一种土壤参数在线监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种土壤参数在线监测系统。包括PH检测模块、温湿度检测模块、主控电路、按键模块、报警模块、通信传输模块，使用温湿度传感器DHT11、PH值检测传感器采集土壤参数，并将其主控电路进行处理，将检测数据传输至通信传输模块，并发送至Internet网络及云端，通过云端获取土壤的温湿度及PH值参数信息。在主控电路上设有阈值调整按键，通过按键模块可以控制土壤的温度、湿度和PH值的上下限，且当土壤参数超限时发出报警信号。该系统实时监测土壤的温度、湿度、pH值参数，实现无人值守的土壤参数的自动采集，从而减少人力成本，帮助农民和农业专家更好地管理农田、更好地制定种植作物或灌溉等计划。地制定种植作物或灌溉等计划。地制定种植作物或灌溉等计划。

【技术实现步骤摘要】
一种土壤参数在线监测系统


[0001]本技术涉及监测
，特别涉及一种土壤参数在线监测系统。

技术介绍

[0002]对土壤状况的监测是农业、地质、水文和气候学等各领域的关键步骤，对农业生产的作用极为重要。在农业应用的育苗和种植过程中，对土壤状况的监测可以优化作物的种植质量，例如对土壤水分的监测，有助于对土壤的水分进行评估、调控农业种植的参数及制定合理的灌溉计划，从而满足作物生长、产量和质量对农业水资源的需求。另外，近几年来，我国的气候变化差距大，很多地区由于干旱而造成了大量的经济损失。因此，完善对土壤的湿度参数的有效监测，可以帮助管理者更及时准确了解土壤的变化情况，帮助完成对土壤变化的实时分析。
[0003]随着物联网技术不断发展，土壤参数在线采集逐渐成为农业领域智能化的重要组成部分。目前国内的土壤参数在线采集应用主要集中在大型农场、果园、葡萄园等规模较大的种植园区，这些地区通常有相对完善的农业基础设施和管理人员，更容易接受新的技术和理念。但是，在乡村和农村地区，由于缺乏配套的基础设施和专业的管理人员，土壤参数在线采集的普及度相对较低，在这种情况下，以传统的土壤参数采集方式为主，这些传统的土壤参数采集方式一般需要人工采样，耗时耗力，并且受到地形、环境等多重因素的影响，采集结果易产生误差。

