低功耗全自动式土壤传感器制造技术

本发明专利技术提供低功耗全自动式土壤传感器

【技术实现步骤摘要】
低功耗全自动式土壤传感器、土壤监测系统及方法


[0001]本专利技术涉及土壤监测
，尤其涉及低功耗全自动式土壤传感器
、
土壤监测系统及方法
。

技术介绍

[0002]土壤作为农业生产活动的基础，为农作物的生长提供水分
、
养分等物质，土壤的各项理化参数如含水量
、
电导率
、
温度等，对农作物的生长至关重要
。
[0003]对土壤的监测，一般采用人工测量的方式，即人工采样后在实验室对土壤样本进行检测，以获取土壤的理化参数，但是人工测量的方式过程繁琐，不方便长期对土壤进行监测
。
对此，出现在农田中设置土壤监测站点的解决方案，将检测设备设置在土壤内，能够长期监测土壤的理化参数
。
[0004]然而，现有的土壤监测系统在检测设备和数据采集设备之间通常采用有线连接，检测设备通过有线传输将数据上传至数据采集设备，存在布线不便
、
增加成本等问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供低功耗全自动式土壤传感器
、
土壤监测系统及方法，用以解决现有技术中在土壤监测过程中检测设备需要通过线缆供电和传输数据，存在布线不便和布线距离限制等问题
。
[0006]本专利技术提供低功耗全自动式土壤传感器，包括：基体；土壤检测模块，设置于所述基体上，所述土壤检测模块用于检测外部土壤的理化参数；第一处理模块，设置于所述基体上，所述第一处理模块与所述土壤检测模块连接；第一无线传输控制模块，设置于所述基体上，所述第一无线传输控制模块与所述第一处理模块连接，所述第一无线传输控制模块用于与外部设备传输信号；第一储能供电模块，分别与所述土壤检测模块
、
所述第一处理模块
、
所述第一无线传输控制模块连接；所述第一无线传输控制模块能够根据接收的外部信号设置采集周期，所述第一无线传输控制模块根据所述采集周期从休眠状态切换至工作状态，所述第一无线传输控制模块处于工作状态时使所述第一处理模块获取所述土壤检测模块的信号进行处理生成土壤检测数据，所述第一无线传输控制模块发送所述土壤检测数据至外部设备
。
[0007]根据本专利技术提供的低功耗全自动式土壤传感器，所述第一无线传输控制模块包括控制单元以及均与所述控制单元连接的无线收发电路以及定时单元，所述控制单元与所述第一处理模块连接；所述控制单元能够根据所述无线收发电路接收的外部信号设置所述定时单元的定时周期；所述定时单元用于按定时周期发送触发信号至处于休眠状态的所述控制单元
。
[0008]根据本专利技术提供的低功耗全自动式土壤传感器，所述土壤检测模块包括设置于所述基体上的水分检测单元
、
电导率检测单元以及温度检测单元，所述第一处理模块分别于所述水分检测单元
、
所述电导率检测单元以及所述温度检测单元连接，所述水分检测单元
用于检测外部土壤的含水量，所述电导率检测单元用于检测外部土壤的电导率，所述温度检测单元用于检测外部土壤的温度
。
[0009]根据本专利技术提供的低功耗全自动式土壤传感器，所述水分检测单元包括均设置于所述基体上的信号发生电路
、
阻抗匹配电路
、
放大电路以及探针组，所述信号发生电路通过所述阻抗匹配电路与所述探针组连接，所述放大电路分别与所述探针组以及所述第一处理模块连接，所述探针组用于与外部土壤接触
。
[0010]根据本专利技术提供的低功耗全自动式土壤传感器，还包括覆盖于所述基体上的密封隔离层，所述密封隔离层包裹所述第一处理模块
、
所述第一无线传输控制模块以及所述第一储能供电模块，所述密封隔离层包裹部分所述土壤检测模块以使所述探针组部分裸露
。
[0011]本专利技术还提供传感器土壤监测方法，包括：根据预设的采集周期，周期性从休眠状态切换至工作状态；处于所述工作状态时，获取土壤检测数据并发送所述土壤检测数据；完成发送所述土壤检测数据后，切换至休眠状态；所述土壤检测数据用于表征土壤的理化参数
。
[0012]本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的传感器土壤监测方法
。
[0013]本专利技术还提供土壤监测系统，包括上述的低功耗全自动式土壤传感器，还包括汇集设备，所述汇集设备包括有第二处理模块以及均与所述第二处理模块连接的第二无线传输控制模块和通信上传模块，所述第二无线传输控制模块用于与所述第一无线传输控制模块相互传输信号，所述通信上传模块用于与外部设备通信
。
[0014]根据本专利技术提供的土壤监测系统，所述汇集设备还包括太阳能模块以及第二储能供电模块，所述太阳能模块与所述第二储能供电模块连接，所述第二储能供电模块分别与所述第二处理模块
、
所述第二无线传输控制模块以及所述通信上传模块连接
。
[0015]本专利技术还提供系统土壤监测方法，包括：
