专利摘要

本发明公开了一种基于网络的土壤检测系统，包括温湿度传感器、酸碱度传感器、运算放大单元、采集模块、第一电源模块、第一无线模块、第二无线模块、控制器、联网模块、第二电源模块、显示模块和报警模块。运算放大单元与温湿度传感器电连接，采集模块与运算放大单元、酸碱度传感器电连接，第一电源模块与采集模块电连接，第一无线模块与采集模块电连接。第二无线模块与第一无线模块通信连接，控制器与第二无线模块、报警模块电连接，第二电源模块与控制器电连接。本发明能够有效的反应出土壤的墒情及酸碱度，为耕作者提供科学的依据。

说明书

技术领域

本发明涉及土壤检测技术领域，尤其涉及一种基于网络的土壤检测系统。

背景技术

近年来，为了提高农产品的产量，广大农民朋友在肥料的使用上和控制土壤水分方面存在着一些不当的现象，不仅造成农业成本的增加，还导致了严重的环境污染问题。为了解决这一问题，倡导科学合理的耕作就需要一套较为完整的土壤信息检测系统，根据系统的显示及时对作物做出调整。就目前而言，随着自动控制、通信、计算机和网络技术的发展，土壤监测的研究将趋向集成化、多参数化、实时化和网络化方向发展。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种基于网络的土壤检测系统。

本发明提出的一种基于网络的土壤检测系统，其特征在于：包括温湿度传感器、酸碱度传感器、运算放大单元、采集模块、第一电源模块、第一无线模块、第二无线模块、控制器、联网模块、第二电源模块、显示模块和报警模块；

温湿度传感器用于检测土壤温度信息和湿度信息；酸碱度传感器用于检测土壤的酸碱度信息；

运算放大单元与温湿度传感器电连接，运算放大单元从温湿度传感器获取土壤温度信号和土壤湿度信息，其用于对土壤温度信号和土壤湿度信号进行放大处理，并产生温度放大信号和湿度放大信号；

采集模块与运算放大单元、酸碱度传感器电连接，采集模块获取温度放大信号、湿度放大信号和土壤酸碱度信息，并将温度放大信号、湿度放大信号和土壤酸碱度信息转换成相应的温度数字信号、湿度数字信号和酸碱度数字信号；第一电源模块用于给采集模块、第一无线模块、温湿度传感器和酸碱度传感器供电；

第一无线模块与采集模块电连接；第二无线模块与第一无线模块通信连接；控制器与第二无线模块电连接，控制器从采集模块获取温度数字信号、湿度数字信号和酸碱度数字信号，控制器与显示模块、联网模块、报警模块电连接，控制器将温度数字信号、湿度数字信号和酸碱度数字信号发送给显示模块；显示模块显示出土壤温度值、土壤湿度值和酸碱度值；控制器通过联网模块与外部显示端或数据库通信连接；

控制器将土壤温度值与预设的温度值比较，将土壤湿度值与预设的湿度值比较，将土壤酸碱度值与预设的酸碱度值比较，并根据比较结果控制报警模块的工作状态；第二电源模块用于给控制器、第二无线模块、显示模块、报警模块和联网模块供电。

优选的，采集模块内设有第一A/D转换单元和第二A/D转换单元，第一A/D转换单元与运算放大单元连接，其用于将放大后的温度信号和湿度信号转化为相应的数字信号，第二A/D转换单元与酸碱度传感器电连接，其用于将酸碱度信号转化为对应的数字信号。

优选的，控制器内预设有第一温度值、第二温度值、第一湿度值、第二湿度值、第一酸碱度值和第二酸碱度值；

第一温度值小于第二温度值，第一湿度值小于第二湿度值，第一酸碱度值小于第二酸碱度值；

控制器将土壤湿度值分别与第一温度值、第二温度值比较并得出第一比较结果；控制器将土壤湿度值分别与第一湿度值、第二湿度值比较并得出第二比较结果；控制器将土壤酸碱度值分别与第一酸碱度值、第二酸碱度值比较得出第三比较结果，并根据第一比较结果、第二比较结果和第三比较结果控制报警器的工作状态。

优选的，控制器在土壤温度值小于第一温度值或大于第二温度值时和/或在土壤湿度值小于第一湿度值或大于第二湿度值时和/或在土壤酸碱度值小于第一酸碱度值或大于第二酸碱度值时，控制报警器发出警报。

优选的，运算放大单元包括LMV358放大器、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第二电容C2；

