基於太陽能的茶園土壤溫溼度檢測裝置製造方法
2023-06-04 01:08:06 2
基於太陽能的茶園土壤溫溼度檢測裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基於太陽能的茶園土壤溫溼度檢測裝置，該裝置由土壤溫度檢測傳感器模塊、A/D變換一、土壤水分含量檢測傳感器模塊、A/D變換二、微處理器、復位模塊、設置鍵盤、GSM模塊、電源模塊等組成，其中電源模塊包括太陽能電池板、充電管理單元、充電電池、放電保護單元、多路DC/DC變換模塊。該裝置將太陽能電池和充電電池有效結合，利用太陽能為充電電池補充電量，具有茶園土壤溫溼度的定時檢測功能及檢測結果GSM簡訊告知功能。該裝置結構簡單、操作使用方便、自動化程度高，便於普及使用，可有效滿足茶葉種植過程中對土壤溫溼度自動檢測的需求。
【專利說明】基於太陽能的茶園土壤溫溼度檢測裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於土壤環境參數檢測領域，具體涉及一種基於太陽能的茶園土壤溫溼度檢測裝置。
【背景技術】
[0002]土壤的溫溼度對於茶樹健康生長及茶葉品質等均具有重要的影響，及時準確地獲取茶園土壤溫溼度信息，是有效指導茶園農事操作、維護茶樹健康生長及茶葉品質的重要保障。傳統茶葉種植中對土壤溫溼度的檢測主要有兩種方法:一是人工經驗分析法，這種方法完全依靠種植人員根據日常積累的種植經驗，通過觀察分析判定，人工依耐性強，人力成本投入高、很難有效確保檢測結果的精準度；二是藉助土壤溫溼度測試儀檢測，這種方法可實現土壤溫溼度的精準測量，但要依靠專業人士操作完成，專業性強、工作效率低、難以普及應用。因此，本實用新型提出一種基於太陽能的茶園土壤溫溼度檢測裝置，該裝置操作使用方便、自動化程度高、便於在一般茶葉種植過程中普及使用。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在於提供一種基於太陽能的茶園土壤溫溼度檢測裝置，該裝置利用太陽能電池板將太陽光照轉換為電量，並將電量存儲在充電電池中，並通過DC/DC變換獲得裝置各組成部分所需工作電壓，可實現對茶園土壤溫度、溼度的長期自動檢測，並能將檢測結果以GSM簡訊發送給種植戶，以使種植戶及時了解茶園土壤溫溼度變化，為茶園農事操作提供準確的數據依據，對保證茶樹健康生長及茶葉品質等均具有重要的意義。
[0004]為實現上述目的，本實用新型所採用的技術方案是:基於太陽能的茶園土壤溫溼度檢測裝置，包括土壤溫度檢測傳感器模塊、土壤水分含量檢測傳感器模塊、A/D變換一、A/D變換二、微處理器、復位模塊、設置鍵盤、GSM模塊、電源模塊；所述土壤溫度檢測傳感器模塊輸出端與A/D變換一輸入端相連,A/D變換一輸出端與微處理器信號輸入端相連,所述土壤水分含量檢測傳感器模塊輸出端與A/D變換二輸入端相連，A/D變換二輸出端與微處理器信號輸入端相連，所述復位模塊與微處理器復位信號輸入端相連，所述設置鍵盤與微處理器信號輸入端相連，所述GSM模塊與微處理器信號輸出端相連；所述電源模塊由太陽能電池板、充電管理單元、充電電池、放電保護單元、多路DC/DC變換組成；所述太陽能電池板電源出端與充電管理單元相連，充電電池電源端分別與充電管理單元、放電保護單元相連，放電保護單元輸出端與多路DC/DC變換輸入端相連，多路DC/DC變換輸出端分別與裝置中各用電單元電源端相連，為其提供所需工作電源。
[0005]本實用新型的有益效果是:將太陽能電池和充電電池有效結合，可使本裝置能在野外環境光照環境下獲得及時的電量補充，長期使用過程無需更換電池，綠色環保，使用及維護低廉；具有茶園土壤溫溼度定時檢測功能及GSM簡訊告知功能，定時時長及簡訊接收手機號碼可由用戶根據實際需要手動設置，能在保證檢測可靠性的基礎上，降低冗餘數據傳輸量，減少通信費用開銷，具有結構簡單、使用方便、自動化程度高等特點。[0006]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1為本實用新型的電路原理框圖。
[0008]圖2為本實用新型電源模塊電路原理框圖。
[0009]圖中，1.土壤溫度檢測傳感器模塊，2.土壤水分含量檢測傳感器模塊，3.A/D變換一，4.A/D變換二，5.微處理器，6.復位模塊，7.設置鍵盤，8.GSM模塊，9.電源模塊；
[0010]9-1.太陽能電池板，9-2.充電管理單元，9-3.充電電池，9_4.放電保護單元，9-5.多路DC/DC變換。
【具體實施方式】
[0011]如圖1所示的基於太陽能的茶園土壤溫溼度檢測裝置，包括土壤溫度檢測傳感器模塊I輸出端與A/d變換一 3輸入端相連,土壤水分含量檢測傳感器模塊2輸出端與A/D變換二 4輸入端相連，A/D變換一 3、A/D變換二 4輸出端分別與與微處理器5信號輸入端相連，復位模塊6與微處理器5復位信號輸入端相連,設置鍵盤7與微處理器5信號輸入端相連，GSM模塊8與微處理器5信號輸出端相連，電源模塊9中的太陽能電池板9-1電源出端與充電管理單元9-2相連、充電電池9-3電源端分別與充電管理單元9-2、放電保護單元9-4相連，放電保護單元9-4輸出端與多路DC/DC變換9_5輸入端相連，多路DC/DC變換9-5輸出端分別與土壤溫度檢測傳感器模塊I，土壤水分含量檢測傳感器模塊2，A/D變換一3，A/D變換二 4，微處理器5，GSM模塊8的電源端相連，為上述模塊提供所需工作電源。