技术实现思路

[0004]技术目的：针对现有技术中存在的问题，本专利提供一种土壤参数在线监测系统，该方法有助于对土壤的参数进行无人值守的自动采集与监测，从而减少人力成本，帮助管理者优化和设定农作物的种植环境，同时制定合理的灌溉及种植计划，从而满足作物生长、产量和质量对土壤参数的需求。
[0005]技术方案：本技术公开了一种土壤参数在线监测系统，包括PH检测模块、温湿度检测模块、主控电路、按键模块、报警模块、通信传输模块；温湿度检测模块使用温湿度传感器DHT11，PH检测模块采用PH值检测传感器，利用温湿度传感器DHT11、PH值检测传感器采集土壤温度、湿度以及PH值，并将其送入主控电路进行处理，同时主控电路将检测数据传输至通信传输模块，并由通信传输模块发送至Internet网络及云端，监控中心计算机或手机端通过Internet访问云端获取土壤的温湿度及PH值参数信息；在主控电路上设有阈值调整按键，通过按键模块控制土壤的温度、湿度和PH值的上下限，且当土壤的参数超限时，所述主控电路控制报警模块发出报警信号。
[0006]进一步地，所述主控电路的单片机控制器为STM32F103C8T6，所述主控电路通过PA3引脚与PH检测模块的pH_OUT口相接，所述按键模块为土壤参数阈值调整电路，其设有四个按键S1、S2、S3、S4，分别与主控电路的PA4、PA5、PA6、PA7相接，S1与S2用于调整参数的类型，S3与S4用于调节参数的大小，所述温湿度传感器DHT11的控制引脚与主控电路的PB1口
连接。
[0007]进一步地，所述PH检测模块包括传感器电路、连接传感器的插座BNC以及放大电路，PH值检测传感器的pH
‑
连到BNC的pH
‑
，BNC的pH+连到放大电路的pH+，最后由放大电路的输出端pH_OUT输出PH值对应的电压信号。
[0008]进一步地，还包括显示电路，所述显示电路采用LCD1602液晶显示电路，所述LCD1602液晶显示电路与主控电路的PB7
‑
PB15相接，用于显示土壤参数信息及控制信息。
[0009]进一步地，所述通信传输模块为4G通信传输模块SIM7600，4G通信传输模块SIM7600的RXD、TXD引脚分别与主控电路单片机控制器STM32F103C8T6的UART1_RX、 UART1_TX引脚相连。
[0010]进一步地，所述报警模块包括LED指示灯及蜂鸣器，所述报警模块的控制端与主控电路的PA8相接。
有益效果
[0011]本技术完成的土壤参数在线采集系统，以微控制器、无线通信技术、云平台和土壤温湿度传感器、PH值传感器等设备为硬件基础，可以实时监测土壤的温度、湿度、pH值参数，并将数据上传到云端进行分析和处理，实现无人值守的土壤参数的自动采集，从而减少人力成本，便于监测作物的生长情况和土壤的健康状况，帮助农民和农业专家更好地管理农田、更好地制定种植作物及灌溉计划，进一步提高农作物产量和质量，对于提高普通农户和农场的农业生产效率与管理水平具有重要作用。
附图说明
[0012]图1为土壤参数在线监测系统的硬件结构框图；
[0013]图2为本专利技术实施例中的土壤状况监测系统的主控电路；
[0014]图3为本专利技术实施例中的土壤状况监测系统的液晶显示电路；
[0015]图4为本专利技术实施例中的土壤状况监测系统的温湿度传感器电路；
[0016]图5为本专利技术实施例中的土壤状况监测系统的蜂鸣器报警电路；
[0017]图6为本专利技术实施例中的土壤状况监测系统的阈值调整按键电路；
[0018]图7为本专利技术实施例中的土壤状况监测系统的pH传感器电路；
[0019]图8为本专利技术实施例中的土壤状况监测系统的4G通信模块电路；
[0020]图9为本专利技术实施例中的土壤状况监测系统实物图；
[0021]图10为本专利技术实施例中的土壤状况监测系统的上电初始显示界面；
[0022]图11为土壤状况监测系统的网络连接界面；
[0023]图12为土壤状况监测系统的连接云平台的初始界面；
[0024]图13为土壤状况监测系统的自动运行模式的土壤参数在线采集显示界面；
[0025]图14为土壤状况监测系统的土壤参数异常显示界面。
实施方式
[0026]下面结合附图对本技术进行详细的介绍。
[0027]本技术公开了一种土壤参数在线监测系统，包括PH检测模块、温湿度检测模
块、主控电路、按键模块、报警模块、4G通信传输模块SIM7600以及云平台。本实施方式中，以嵌入式单片机STM32为主控电路，温湿度检测模块使用温湿度传感器DHT11，PH检测模块采用PH值检测传感器，使用温湿度传感器DHT11，PH值检测传感器采集土壤参数，并将其送入嵌入式单片机STM32系统进行处理，同时，嵌入式单片机STM32系统将检测数据传输至4G通信传输模块SIM7600，并由4G通信传输模块SIM7600发送至Internet网络及云端，监控中心计算机或手机端通过Internet访问云端获取土壤的温湿度及PH值参数信息。同时，在STM32主控电路上设有阈值调整按键，通过按键模块可以控制土壤的温度、湿度和PH值的上下限，且当土壤的参数超限时发出报警信号。
[0028]本实施方式中，单片机控制器为STM32F103C8T6，参见图2，主控电路通过PA3引脚与PH检测模块的pH_OUT口相接，PH检测模块电路参见图7，主要包括了传感器电路（图7左侧），BNC（连接传感器的插座，图7右侧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种土壤参数在线监测系统，其特征在于，包括PH检测模块、温湿度检测模块、主控电路、按键模块、报警模块、通信传输模块；温湿度检测模块使用温湿度传感器DHT11，PH检测模块采用PH值检测传感器，利用温湿度传感器DHT11、PH值检测传感器采集土壤温度、湿度以及PH值，并将其送入主控电路进行处理，同时主控电路将检测数据传输至通信传输模块，并由通信传输模块发送至Internet网络及云端，监控中心计算机或手机端通过Internet访问云端获取土壤的温湿度及PH值参数信息；在主控电路上设有阈值调整按键，通过按键模块控制土壤的温度、湿度和PH值的上下限，且当土壤的参数超限时，所述主控电路控制报警模块发出报警信号。2.根据权利要求1所述的土壤参数在线监测系统，其特征在于，所述主控电路的单片机控制器为STM32F103C8T6，所述主控电路通过PA3引脚与PH检测模块的pH_OUT口相接，所述按键模块为土壤参数阈值调整电路，其设有四个按键S1、S2、S3、S4，分别与主控电路的PA4、PA5、PA6、PA7相接，S1与S2用于调整参数的类型，S3与S4用于调节参数的大小，所述温湿度传感器DHT11的控制引脚...

【专利技术属性】
技术研发人员：臧广浩，付丽辉，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：新型
国别省市：