[发明专利]一种土壤湿度传感器智能校准系统及其校准方法

说明书

本发明一种土壤湿度传感器智能校准系统及其校准方法，涉及土壤湿度传感器装置，该系统包括电源模块、控制单元、驱动单元、继电器、调理单元和探针单元，上述各个部分的连接方式是：电源模块分别连接控制单元、驱动单元、继电器、调理单元和探针单元，并为该五个部分供电；控制单元连接驱动单元；驱动单元又分别连接继电器和调理单元；继电器又分别连接调理单元和探针单元；其校准方法中，在校准模式下，通过多项式插值的方法绘制出电压‑电容的二维曲线，与原内置电压‑电容曲线比较，绘制出校准曲线；在测量模式下，根据校准曲线对采集到的湿度信息数据进行补偿校准，适时精确地完成土壤湿度传感器校准，及时获得被测土壤的湿度，克服了现有技术的土壤湿度传感器校准方法所存在效率低下和导致校准出现误差的缺陷。

技术领域

本发明的技术方案涉及土壤湿度传感器装置，具体地说是一种土壤湿度传感器智能校准系统及其校准方法。

背景技术

在农业领域中，土壤的湿度已经成为农业生产监测的重要参数，因为它影响着土壤中微生物、农作物生长的整个过程。目前湿度传感器技术和无线网络传输技术在农业应用领域中越来越成熟。传感器采集数据，无线传输技术传输数据，设备终端接收数据并处理数据，同时能够发出指令，这几部分构成了一个完整的系统。但是这种系统存在一个明显的缺点，其中某一个环节出现问题，就可能会导致整个系统的崩溃。尤其是当传感器端发生故障，出现数据漂移的时候，会导致设备终端接收到错误的数据，并根据错误的数据发出指令，这可能导致作物的生长发育环境变得不适宜。为克服这一缺陷，现有技术多数是采用多传感器融合方法和人工智能算法进行改进，这两种方法不仅能够精确地检测出土壤湿度传感器的故障而且能解决数据漂移问题，从而提高土壤湿度传感器的测试准确度。但是上述方法会使农业生产成本大幅提高，并且人工智能算法需要大量的数据进行训练，也增加了时间成本。因此深入研究土壤湿度传感器的工作原理，从其电路结构中找出改进方法，是今后土壤湿度传感器的重点发展方向。

CN106248522B公开了一种关于土壤墒情传感器的实验室校准方法，此方法需要设定土壤的容重和体积含水率，并在实验室依次记录传感器测量值，是一种实验室校准方法。CN105158108B公开了一种基于原状土柱的电容式土壤水分传感器校准方法，需要通过现场采集原状土柱，在实验室通过称重法来测量土壤的含水量对传感器进行校准。这两种校准方法都需要在实验室采用实验的方法记录数据，效率低下。而CN105021218B一种数字土壤湿度传感器批量校准仪的水浸式校准方法虽然不需要记录数据就可以实现传感器的自动校准，但是需要将各个校准地点的土壤作为样本采集到实验室，而采集到实验室的土壤的变化和田间土壤的变化并不是同步的，因此会导致校准出现误差。

总之，土壤湿度传感器的校准方法的现有技术存在效率低下和导致校准出现误差的缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种土壤湿度传感器智能校准系统及其校准方法，适时精确地完成土壤湿度传感器校准，及时获得被测土壤的湿度，克服了现有技术的土壤湿度传感器校准方法所存在效率低下和导致校准出现误差的缺陷。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：一种土壤湿度传感器智能校准系统，包括电源模块、控制单元、驱动单元、继电器、调理单元和探针单元，上述各个部分的连接方式是：电源模块分别连接控制单元、驱动单元、继电器、调理单元和探针单元，并为该五个部分供电；控制单元连接驱动单元；驱动单元又分别连接继电器和调理单元；继电器又分别连接调理单元和探针单元。

上述土壤湿度传感器智能校准系统，所述调理单元的构成是：包括继电器的电磁阀开关部分和调理单元内置的调理电容，继电器的电磁阀开关部分包括开关Ⅰ和开关Ⅱ，开关Ⅱ设置有十二个位置，调理单元内置的调理电容包含十二个大小分别是2pf、4pf、5pf、7pf、9pf、10pf、12pf、14pf、15pf、17pf、20pf、22pf的电容。

上述土壤湿度传感器智能校准系统，所述电源模块采用开关型电压转换电路。