一种水体液位高度和肥力检测设备及其检测方法技术

本申请公开了一种水体液位高度和肥力检测设备及其检测方法，采用不锈钢钉阵列的方式，通过测量金属钉之间的电导率来判断水位是在哪两个钉之间，从而获得水面的高度。当两个不锈钢钉之间被水连接时，两个钉之间的电导率变大，当水位降低，相邻两个不锈钢钉之间没有被水连接时，两个钉之间电导小；而电导率的大小可以通过测量两个金属钉之间的电压值获得；本方案的水位测量精度仅取决于H

【技术实现步骤摘要】
一种水体液位高度和肥力检测设备及其检测方法
本申请涉及农业灌溉
，具体而言，涉及一种水体液位高度和肥力检测设备及其检测方法。
技术介绍
面对水资源日益短缺的事实，合理灌溉的重要性也更加凸显，目前的农田水位控制主要是通过人工观察然后手动去控制阀门开关给、排水阀门的，不但工作量大，而且控制精度差，是造成农业用水浪费的一个主要原因，所以，自动化的精准灌溉非常重要。目前的自动化灌溉系统所使用的水位检测设备的原理，主要是采用超声波传感器，这种传感器有两个主要缺点：一是、对安装环境要求太高，需要保证以超声波传感器探头位顶点的一个锥形区域内完全禁空，不能有遮挡，所以，不适合农田这种复杂环境；二是、测量精度不仅会受环境温度影响，而且会随使用时长逐渐变差。
技术实现思路
本申请的主要目的在于提供一种水体液位高度和肥力检测设备及其检测方法，以解决目前的问题。为了实现上述目的，本申请提供了如下技术：本专利技术第一方面在于提供一种水体液位高度和肥力检测设备，包括竖直设置的PCB板，在所述PCB板上设有用于测试作为水体综合肥力指标的电导率EC0和进行水位判断的不锈钢基准钢钉；位于所述不锈钢基准钢钉上方的所述PCB板上还交错均匀间隔设置有不锈钢测量钢钉；位于所述不锈钢测量钢钉上方的所述PCB板上还设有用于输出电平而测量电压值以及换算电导率EC0的处理器M1，所述处理器M1分别电性连接所述不锈钢基准钢钉和所述不锈钢测量钢钉。进一步地，所述不锈钢基准钢钉包括第一不锈钢钉TP01和第二不锈钢钉TP02，所述第一不锈钢钉TP01和所述第二不锈钢钉TP02位于同一水平高度。进一步地，在竖直方向上，所述第一不锈钢钉TP01和所述第二不锈钢钉TP02与所述PCB板的底边之间的高度相等，皆为H0。进一步地，在竖直方向上，所述不锈钢测量钢钉之间的间距为标准间距，皆为HZ。本专利技术第二方面在于提供一种应用上述水体液位高度和肥力检测设备实施的一种水体液位高度和肥力检测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、测量水的电导率EC0；S2、将电导率EC0和测量噪声的容限值ECMIN进行比较；S3、根据电导率EC0和测量噪声的容限值ECMIN的比较结果确定水位高度。进一步地，所述测量水的电导率EC0，具体为：控制处理器M1向第一不锈钢钉TP01输出高电平；利用高电平测量所述第一不锈钢钉TP01和所述第二不锈钢钉TP02之间的电压值；通过电压值换算出所述第一不锈钢钉TP01和所述第二不锈钢钉TP02之间的电导率EC0。进一步地，在步骤S3中，若是所述电导率EC0超过所述测量噪声的容限值ECMIN，则表明水位高度已达到所述第一不锈钢钉TP01和所述第二不锈钢钉TP02的所处高度H0，此时进入水位具体量化测定；所述水位具体量化测定，具体包括如下步骤：a、设定测试点，标记为X；b、标记位于PCB板顶部的不锈钢测量钢钉为N，则所述PCB板的最大测量量程H表示为：H＝H0+N×HZ；若是X>N，则表明水位高度达到了所述PCB板的最大测量量程H，水位高度H水为：H水＝H0+N×HZ；此时，处理器M1设定时长为T0的倒计时，其进入低功耗休眠状态；在T0倒计时结束后，其退出休眠状态，转入步骤S1，开始下一个周期的水位高度H水和水的电导率EC0的测量。进一步地，在步骤b中，还包括：c、若是X<或＝N，则控制所述处理器M1向第X个不锈钢钉TPX输出高电平；利用高电平测量所述第X个不锈钢钉TPX和所述第二不锈钢钉TP02之间的电压值；通过电压值换算出所述第X个不锈钢钉TPX和所述第二不锈钢钉TP02之间的电导率ECX。进一步地，在步骤c中，还包括：d、若是ECX<ECMIN，则表明水位没有达到TPX所处高度，此时水位高度H水＝H0+(X-1)×HZ；此时，处理器M1设定时长为T0的倒计时，其进入低功耗休眠状态；在T0倒计时结束后，其退出休眠状态，转入步骤S1，开始下一个周期的水位高度H水和水的电导率EC0的测量。进一步地，在步骤c中，还包括：e、若是ECX≧ECMIN，则表明水位已达到TPX所处高度，此时水位高度H水＝H0+X×HZ，X＝X+1；其后，重复步骤b、c、d和e。与现有技术相比较，本申请能够带来如下技术效果：1、针对农田的复杂环境，本专利技术采用不锈钢钉阵列的方式，通过MCU测量金属钉之间的电导率来判断水位是在哪两个钉之间，从而获得水面的高度。当两个不锈钢钉之间被水连接时，两个钉之间的电导率变大，当水位降低，相邻两个不锈钢钉之间没有被水连接时，两个钉之间电导小；而电导率的大小可以通过MCU测量两个金属钉之间的电压值获得；与现有方案相比，有安装简单，环境适应性强，准确度高，重复性好，精度不会受使用年限的影响等优点；2、本方案的水位测量精度仅取决于H0和HZ，而这两个参数的精度按照目前PCB板生产工艺精度，可以控制在±0.1mm以内，完全满足当前农业灌溉对水位的控制要求；3、本方案的优势：测量精度和准确度，不受环境温度和湿度影响；长期稳定性好，测量精度和准确度，不会随着使用年限而变差；结构简单，安装方便；底部两个不锈钢钉TP01和TP02在用作水的电导率，既作为水体电导率EC0值的结果，又充当了水位高度达到最小测量高度的判断值，一值两用这种方式。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1是本专利技术检测设备的实施结构立体示意图；图2是本专利技术检测方法的实施流程示意图；图3是本专利技术检测方法的具体工作流程图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水体液位高度和肥力检测设备，其特征在于，包括竖直设置的PCB板，在所述PCB板上设有用于测试作为水体综合肥力指标的电导率EC

