土壤綜合參數檢測設備的製作方法
2023-11-05 00:42:50 1
本實用新型涉及檢測設備技術領域，尤其涉及一種土壤綜合參數檢測設備。
背景技術：
土壤的參數，包括溫度、溼度以及導電率等，對農作物的生起著至關重要的作用，合理的控制土壤的參數能促進農作物的生長。農業生產技術發展需要對土壤的溫度、溼度以及土壤的性質進行檢測和調控，土壤的溫度溼度和性質監測能夠為農作物的精細耕種提供幫助。良好的溫度溼度以及合適的土壤性質已成為農田作物健康生長的必要條件。通過對土壤溫溼度以及性質的精確檢測，能夠及時對作物的生長條件進行判斷，及時對不合適的土壤條件進行人為的幹預，用以提高農業種植生產的品質。
技術實現要素：
為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種土壤綜合參數檢測設備，能夠對土壤的溫溼度及性質進行精確的檢測，該設備結構簡單，實用性強。
為了實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案：土壤綜合參數檢測設備，包括本體、儀器艙和插杆；所述本體的上部設置有導向管，下部設置有傳感器艙，所述導向管為中空，所述導向管和傳感器艙內部相通，所述插杆能夠插入導向管內並進入到傳感器艙中；所述儀器艙至少設置一個傳感器單元，所述傳感器單元包括安裝殼體、安裝座和傳感器，所述安裝殼體的側部開設有安裝口，所述安裝座轉動連接在所述安裝口靠近所述導向管的一端，所述安裝座朝外的一側上設置有安裝槽，朝內的一側至少設置一條突楞，所述突楞靠近轉軸一端的高度低於另一端，所述傳感器設置在所述安裝槽內，所述儀器艙安裝導向管上靠近傳感器艙的位置；其還包括單片機、存儲器和電源，所述傳感器和所述存儲器分別和所述單片機相連，所述電源為其他各部分供電，所述單片機、存儲器和電源均設置在所述儀器艙內。
進一步地，所述傳感器為溫度傳感器、溼度傳感器和電導率傳感器中的一種或幾種。
進一步地，所述傳感器安裝殼體包括殼體和殼體，所述殼體和所述殼體通過螺釘連接，所述殼體側部開設有安裝口。
進一步地，所述儀器艙設置有8個傳感器單元。
進一步地，所述突楞為兩條，所述突楞的橫截面為斜面。
進一步地，所述傳感器與所述單片機通過連接電路相連，所述連接電路包括Header 14X2 連接端子J2、連接端子J3，CON3連接端子J11，光觸發元件O1、O2，電阻R1、R21、R33、R34、R35、R36，電容C11，保險絲F1，三極體Q21，電源VCCS和VCC5V；所述的光觸發元件中有一個發光二極體和一個雙向觸發二極體；所述的連接端子J2的9腳串接電阻R21後連接到三極體Q21的基極，三極體Q21的發射極接地，三極體Q21的集電極依次串接光觸發元件O2中的發光二極體、光觸發元件O1中的發光二極體和電阻R1後連接到電源VCCS，電源VCCS依次串接光觸發元件O1中的雙向觸發二極體和保險絲F1後連接到連接端子J11的3腳，連接端子J11的2腳串接光觸發元件O2中的雙向觸發二極體後連接到電阻R33的一端，電阻R33的另一端分別並接到電阻R34的一端、電阻R35的一端、電容C11的一端和電阻R36的一端，電阻R34的另一端連接到電源VCC5V，電阻R35的另一端和電容C11的另一端接地，電阻R36的另一端連接到連接端子J3的16腳，連接端子J2和連接端子J3連接到單片機，連接端子J11連接到傳感器。
進一步地，所述的存儲器為W25Q64快閃記憶體U1。
