一种多级土壤传感器制造技术

本发明专利技术提供了一种多级土壤传感器，涉及农业物联网传感器领域。该多级土壤传感器的激励信号生成电路与多个信号检测电路电连接，多个信号检测电路均与主控电路电连接，激励信号生成电路用于生成多路激励信号，并将每路激励信号传输至一个信号检测电路，每个信号检测电路均用于接收到激励信号后反馈回波信号，主控电路用于按照预设定的时间间隔获取每个信号检测电路的回波信号，并依据每个回波信号分析获得对应待测区域的土壤参数。通过控制器分别分析每个待测区域对应的回波信号，便能得到每个待测区域的湿度及电导率，无需人工预先挖出多个待测区域，仅使用多级土壤传感器便能采集到多个区域的参数，更加方便、快捷。

【技术实现步骤摘要】
一种多级土壤传感器
本专利技术涉及农业物联网传感器领域，具体而言，涉及一种多级土壤传感器。
技术介绍
作物生长的最适土壤温度、湿度、电导率不仅仅由表层20cm土壤决定，不同深层次的土壤决定根系不同位置的发育与生命活性，要客观的对农作物土壤进行数据监测，需要对不同深度的土壤进行综合分析。传统的土壤传感器只能获取一组土壤数据，一般测量0-20cm的表层土壤，如果要对不同深度的土壤进行监测，需要采用人工挖截面的方式，即先将土壤挖开大坑值深度，然后将传感器插入指定位置，无法利用一支传感器对土壤不同深度层面进行监测。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多级土壤传感器，以解决上述问题。本专利技术提供了一种多级土壤传感器，所述多级土壤传感器包括主控电路、激励信号生成电路以及多个信号检测电路，所述激励信号生成电路与多个所述信号检测电路电连接，多个所述信号检测电路均与所述主控电路电连接；所述激励信号生成电路用于生成多路激励信号，并将每路所述激励信号传输至一个所述信号检测电路；每个所述信号检测电路均用于接收到所述激励信号后反馈回波信号；所述主控电路用于按照预设定的时间间隔获取每个所述信号检测电路的所述回波信号，并依据每个所述回波信号分析获得对应待测区域的土壤参数。进一步地，所述多级土壤传感器还包括探测管以及与所述信号检测电路数量相同的探测件，多个所述探测件间隔设置于所述探测管内，每个所述信号检测电路与一个所述探测件电连接。进一步地，所述探测件包括两个导电环以及两个绝缘层，一个所述绝缘层设置于两个所述导电环之间，另一个所述绝缘层与其中一个所述导电环相邻设置。进一步地，所述多级土壤传感器还包括安装盒，所述安装盒设置于所述探测管的一端。进一步地，所述主控电路、所述激励信号生成电路以及多个所述信号检测电路集成于一电路板，所述电路板设置于所述安装盒内。进一步地，所述激励信号生成电路包括自激振荡模块、滤波模块、驱动模块以及多个信号输出模块，所述自激振荡模块、所述滤波模块以及所述驱动模块依次电连接，所述驱动模块与每个所述信号输出模块均电连接，每个所述信号输出模块与一个所述信号检测电路电连接。进一步地，所述自激振荡模块包括第一运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第一电容，所述第一运算放大器的同相输入端串联所述第一电阻后与所述第一运算放大器的信号输出端电连接，第一运算放大器的同相输入端还通过所述第二电阻接地，所述第一运算放大器的反相输入端通过所述第一电容接地，并在串联所述第三电阻后与所述第一运算放大器的信号输出端电连接，所述第一运算放大器的信号输出端与所述滤波模块电连接。进一步地，每个所述信号检测电路均包括信号输入端、信号输出端、电压保护模块、稳压模块以及回波信号反馈模块，所述信号输入端、所述电压保护模块、所述稳压模块以及所述信号输出端依次电连接，所述回波信号反馈模块与所述电压保护模块电连接。进一步地，所述多级土壤传感器还包括信号比较电路、第一信号放大电路以及第二信号放大电路，所述信号比较电路与每个所述信号检测电路、所述第一信号放大电路及所述第二信号放大电路均电连接，所述第一信号放大电路及所述第二信号放大电路均与所述主控电路电连接；所述信号比较电路用于判断所述回波信号大于或等于预设定的电压阈值，如果是，则将所述回波信号传输至所述第一信号放大电路；如果否，则将所述回波信号传输至所述第二信号放大电路；所述第一信号放大电路用于按照预设定的第一放大系数对所述回波信号进行放大操作；所述第二信号放大电路用于按照预设定的第二放大系数对所述回波信号进行放大操作；其中，所述第一放大系数小于所述第二放大系数。进一步地，所述多级土壤传感器还包括电源电路以及电源控制电路，所述电源电路、所述电源控制电路以及所述主控电路依次电连接；所述主控电路用于当当前时间不等于预设时间时，生成关闭指令，否则，生成开启指令，并将所述关闭指令或所述开启指令传输至所述电源控制电路；所述电源控制电路用于响应所述关闭指令而断开或响应所述开启指令而导通。相对现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的一种多级土壤传感器包括主控电路、激励信号生成电路以及多个信号检测电路，激励信号生成电路与多个信号检测电路电连接，多个信号检测电路均与主控电路电连接，激励信号生成电路用于生成多路激励信号，并将每路激励信号传输至一个信号检测电路，每个信号检测电路均用于接收到激励信号后反馈回波信号，主控电路用于按照预设定的时间间隔获取每个信号检测电路的回波信号，并依据每个回波信号分析获得对应待测区域的土壤参数。通过设置多个信号检测电路将激励信号传输至待测区域，并反馈由待测区域吸收后所剩余的回波信号，控制器再分别分析每个待测区域对应的回波信号，便能得到每个待测区域的湿度及电导率，无需人工预先挖出多个待测区域，仅使用多级土壤传感器便能采集到多个区域的参数，更加方便、快捷。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术实施例提供的多级土壤传感器的结构示意图。图2本专利技术实施例提供的多级土壤传感器的电路连接框图。图3为图2中Ⅰ处的局部放大示意图。图4为电源控制电路的电路图。图5为激励信号生成电路的电路结构框图。图6为激励信号生成电路的电路图。图7为信号检测电路的电路结构框图。图8为信号检测电路的电路图。图9为主控电路的电路图。图10为外部供电输出电路的电路图。图11为无线通信电路的电路图。图标：100-多级土壤传感器；110-探测管；120-探测件；130-安装盒；140-电源电路；150-电源控制电路；160-激励信号生成电路；162-自激振荡模块；164-滤波模块；166-驱动模块；168-信号输出模块；170-信号检测电路；172-回波信号反馈模块；174-电压保护模块；176-稳压模块；180-信号比较电路；192-第一信号放大电路；194-第二信号放大电路；200-主控电路；210-外部供电输出电路；220-无线通信电路。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级土壤传感器，其特征在于，所述多级土壤传感器包括主控电路、激励信号生成电路以及多个信号检测电路，所述激励信号生成电路与多个所述信号检测电路电连接，多个所述信号检测电路均与所述主控电路电连接；所述激励信号生成电路用于生成多路激励信号，并将每路所述激励信号传输至一个所述信号检测电路；每个所述信号检测电路均用于接收到所述激励信号后反馈回波信号；所述主控电路用于按照预设定的时间间隔获取每个所述信号检测电路的所述回波信号，并依据每个所述回波信号分析获得对应待测区域的土壤参数。

