[发明专利]一种采用无线数据传输的紧凑低耗土壤水分自动检测仪

权利要求书

1.一种采用无线数据传输的紧凑低耗土壤水分自动检测仪；其特征在于，所述土壤水分自动检测仪的外壳由埋入支撑杆、转换接头、主板及锂离子电池固定仓和自动检测仪顶帽依次连接组成，上述各部分之间均保持良好的密闭性，具有防渗水和耐腐蚀性能；在埋入支撑杆底部固定自动检测仪探头；在自动检测仪顶帽端部固定2.4GHz全向天线；与转换接头连接的主板及锂离子电池固定仓内设置固定平台，电池及主板平行固定于上面，无线传输模块与主板固定在一起；自动检测仪顶帽将主板、锂离子电池与无线传输模块密封在外壳内；

所述主板上集成了电源控制模块、控制模块、时钟模块、数据采集模块、数据存储模块和无线传输模块；其中，电源控制模块分别与控制模块和数据采集模块连接，数据采集模块分别与控制模块和自动检测仪探头连接，控制模块分别与时钟模块、数据存储模块和无线传输模块连接，无线传输模块将数据发送至PC上位机。

2.根据权利要求1所述一种采用无线数据传输的紧凑低耗土壤水分自动检测仪；其特征在于，所述电源控制模块由锂离子电池和电源控制连接构成，其电源控制由LT1129-3.3V及LM2575-3.3集成的可控稳压电源芯片担任。

3.根据权利要求1所述一种采用无线数据传输的紧凑低耗土壤水分自动检测仪；其特征在于，所述控制模块选用单片机MSP430F1611作为主控单元，MSP430F1611与看门狗、复位电路依次连接成回路，MSP430F1611再与JTAG接口连接，实现超低功耗的系统控制。

4.根据权利要求1所述一种采用无线数据传输的紧凑低耗土壤水分自动检测仪；其特征在于，所述时钟模块选用SD2200ELPI实时时钟芯片担任，以对没有实时时钟的单片机MSP430F1611的外部时钟支持。

5.根据权利要求1所述一种采用无线数据传输的紧凑低耗土壤水分自动检测仪；其特征在于，所述数据采集模块选用具有16位高分辨率的ADS1100作为外部A/D转换电路芯片，其可编程增益放大器使得在高分辨情况下能够采样到小信号，且具有低功耗工作模式。

6.根据权利要求1所述一种采用无线数据传输的紧凑低耗土壤水分自动检测仪；其特征在于，所述数据存储模块采用CH376S作为系统外部SD卡存储的文件系统管理芯片；使用常用SD卡，满足大容量存储。

7.根据权利要求1所述一种采用无线数据传输的紧凑低耗土壤水分自动检测仪；其特征在于，所述无线传输模块包括Bluetooth模块、Zigbee模块及GPRS模块；其串口选用MAX3232芯片和蓝牙模块担任近距离通讯；采用Zigbee无线协议近距离组网、GPRS通用分组无线协议进行远距离传输和蓝牙无线通讯协议实现现场调试的组合方式，三者均属于串行通讯方式；并用一个模拟开关对上述三种通讯方式进行切换，以达到分时传输的目的。

8.根据权利要求7所述一种采用无线数据传输的紧凑低耗土壤水分自动检测仪；其特征在于，所述蓝牙无线通讯协议由蓝牙无线模块实现，使用基于HC-08的蓝牙模块作为数据接收和发送的载体，空旷地区蓝牙传输的有效距离为10米；建立采集与处理主板与手机APP之间的联系，实现手机APP与土壤墒情传感器的数据传输，实现数据的现场实时采集，满足现场调试与测试的需要。

9.一种权利要求1所述一种采用无线数据传输的紧凑低耗土壤水分自动检测仪的土壤水分检测方法；其特征在于，将埋入支撑杆和传感器探头埋入土壤20-30cm处，开启电源控制模块，给传感器主板上各模块供电，传感器探头测量得到土壤含水率数据，由数据采集模块采集得到，并通过模块ADS1100作A/D转换，将土壤含水量数据模拟信号转换为数字信号，然后传输给控制模块，控制模块对数字信号进行分析处理，分别发送给时钟模块、数据存储模块和无线传输模块；无线传输模块将得到的分析处理的数字信号发送给PC上位机进行显示、分析及处理。