LMV358上的第一负极输入端与第一电阻R1的第一端电连接，第一电阻R1的第二端接地；第二电阻R2串连在第一负极输入端与LMV358上的第一输出端之间，且第二电阻R2的第一端位于第一负极输入端与第一电阻R1之间；第三电阻R3的第一端与第一输出端连接，且位于第一输出端与第二电阻R2之间；第一电容C1的第一端与第三电阻R3的第二端连接，其第二端接地；

LMV358上的第二负极输入端与第四电阻R4的第一端电连接，第四电阻R4的第二端接地；第五电阻R5串连在第二负极输入端与LMV358上的第二输出端之间，且第五电阻R5的第一端位于第二负极输入端与第四电阻R1之间；第六电阻R6的第一端与第四输出端连接，且位于第一输出端与第五电阻R5之间；第二电容C2的第一端与第六电阻R6的第二端连接，其第二端接地。

优选的，所述采集板型号为STC12C5A60S2，所述控制器型号为STM32F103ZET6。

优选的，所述温湿度传感器为SIN-TH-6土壤温湿度传感器，所述土壤酸碱度传感器为PH-TRSJ型PH传感器。

优选的，所述第一无线模块和第二无线模块均为NRF24L01无线收发器芯片。

优选的，所述联网模块为DCT-WM-3200B1无线WIFI收发器。

优选的，还包括与联网模块通信连接的手机端或PC端，其用于显示土壤温度值、土壤湿度值和土壤酸碱度值。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的一种基于网络的土壤检测系统，通过温湿度传感器对土壤的墒情进行实时检测，并通过运算放大单元对温湿度传感器所产生的检测信号进行放大，再通过第一无线模块和第二无线模块将土壤墒情信息发送给控制器，控制器通过联网模块将土壤墒情转发到PC机或手机上，便于农民根据土壤墒情进行相应的耕作，真正造福农业工作者。

同时，本发明还通过设置酸碱度传感器对土壤的酸碱度进行检测，并通过采集板、第一无线模块、第二无线模块、控制器将土壤酸碱度发送至电脑或手机端。如此，能够便于农业工作者及时了解农田中土壤的酸碱变化情况，有利于其根据土壤酸碱变化情况及时采取相应的措施减少或防止庄稼受到酸雨、污水等的伤害。

附图说明

图1为本发明所提供的一种基于网络的土壤检测系统的结构示意图；

图2为本发明所提供的一种基于网络的土壤检测系统所公开的放大单元的电路图；

图3为本发明所提供的一种基于网络的土壤检测系统所公开的联网模块的部分电路图；

图4为本发明所提供的一种其于网络的土壤检测系统所公开的第一无线模块的管脚图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对具体实施例进行详细描述。

如图1所示，图1为本发明提出的一种基于网络的土壤检测系统的结构示意图，包括温湿度传感器、酸碱度传感器、运算放大单元、采集模块、第一电源模块、第一无线模块、第二无线模块、控制器、联网模块、第二电源模块、显示模块和报警模块。

温湿度传感器用于检测土壤温度信息和湿度信息，具体实施时，温湿度传感器为SIN-TH-6温湿度传感器。酸碱度传感器用于检测土壤的酸碱度信息，所述壤酸碱度传感器为PH-TRSJ型PH传感器，输出的信号是0～5V的模拟信号，可以直接送入单片机处理。这款传感器采用国际最先进的固体电介质和大面积聚四氟乙烯液接界，不易堵塞、免维护、耐腐蚀，很好的解决了传统土壤PH值需配备专业显示仪表、标定繁琐、集成难度大、功耗大、价格昂贵、携带困难等缺点。

运算放大单元与温湿度传感器电连接，运算放大单元从温湿度传感器获取土壤温度信息和土壤湿度信息，其用于分别对土壤温度信号和土壤湿度信号进行放大处理，并产生温度放大信号和温度放大信号。具体实施时，如图2所示，图2为本发明所提供的一种基于网络的土壤检测系统所公开的放大单元的电路图，运算放大单元包括LMV358放大器、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第二电容C2。LMV358上的第一负极输入端与第一电阻R1的第一端电连接，第一电阻R1的第二端接地。第二电阻R2串连在第一负极输入端与LMV358上的第一输出端之间，且第二电阻R2的第一端位于第一负极输入端与第一电阻R1之间。第三电阻R3的第一端与第一输出端连接，且位于第一输出端与第二电阻R2之间。第一电容C1的第一端与第三电阻R3的第二端连接，其第二端接地。LMV358上的第二负极输入端与第四电阻R4的第一端电连接，第四电阻R4的第二端接地。第五电阻R5串连在第二负极输入端与LMV358上的第二输出端之间，且第五电阻R5的第一端位于第二负极输入端与第四电阻R1之间。第六电阻R6的第一端与第四输出端连接，且位于第一输出端与第五电阻R5之间。第二电容C2的第一端与第六电阻R6的第二端连接，其第二端接地。LMV358上的第一正极输入端用于接收土壤的湿度信号，第二正极输入端用于接收土壤的温度信号，LMV358是内部包含有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，具有轨到轨的输出特性，适合于低功耗的场合。第一放大倍数为Av1＝(R2+R1)/R1＝R2/R1+1，具体实施时，R1＝R2。此时，使温度信号具有最好的放大效果。第二放大倍数Av2＝(R5+R4)/R4＝R5/R4+1，具体实施时，R4＝R5，这样可以保证放大单元对湿度信号具有较好的放大效果。