[0016]所述汇集设备发送采集周期设置信号；
[0017]所述低功耗全自动式土壤传感器获取并根据所述采集周期设置信号设置采集周期；
[0018]所述低功耗全自动式土壤传感器根据所述采集周期，周期性从休眠状态切换至工作状态；
[0019]所述低功耗全自动式土壤传感器处于所述工作状态时，获取土壤检测数据并发送所述土壤检测数据；
[0020]所述低功耗全自动式土壤传感器完成发送所述土壤检测数据后，切换至休眠状态；
[0021]所述汇集设备获取所述土壤检测数据并上传至云平台
。
[0022]本专利技术提供的低功耗全自动式土壤传感器，至少具备以下有益效果：第一无线传输控制模块根据采集周期，周期性从休眠状态切换至工作状态，并且令第一处理模块以及土壤检测模块亦切换至工作状态，土壤检测模块检测外部土壤的理化参数并产生检测信号传输至第一处理模块，第一处理模块根据检测信号生成土壤检测数据，第一处理模块通过第一无线传输控制模块将土壤检测数据传输至外部设备，完成发送土壤检测数据后，第一无线传输控制模块使所述第一处理模块以及所述土壤检测模块切换至休眠状态，然后第一
无线传输控制模块亦切换至休眠状态，等待经过下一个采集周期重新唤醒
。
第一无线传输控制模块能够根据接收的外部信号设置采集周期，以能够根据需求灵活调节采集周期，方便使用
。
以此，第一无线传输控制模块
、
第一处理模块以及土壤检测模块常态处于休眠状态，能够在无需求时休眠降低电能消耗，第一无线传输控制模块在工作状态时，通过无线传输的方法发送土壤检测数据，无需进行布线传输，有利于解除布线距离的限制并且降低实施成本，同时通过在基体上设置有第一储能供电模块，无需依赖外部供电，令使用更加便捷
。
附图说明
[0023本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
低功耗全自动式土壤传感器，其特征在于，包括：基体
(100)
；土壤检测模块
(200)
，设置于所述基体
(100)
上，所述土壤检测模块
(200)
用于检测外部土壤的理化参数；第一处理模块
(300)
，设置于所述基体
(100)
上，所述第一处理模块
(300)
与所述土壤检测模块
(200)
连接；第一无线传输控制模块
(400)
，设置于所述基体
(100)
上，所述第一无线传输控制模块
(400)
与所述第一处理模块
(300)
连接，所述第一无线传输控制模块
(400)
用于与外部设备传输信号；第一储能供电模块
(500)
，分别与所述土壤检测模块
(200)、
所述第一处理模块
(300)、
所述第一无线传输控制模块
(400)
连接；所述第一无线传输控制模块
(400)
能够根据接收的外部信号设置采集周期，所述第一无线传输控制模块
(400)
根据所述采集周期从休眠状态切换至工作状态，所述第一无线传输控制模块
(400)
处于工作状态时使所述第一处理模块
(300)
获取所述土壤检测模块
(200)
的信号进行处理生成土壤检测数据，所述第一无线传输控制模块
(400)
发送所述土壤检测数据至外部设备
。2.
根据权利要求1所述的低功耗全自动式土壤传感器，其特征在于：所述第一无线传输控制模块
(400)
包括控制单元
(410)
以及均与所述控制单元
(410)
连接的无线收发电路
(420)
以及定时单元
(430)
，所述控制单元
(410)
与所述第一处理模块
(300)
连接；所述控制单元
(410)
能够根据所述无线收发电路
(420)
接收的外部信号设置所述定时单元
(430)
的定时周期；所述定时单元
(430)
用于按定时周期发送触发信号至处于休眠状态的所述控制单元
(410)。3.
根据权利要求1所述的低功耗全自动式土壤传感器，其特征在于：所述土壤检测模块
(200)
包括设置于所述基体
(100)
上的水分检测单元
(210)、
电导率检测单元
(220)
以及温度检测单元
(230)
，所述第一处理模块
(300)
分别于所述水分检测单元
(210)、
所述电导率检测单元
(220)
以及所述温度检测单元
(230)
连接，所述水分检测单元
(210)
用于检测外部土壤的含水量，所述电导率检测单元
(220)
用于检测外部土壤的电导率，所述温度检测单元
(230)
用于检测外部土壤的温度
。4.
根据权利要求3所述的低功耗全自动式土壤传感器，其特征在于：所述水分检测单元
(210)
包括均设置于所述基体
(100)
上的信号发生电路
(211)、
阻抗匹配电...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛文溢，王哲，张漫，李寒，员玉良，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：