進一步地，所述存儲器與所述單片機通過連接電路相連，所述連接電路包括電阻R51、R52和R53，Header 14X2 連接端子J3，電源VCC-3.3V，快閃記憶體U1的1腳連接到連接端子J3的4腳，快閃記憶體U1的2腳連接到連接端子J3的1腳，快閃記憶體U1的3腳串接電阻R51後連接到電源VCC-3.3V，快閃記憶體U1的4腳接地，快閃記憶體U1的5腳連接到連接端子J3的2腳，快閃記憶體U1的6腳分別並接到連接端子J3的3腳和電阻R53的一端，電阻R53的另一端接地，快閃記憶體U1的7腳串接電阻R52後連接到電源VCC-3.3V，快閃記憶體U1的8腳連接到電源VCC-3.3V；連接端子J3連接到單片機。
進一步地，所述的土壤檢測設備通過單片機與上位機進行通信。
進一步地，所述的單片機與所述的上位機通過連接電路電連接；所述的連接電路包括MAXA13487EESA 收發器U2，HEADER 5連接端子J6，電阻R61、R62、R63、R64、R65和R66，保險絲F21和F22，穩壓二極體D1和D2，電源VCC485和電源VCC5V，Header 14X2連接端子J3；所述收發器U2的1腳串接電阻R62後連接到連接端子J3的24腳，收發器U2的2腳和3腳相連後串接電阻R61連接到電源VCC485，收發器U2的4腳串接電阻R63後連接到連接端子J3的23腳，收發器U2的5腳接地，收發器U2的6腳分別並接到電阻R64的一端和保險絲F21的一端，電阻R64的另一端連接到電源VCC485，保險絲F21的另一端分別並接到連接端子J6的3腳和穩壓二極體D1的陰極，穩壓二極體D1的陽極接地，收發器U2的7腳分別並接到電阻R65的一端和保險絲F22的一端，電阻R65的另一端接地，保險絲F22的另一端分別並接到連接端子J6的4腳和穩壓二極體D2的陰極，穩壓二極體D2的陽極接地，連接端子J6的3腳串接電阻R66後連接到連接端子J6的4腳，連接端子J6的1腳連接到電源VCC5V，連接端子J6的2腳連接到電源VCC485；連接端子J3連接到單片機，連接端子J6連接到上位機。
本實用新型的土壤檢測設備能夠對土壤的溫溼度及性質進行精確的檢測，並且電路結構能夠非常精準地實現各信號的傳輸。該設備結構簡單，實用性強，應用範圍廣。
附圖說明
圖1為土壤綜合參數檢測設備的立體圖；
圖2為圖1中A部放大圖；
圖3為圖1中B部放大圖；
圖4為圖1中C部放大圖；
圖5為導向管的結構示意圖；
圖6為中心探杆的結構示意圖；
圖7為安裝座的結構示意圖；
圖8為安裝座結構示意圖；
圖9為探頭的結構示意圖；
圖10為探頭的結構示意圖；
圖11為壓線塊的結構示意圖；
圖12為中部壓線塊的結構示意圖；
圖13為連接盤的結構示意圖；
圖14為連接盤的結構示意圖；
圖15為連接盤的結構示意圖；
圖16為中心推桿的結構示意圖；
圖17為延長推桿的結構示意圖；
圖18為卡環的連接結構圖；
圖19為卡環的連接結構圖；
圖20為連接電路的連接結構圖；
圖21為連接電路的連接結構圖；
圖22為連接電路的連接結構圖；
圖23為供電電路的連接結構圖；
圖24為電控組件的結構示意圖；
圖25為電控組件的結構示意圖；
圖26為電路板座結構示意圖；
圖27為電池座結構示意圖；
圖中：1-儀器艙；2-推桿；21-中心推桿；22-延長推桿；23-連接盤；3-導向管；4-中心探杆；5-傳感器單元；51-殼體；52-安裝座；521-安裝槽；522-突楞；53-傳感器；54-中部壓線塊；55-壓線塊；56-安裝口；6-探頭；7-連接盤；8-連接盤；9-卡環；10-卡環； 11-電路板座；12-電路板；13-電池座。
具體實施方式
下面結合具體實施方式詳細介紹本實用新型的內容：