采集模块与运算放大单元、酸碱度传感器电连接，采集模块获取温度放大信号、湿度放大信号和酸碱度传感器检测到的土壤酸碱度信息，并将温度放大信号、湿度放大信号和土壤酸碱度信息转换成相应的温度数字信号、湿度数字信号和酸碱度数字信号；所述采集板型号为STC12C5A60S2，所述控制器型号为STM32F103ZET6。具体实施时采集模块内设有第一A/D转换单元和第二A/D转换单元，第一A/D转换单元与运算放大单元连接，其用于将放大后的温度信号和湿度信号转化为相应的数字信号，第二A/D转换单元与酸碱度传感器电连接，其用于将酸碱度放大信号转化为对应的数字信号。第一电源模块用于给采集模块、第一无线模块、温湿度传感器和酸碱度传感器供电。

第一无线模块与采集模块电连接，第二无线模块与第一无线模块通信连接，实现采集模块与控制器之间的通信，控制器从采集模块获取温度数字信号、湿度数字信号和酸碱度数字信号，并将各个信号转换为相应的土壤温度值、土壤湿度值和土壤酸碱度值。如图4所示，图4为本发明所提供的一种其于网络的土壤检测系统所公开的第一无线模块的管脚图，具体实施时，所述第一无线模块和第二无线模块均为NRF24L01无线收发器芯片。采用NRF24L01，因为其价格便宜，对于短距离比较合适，编程不难，功耗最低只有60mw，在空中传输的速率达到1Mbps。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块，并融合了增强型ShockBurst技术，可以通过程序对通信频道进行配置，实现多对一的通信。

控制器与显示模块、联网模块、报警模块电连接，控制器将温度数字信号、湿度数字信号和酸碱度数字信号发送给显示模块；显示模块显示出土壤温度值、土壤湿度值和酸碱度值。控制器通过联网模块与外部显示端或数据库通信连接，

控制器将土壤温度值与预设的温度值比较，将土壤湿度值与预设的湿度值比较，将土壤酸碱度值与预设的酸碱度值比较，并根据比较结果控制报警模块的工作状态；第二电源模块用于给控制器、第二无线模块、显示模块、报警模块和联网模块供电。具体实施时，控制器内预设有第一温度值、第二温度值、第一湿度值、第二湿度值、第一酸碱度值和第二酸碱度值；第一温度值小于第二温度值，第一湿度值小于第二湿度值，第一酸碱度值小于第二酸碱度值；控制器将土壤温度值分别与第一温度值、第二温度值比较并得出第一比较结果；控制器将土壤湿度值分别与第一湿度值、第二湿度值比较并得出第二比较结果；控制器将土壤酸碱度值分别与第一酸碱度值、第二酸碱度值比较得出第三比较结果，并根据第一比较结果、第二比较结果和第三比较结果控制报警器的工作状态。控制器用于在土壤温度值小于第一温度值或大于第二温度值时和/或在土壤湿度值小于第一湿度值或大于第二湿度值时和/或在土壤酸碱度值小于第一酸碱度值或大于第二酸碱度值时，控制报警器发出警报。如此，可在土壤墒情不佳或者土壤酸碱度不再适合庄稼的生长时发出警报，并提醒农业工作者进行相应的处理。

第二电源模块与控制器电连接，其用于给控制器供电并通过控制器给第二无线模块、显示模块、报警模块、联网模块供电。所述联网模块为DCT-WM-3200B1无线WIFI收发器，如图3所示，图3为本发明所提供的一种基于网络的土壤检测系统所公开的联网模块的部分电路图，DCT-WM-3200B1模块是DCT科技全新推出的一款嵌入式Wi-Fi模块，该模块采用TI的SimpleLinkWi-FiCC3200芯片设计，内置高性能ARMCortex-M4MCU，并包含多种外设。模块支持802.11b/g/n无线标准，支持Station，AP和Wi-Fi直连模式。模块集成了TCP/IP协议及应用的RF-WM-3200模块，可用于物联网应用，该模块功耗低性能稳定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

一种基于网络的土壤检测系统专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。