号为ltc6905hs5。

6.根据权利要求4所述的基于频域型的土壤湿度检测电路，其特征在于，所述低电容传输保护器的型号为esd5305。

7.根据权利要求1所述的基于频域型的土壤湿度检测电路，其特征在于，所述异或比较器的型号为mc74vhc1g86dft1。

技术总结
本实用新型公开了一种基于频域型的土壤湿度检测电路，涉及检测设备领域，技术方案为，包括处理器，处理器与震荡器电连接，形成控制通路，震荡器的输出端分别连接异或比较器输入端一和探头的输入端；探头的输出端连接异或比较器的输入端二；异或比较器的输出端连接AD转换电路的输入端，AD转换电路的输出端连接处理器的输入端。本实用新型的有益效果是：本方案响应快，低成本，使用方便，环境要求低，采用FDR频域反射检测技术对土壤湿度进行检测，利用电磁脉冲原理、根据电磁波在介质中传播频率来测量土壤的表观介电常数，从而得到土壤容积含水量，具有简便安全、快速准确、定点连续、自动化、宽量程、少标定等优点。

技术研发人员：王相;吴飞飞
受保护的技术使用者：威海精讯畅通电子科技有限公司
技术研发日：2019.11.22
技术公布日：2020.09.18