如圖1所示，本實用新型的土壤綜合參數檢測設備，包括本體、儀器艙1和推桿2；所述本體的上部為導向管3，下部為中心探杆4，如圖3所示，所述導向管3和所述中心探杆4通過連接盤7和連接盤8連接在一起，所述連接盤7和連接盤8的具體結構如圖13和14所示；所述導向管3和所述中心探杆4均為中空且內部相貫通，所述推桿2能夠插入所述導向管3內並進入到所述中心探杆4內。如圖2和6所示，所述中心探杆4上設置有8個傳感器單元5，所述傳感器單元5包括殼體51、安裝座52和傳感器53，所述殼體51的側部開設有安裝口56，所述安裝座52通過轉軸連接在所述安裝口56靠近所述導向管3的一端；如圖7和8所示，所述安裝座52朝外的一側上設置有安裝槽521，朝內的一側設置有兩條突楞522，所述突楞522的橫截面為斜面。所述傳感器53設置在所述安裝槽521內，所述傳感器53為溫度傳感器、溼度傳感器和電導率傳感器中的一種或幾種。如圖1和3所示，所述儀器艙1通過卡環9和卡環10安裝在所述導向管3上靠近所述中心探杆4的位置；所述卡環9和卡環10的具體結構如圖18和19所示。本實用新型的土壤檢測設備還包括單片機、存儲器和電源，所述傳感器53和所述存儲器分別和所述單片機相連，所述電源為其他各部分供電，所述單片機、存儲器和電源均設置在所述儀器艙1內。
如圖1、9和10所示，所述中心探杆4的頂端設置有探頭6。
如圖4、16和17所示，所述推桿2由中心推桿21和延長推桿22組成，中心推桿21和延長推桿22通過連接盤23組合在一起。所述連接盤23的具體結構如圖15所示。
如圖6所示，所述傳感器單元5的殼體51的底部對稱設置有走線槽，如圖12所示的壓線塊55設置在其中，所述殼體51的側壁上對稱設置有走線槽，如圖11所示的中部壓線塊54設置在其中。壓線塊55和中部壓線塊54通過螺釘與殼體51相連接。
使用前，傳感器單元5中的安裝座52閉合在安裝口56處，突楞522全部位於殼體51的內部，傳感器53貼在殼體51的側壁上，這樣的設計能夠保證傳感器53的探針在將檢測設備放入土壤中時不被破壞。使用時，根據土壤檢測設備橫截面的面積，在土壤中挖一個洞，一般1.5深的即可，然後將該土壤檢測設備豎直的放入到洞中，然後將推桿2沿導向管3向下推並進入中心探杆4內，此時再往下推，推桿2則給突楞522一個向外的力，安裝座52遠離轉軸的一端向外轉動，當推桿2通過該5單元時，安裝座52停止轉動，此時位於安裝座52外側的傳感器53能夠與土壤接觸，即可精確檢測土壤的溫溼度以及導電率等性質。本實用新型的土壤檢測設備，所述傳感器可以設置多個，由於檢測時，傳感器位於豎直放置的土壤檢測設備的不同位置，因此可以檢測土壤不同深度的各種土壤性質，繼而實現對土壤性質的精確檢測。而且本實用新型的結構簡單，實用性強，應用範圍非常廣。
所述傳感器53與所述單片機通過連接電路相連，如圖20所示為連接電路的電路結構，所述連接電路包括Header 14X2 連接端子J2、連接端子J3，CON3連接端子J11，光觸發元件O1、O2，電阻R1、R21、R33、R34、R35、R36，電容C11，保險絲F1，三極體Q21，電源VCCS和VCC5V；所述的光觸發元件中有一個發光二極體和一個雙向觸發二極體；所述的連接端子J2的9腳串接電阻R21後連接到三極體Q21的基極，三極體Q21的發射極接地，三極體Q21的集電極依次串接光觸發元件O2中的發光二極體、光觸發元件O1中的發光二極體和電阻R1後連接到電源VCCS，電源VCCS依次串接光觸發元件O1中的雙向觸發二極體和保險絲F1後連接到連接端子J11的3腳，連接端子J11的2腳串接光觸發元件O2中的雙向觸發二極體後連接到電阻R33的一端，電阻R33的另一端分別並接到電阻R34的一端、電阻R35的一端、電容C11的一端和電阻R36的一端，電阻R34的另一端連接到電源VCC5V，電阻R35的另一端和電容C11的另一端接地，電阻R36的另一端連接到連接端子J3的16腳，連接端子J2和連接端子J3連接到單片機，連接端子J11連接到傳感器。