【技术特征摘要】
1.一种多级土壤传感器，其特征在于，所述多级土壤传感器包括主控电路、激励信号生成电路以及多个信号检测电路，所述激励信号生成电路与多个所述信号检测电路电连接，多个所述信号检测电路均与所述主控电路电连接；所述激励信号生成电路用于生成多路激励信号，并将每路所述激励信号传输至一个所述信号检测电路；每个所述信号检测电路均用于接收到所述激励信号后反馈回波信号；所述主控电路用于按照预设定的时间间隔获取每个所述信号检测电路的所述回波信号，并依据每个所述回波信号分析获得对应待测区域的土壤参数。2.根据权利要求1所述的多级土壤传感器，其特征在于，所述多级土壤传感器还包括探测管以及与所述信号检测电路数量相同的探测件，多个所述探测件间隔设置于所述探测管内，每个所述信号检测电路与一个所述探测件电连接。3.根据权利要求2所述的多级土壤传感器，其特征在于，所述探测件包括两个导电环以及两个绝缘层，一个所述绝缘层设置于两个所述导电环之间，另一个所述绝缘层与其中一个所述导电环相邻设置。4.根据权利要求2所述的多级土壤传感器，其特征在于，所述多级土壤传感器还包括安装盒，所述安装盒设置于所述探测管的一端。5.根据权利要求4所述的多级土壤传感器，其特征在于，所述主控电路、所述激励信号生成电路以及多个所述信号检测电路集成于一电路板，所述电路板设置于所述安装盒内。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的多级土壤传感器，其特征在于，所述激励信号生成电路包括自激振荡模块、滤波模块、驱动模块以及多个信号输出模块，所述自激振荡模块、所述滤波模块以及所述驱动模块依次电连接，所述驱动模块与每个所述信号输出模块均电连接，每个所述信号输出模块与一个所述信号检测电路电连接。7.根据权利要求6所述的多级土壤传感器，其特征在于，所述自激振荡模块包括第一运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第一电容，所述第一运算放大器的同相输入端串...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨剑超，姜学玲，郭绪良，孙晓，张占田，张广和，张瑞清，徐维华，丁朋松，宋海平，石超非，宋勇义，
申请(专利权)人：山东省烟台市农业科学研究院，
类型：发明
国别省市：山东,37