[0012]本實施例中，所述土壤溫度檢測傳感器模塊1、土壤水分含量檢測傳感器模塊2均包括傳感器及變送電路，可將茶園土壤溫溼度信息轉換為O?5V電壓信號；所述微處理器5為8位低功耗單片機；所述設置鍵盤7為4*4鍵盤；所述GSM模塊8為2G/3G兼容GSM通信模塊，且具有TTL電平/RS232電平轉換接口 ；所述太陽能電池板9-1為12V/12W單晶矽太陽能電池板；所述充電管理單元9-2，放電保護單元9-4均為專用充、放電管理晶片，所述充電電池9-3為兩節3000mAH可充電鋰電池串聯組成；所述多路DC/DC變換9_5包括四路彼此獨立的DC/DC變換電路，分別通過升壓穩壓DC/DC電路和降壓穩壓DC/DC電路為裝置中各用電單元提供所需工作電源。
[0013]使用時，將土壤溫度檢測傳感器模塊I和土壤水分檢測傳感器模塊2中傳感器埋置到茶園土壤中(埋置深度30cm?50cm)，經相應變送電路處理後，將所檢測的土壤溫度和溼度信息以O?5V電壓信號輸出，再利用A/D變換一 3和A/D變換二 4分別轉換為數字量後送往微處理器5，微處理器5定時讀取檢測的土壤溫、溼度信息，並利用AT指令控制GSM模塊8將檢測數據發送至設定手機用戶，定時時長和用戶手機號碼通過設置鍵盤7設定，復位模塊6用於系統運行異常時實現手動復位功能。
[0014]本實用新型可以克服現有茶園土壤溫溼度檢測方法存在的不足，為茶葉種植戶提供一種結構簡單，使用方便、自動化程度高、使用及維護成本低的茶園土壤溫溼度自動檢測裝置，可有效滿足茶葉種植過程中對土壤溫溼度的長期自動檢測的需求。
[0015]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，並非對本實用新型作任何限制，凡是根據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變換，均仍屬於本實用新型技術方案的保護範圍內。
【權利要求】
1.基於太陽能的茶園土壤溫溼度檢測裝置，其特徵在於，包括土壤溫度檢測傳感器模塊(I)、土壤水分含量檢測傳感器模塊(2)、A/D變換一(3)、A/D變換二(4)、微處理器(5)、復位模塊(6)、設置鍵盤(7)、GSM模塊(8)、電源模塊(9);所述土壤溫度檢測傳感器模塊(I)輸出端與A/D變換一(3)輸入端相連,A/D變換一(3)輸出端與微處理器(5)信號輸入端相連，所述土壤水分含量檢測傳感器模塊(2)輸出端與A/D變換二(4)輸入端相連，A/D變換二(4)輸出端與微處理器(5)信號輸入端相連,所述復位模塊(6)與微處理器(5)復位信號輸入端相連，所述設置鍵盤(7)與微處理器(5)信號輸入端相連，所述GSM模塊(8)與微處理器(5)信號輸出端相連，電源模塊(9)電源輸出端與裝置中各用電單元電源端相連。
2.如權利要求1所述基於太陽能的茶園土壤溫溼度檢測裝置，其特徵在於，所述電源模塊(9)由太陽能電池板(9-1)、充電管理單元(9-2)、充電電池(9-3)、放電保護單元(9-4)、多路DC/DC變換(9-5)組成；所述太陽能電池板(9_1)電源輸出端與充電管理單元(9-2)相連，充電電 池(9-3)電源端分別與充電管理單元(9-2)、放電保護單元(9-4)相連，放電保護單元(9-4)輸出端與多路DC/DC變換(9-5)輸入端相連，多路DC/DC變換(9_5)輸出端分別與裝置中各用電單元電源端相連，為其提供所需工作電源。
3.如權利要求1或2所述的基於太陽能的茶園土壤溫溼度檢測裝置，其特徵在於:所述土壤溫度檢測傳感器模塊(I)、土壤水分含量檢測傳感器模塊(2)均包括傳感器及變送電路，可將茶園土壤溫溼度信息轉換為O~5V電壓信號；所述微處理器(5)為8位低功耗單片機，所述設置鍵盤(7)為4*4鍵盤；所述GSM模塊(8)為2G/3G兼容GSM通信模塊，且具有TTL電平/RS232電平轉換接口 ；所述太陽能電池板(9-1)為12V/12W單晶矽太陽能電池板；所述充電管理單元(9-2)，放電保護單元(9-4)均為專用充、放電管理晶片；所述充電電池(9-3)為兩節3000mAH可充電鋰電池串聯組成；所述多路DC/DC變換(9_5)包括四路彼此獨立的DC/DC變換電路，分別通過升壓穩壓DC/DC電路和降壓穩壓DC/DC電路為裝置中各用電單元提供所需工作電源。
【文檔編號】G01D21/02GK203719689SQ201420004744
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月3日 優先權日:2014年1月3日
【發明者】王戰備 申請人:陝西理工學院