[发明专利]一种基于物联网的用于农业生产的新型土壤湿度检测设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于物联网的用于农业生产的新型土壤湿度检测设备。

背景技术

土壤水分对于农作物生长有着重要的影响，是制造有机物的原料，水分的多少影响作物的光合作用和营养物质的吸收，因此对土壤的湿度检测有着严格的要求。

随着现代化计量技术规范，土壤湿度的实时、在线监测是科研、农业生产及计量检测技术机构所面临的课题，在现有的湿度检测设备中，不仅造价成本较高，且测量精度存在偏差、测量范围有限单一，使其难以满足现代化测量技术的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中检测设备成本高、测量精度较低且测量范围有限的不足，提供一种成本低廉、测量精度高且测量范围广的基于物联网的用于农业生产的新型土壤湿度检测设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的用于农业生产的新型土壤湿度检测设备，包括壳体、接收窗口、两个信号处理电路和检测装置，所述壳体设置在接收窗口的上方，所述检测装置设置在壳体的底部，所述信号处理电路位于在检测装置的两侧；

所述信号处理电路包括集成电路U1、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3，所述集成电路U1的型号为1B31，所述集成电路U1的传感器电源端通过电桥电路接地，所述集成电路U1的输入端与电桥电路连接，所述集成电路U1的负电源端外接-15V直流电压电源，所述集成电路U1的负电源端分别通过第一电容C1和第二电容C2接地，所述集成电路U1的公共端接地，所述集成电路U1的电源端外接15V直流电压电源，所述集成电路U1的基准端通过第三电容C3接地，所述集成电路U1的阀值端通过第五电阻R5与集成电路U1的333.3倍阀值端连接，所述集成电路U1的桥激励输出调节端通过第六电阻R6和第七电阻R7组成的串联电路与集成电路U1的可调端连接；

该电路把传感器的测量信号变换为0—1OV电压输出。加上电源后，内部基准电压预置为1OV，桥激励输出调节端连接到集成电路U1的可调端时增大桥激励输出电压，若减小桥激励电压输出，则在集成电路U1的阀值端和333.3倍阀值端之间接入电阻。桥测量电桥输出信号通过集成电路U1的正输入端和负输入端送至集成电路U1内部的仪器放大器。放大器增益由集成电路U1的桥激励输出调节端和可调端之间的电阻决定，调节第七电阻R7，即调节放大器的增益。

所述检测装置包括竖直向下设置的第三驱动电机、连接轴、两个第四驱动电机和两个探头，所述第四驱动电机的数量和探头的数量一致且一一对应，所述第三驱动电机与连接轴传动连接，所述第四驱动电机设置在连接轴的两侧，所述第四驱动电机与第四驱动电机传动连接；

所述壳体内设有中央处理器，所述第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机和第四驱动电机均与中央处理器连接，所述中央处理器内设有湿度检测模块和无线通讯模块，所述探头与湿度检测模块电连接，所述湿度检测模块包括湿度检测电路，所述湿度检测电路包括第一三极管、第二三极管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、整流桥、电流表、可调电阻、第一稳压二极管、第二稳压二极管和探针，所述第一三极管的发射极和第二三极管的发射极均接地，所述第一三极管的集电极分别通过第一电阻和第三电阻外接5V直流电压电源，所述第二三极管的集电极分别通过第二电阻和第四电阻外接5V直流电压电源，所述第二电容的一端与第一三极管的集电极连接，所述第二电容的另一端与第二三极管的基极连接，所述第三电容的一端与第二三极管的集电极连接，所述第三电容的另一端与第一三极管的基极连接，所述第一电容的一端接地，所述第一电容的另一端通过第一电阻与第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的集电极通过第六电阻与探针连接，所述整流桥的第一输入端通过第一稳压二极管和第二稳压二极管的反串联电路与探针连接，所述整流桥的第一输入端通过第七电阻和可调电阻组成的串联电路与探针连接，所述整流桥的第二输入端分别与第七电阻和可调电阻连接，所述第二三极管的集电极通过第五电阻与整流桥的第一输入端连接，所述整流桥的第一输出端通过第八电阻和第五电阻组成的串联电路与整流桥的第一输入端连接，所述整流桥的第一输出端通过第八电阻和第五电容组成的串联电路与整流桥的第二输出端连接，所述整流桥的第一输出端通过第四电容与整流桥的第二输出端连接，所述整流桥的第一输出端通过第八电阻、电流表和第九电阻组成的串联电路与整流桥的第二输出端连接。