【技术特征摘要】
1.一种水体液位高度和肥力检测设备，其特征在于，包括竖直设置的PCB板，在所述PCB板上设有用于测试作为水体综合肥力指标的电导率EC0和进行水位判断的不锈钢基准钢钉；位于所述不锈钢基准钢钉上方的所述PCB板上还交错均匀间隔设置有不锈钢测量钢钉；位于所述不锈钢测量钢钉上方的所述PCB板上还设有用于输出电平而测量电压值以及换算电导率EC0的处理器M1，所述处理器M1分别电性连接所述不锈钢基准钢钉和所述不锈钢测量钢钉。


2.如权利要求1所述的一种水体液位高度和肥力检测设备，其特征在于，所述不锈钢基准钢钉包括第一不锈钢钉TP01和第二不锈钢钉TP02，所述第一不锈钢钉TP01和所述第二不锈钢钉TP02位于同一水平高度。


3.如权利要求2所述的一种水体液位高度和肥力检测设备，其特征在于，在竖直方向上，所述第一不锈钢钉TP01和所述第二不锈钢钉TP02与所述PCB板的底边之间的高度相等，皆为H0。


4.如权利要求3所述的一种水体液位高度和肥力检测设备，其特征在于，在竖直方向上，所述不锈钢测量钢钉之间的间距为标准间距，皆为HZ。


5.应用上述权利要求1-4中任一所述的水体液位高度和肥力检测设备实施的一种水体液位高度和肥力检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、测量水的电导率EC0；
S2、将电导率EC0和测量噪声的容限值ECMIN进行比较；
S3、根据电导率EC0和测量噪声的容限值ECMIN的比较结果确定水位高度。


6.如权利要求5所述的一种水体液位高度和肥力检测方法，其特征在于，所述测量水的电导率EC0，具体为：
控制处理器M1向第一不锈钢钉TP01输出高电平；
利用高电平测量所述第一不锈钢钉TP01和所述第二不锈钢钉TP02之间的电压值；
通过电压值换算出所述第一不锈钢钉TP01和所述第二不锈钢钉TP02之间的电导率EC0。


7.如权利要求5所述的一种水体液位高度...

【专利技术属性】
技术研发人员：李迅，安烛，冯星伟，郭文文，
申请(专利权)人：北京大蚯蚓数字科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11