所述的存儲器為W25Q64快閃記憶體U1。如圖21所示為連接電路的電路結構，所述存儲器與所述單片機通過連接電路相連，所述連接電路包括電阻R51、R52和R53，Header 14X2 連接端子J3，電源VCC-3.3V，快閃記憶體U1的1腳連接到連接端子J3的4腳，快閃記憶體U1的2腳連接到連接端子J3的1腳，快閃記憶體U1的3腳串接電阻R51後連接到電源VCC-3.3V，快閃記憶體U1的4腳接地，快閃記憶體U1的5腳連接到連接端子J3的2腳，快閃記憶體U1的6腳分別並接到連接端子J3的3腳和電阻R53的一端，電阻R53的另一端接地，快閃記憶體U1的7腳串接電阻R52後連接到電源VCC-3.3V，快閃記憶體U1的8腳連接到電源VCC-3.3V；連接端子J3連接到單片機。
所述的土壤檢測設備通過單片機與上位機進行通信。如圖22所示為連接電路的電路結構，所述的單片機與所述的上位機通過連接電路電連接；所述的連接電路包括MAXA13487EESA 收發器U2，HEADER 5連接端子J6，電阻R61、R62、R63、R64、R65和R66，保險絲F21和F22，穩壓二極體D1和D2，電源VCC485和電源VCC5V，Header 14X2連接端子J3；所述收發器U2的1腳串接電阻R62後連接到連接端子J3的24腳，收發器U2的2腳和3腳相連後串接電阻R61連接到電源VCC485，收發器U2的4腳串接電阻R63後連接到連接端子J3的23腳，收發器U2的5腳接地，收發器U2的6腳分別並接到電阻R64的一端和保險絲F21的一端，電阻R64的另一端連接到電源VCC485，保險絲F21的另一端分別並接到連接端子J6的3腳和穩壓二極體D1的陰極，穩壓二極體D1的陽極接地，收發器U2的7腳分別並接到電阻R65的一端和保險絲F22的一端，電阻R65的另一端接地，保險絲F22的另一端分別並接到連接端子J6的4腳和穩壓二極體D2的陰極，穩壓二極體D2的陽極接地，連接端子J6的3腳串接電阻R66後連接到連接端子J6的4腳，連接端子J6的1腳連接到電源VCC5V，連接端子J6的2腳連接到電源VCC485；連接端子J3連接到單片機，連接端子J6連接到上位機。
本實用新型的土壤檢測設備還包括供電電路，具體電路結構如圖23所示，所述供電電路包括CON3 POWER連接端子，JUMPER2 跳線JP1、JP2、JP3，L78L05ABZ 穩壓晶片U3和U4，電容C1、C2、C3、C4，電阻R41，1206自動恢復保險絲F31，發光二極體DL；POWER連接端子的3腳依次串接跳線JP1、自動恢復保險絲F31、電阻R41後連接到發光二極體DL的陽極，發光二極體DL的陰極接地，POWER連接端子的1腳接地，自動恢復保險絲F31和電阻R41的公共端分別並接到穩壓晶片U3的3腳、電容C1的一端、穩壓晶片U4的3腳和電容C3的一端，電容C1的另一端和電容C3的另一端接地，穩壓晶片U3的1腳分別並接到電容C2的一端和跳線JP2的一端，電容C2的另一端接地，穩壓晶片U4的1腳分別並接到電容C4的一端和跳線JP3的一端，電容C4的另一端接地，跳線JP3的另一端連接到自動恢復保險絲F31和電阻R41公共端，穩壓晶片U3的2腳和穩壓晶片U4的2腳分別接地；跳線JP2的另一端提供電源VCC485，穩壓晶片U3的1腳、電容C2和跳線JP2的公共端提供電源VCC5V, 穩壓晶片U4的1腳、電容C4和跳線JP3的公共端提供電源VCCS；POWER連接端子連接到電源。
本實用新型的連接電路、連接電路、連接電路以及供電電路的電路結構能夠很精準的實現各信號的傳輸，並且電路結構簡單，易於實現。
所述的儀器艙包括儀器艙本體和儀器艙蓋，上述的連接電路、連接電路、連接電路、供電電路以及單片機和存儲器均設置在電路板12上，所述的電源為電池，電路板12和電源設置在儀器艙本體內。如圖24-27所示，在儀器艙本體內還設置有電路板座11和電池座13，所述的電路板12通過內六角螺栓設置在電路板座11上，所述的電路板座11和電池座13通過內六角螺栓連接在一起，所述的電池設置在電池座13和儀器艙蓋之間。