基于MEMS传感器的物联网土壤修复系统的制作方法

基于mems传感器的物联网土壤修复系统
技术领域
1.本发明涉及土壤检测技术领域，具体是一种基于mems传感器的物联网土壤修复系统。


背景技术：

2.智慧农业物联网在生产集约化、农产品品质和种植效益上，相比传统农业模式有着较为明显优势，能够有效减弱农业对自然气候条件的依赖，并利用生物潜能大幅度提高农产品产量。但是智慧农业物联网发展相对缓慢，基础设施建设较差，目前针对智慧农业物联网示范区开展的土壤监测站以传统的监测平台为主，科技水平和人性化程度不高，严重制约农业的现代化发展。


技术实现要素：

3.为了实现土壤监测及修复的自动化控制，提供了一种基于mems传感器的物联网土壤修复系统。
4.本发明解决上述问题所采用的技术方案是：
5.基于mems传感器的物联网土壤修复系统，包括：用于土壤数据采集的mems传感器模块；用于对土壤进行对应修复的土壤修复模块；用于根据采集的土壤数据自动控制土壤修复模块对土壤进行对应修复的控制模块；用于显示相关数据的显示模块及用于系统供电的电源模块。
6.进一步地，所述mems传感器模块包括：温度传感器、湿度传感器、疏松度传感器及ph检测传感器。
7.进一步地，所述土壤修复模块包括：温度调节装置、湿度调节装置、疏松度调节装置及ph中和装置。
8.进一步地，所述温度调节装置包括埋在土壤中的温度调节管道，所述温度调节管道的出口伸出土壤层，所述温度调节管道的入口与进风管相连，所述进风管的进风口有两个，且两个进风口之间设置有切换阀门，一个进风口用于输入热风，另一个用于输入冷风，控制模块控制切换阀门的启闭及切换。
9.进一步地，所述湿度调节装置及ph中和装置均包括依次连接的调节池、输送管道及喷头。
10.进一步地，所述疏松度调节装置包括：松土刀头组件及驱动组件，所述驱动组件与所述松土刀头组件连接以驱动所述松土刀头组件围绕其轴线转动。
11.进一步地，所述温度传感器采用红外温度传感器。
12.进一步地，所述电源模块包括依次连接的太阳能板、充放电控制器及可充电电池。
13.进一步地，所述可充电电池采用至少三组锂电池组，且每组锂电池组至少对应一个充放电控制器。
14.本发明相比于现有技术具有的有益效果是：通过对土壤的数据进行采集，控制模
块根据采集的土壤数据自动控制土壤修复模块对土壤进行相关修复，从而实现土壤监测及修复的自动化控制，进而提高农产品品质。
附图说明
15.图1为基于mems传感器的物联网土壤修复系统的系统架构图。
具体实施方式
16.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
17.如图1所示，基于mems传感器的物联网土壤修复系统，包括：用于土壤数据采集的mems传感器模块；用于对土壤进行对应修复的土壤修复模块；用于根据采集的土壤数据自动控制土壤修复模块对土壤进行对应修复的控制模块，在本实施例中通过设置阈值的方式实现自动控制，当采集的数值超过对应阈值时，控制模块便控制对应土壤修复模块对土壤进行对应修复；用于显示相关数据的显示模块及用于系统供电的电源模块。
18.在本实施例中，所述mems传感器模块包括：温度传感器、湿度传感器、疏松度传感器及ph检测传感器。控制模块采用mcu控制器，为了实现与外部的联通，进行数据交换，控制模块还可设置通信单元和/或云平台；为了节约电能，本实施例中电源模块由光伏太阳能板、充放电控制器及可充电电池构成；且可充电电池采用锂电池，为延长锂电池寿命，减少充放电次数，同时解决某些特定应用场景存在供能不足的问题，可充电电池选择锂电池阵列，该锂电池阵列包含三块锂电池且每块锂电池均配有充放电控制器，实现将充电过程与放电过程完全分开：在锂电池阵列中，放电电池始终保持为一块，剩余两块锂电池一块为待命状态，一块为充电状态，当放电的锂电池达到充电条件时，进行电池的切换，待命状态的锂电池进行放电，对原始充电状态的锂电池进行电量判断，若电池电量超过满电阈值，则对该充电锂电池进行充电断开操作，使其变为待命状态，并对原始放电锂电池进行充电；若电池电量未超过满电阈值，则继续进行充电操作，直至超过满电阈值。显示模块由触摸显示屏和双色led点阵屏组成，两者可以实现当前系统状态和各要素数值等信息的显示，超过合理阈值的要素信息采用红色显示，在合理范围内的要素信息采用绿色显示，通过双色led点阵屏用户不仅可以观测到土壤的要素信息，通过显示颜色的差异还可以进行更为直观的警示作用，而且双色led点阵屏成本低廉，维护简单，可以有效节约系统成本；通过触摸显示屏可实现可视化编程、人机交互等；所述土壤修复模块包括：温度调节装置、湿度调节装置、疏松度调节装置及ph中和装置。
19.具体的，所述温度调节装置包括埋在土壤中的温度调节管道，所述温度调节管道的出口伸出土壤层，所述温度调节管道的入口与进风管相连，所述进风管的进风口有两个，且两个进风口之间设置切换阀门，一个进风口用于输入热风，另一个用于输入冷风，控制模块控制切换阀门的启闭及切换。通过输入冷风或热风实现对土壤温度的调节，热风或冷风的产生采用现有技术，在此不再赘述。
20.所述湿度调节装置及ph中和装置均包括依次连接的调节池、输送管道及喷头，调节池中放入水或ph中和液，通过喷头喷洒实现相关调节，喷头可设置在地上，也可设置在土
壤上方，在此不做限制；湿度调节装置及ph中和装置可以共用一套装置，也可单独设置。
21.所述疏松度调节装置包括：松土刀头组件及驱动组件，所述驱动组件与所述松土刀头组件连接以驱动所述松土刀头组件围绕其轴线转动，从而实现土壤松土。
22.进一步地，mems传感器模块中每个传感器均对应一个继电器单元作为启动开关，继电器单元接收控制模块发出的指令，控制各个传感器的启动或关闭，这样的好处在于可以精准调控mems传感器以适用于更多应用场景。
23.温度传感器采用红外温度传感器，该传感器利用辐射热效应，使探测器件接收辐射能后引起温度升高，相较于传统的热敏电阻温度传感器，本实施例采用的温度传感器无需接触土壤进行测量，不受土壤腐蚀影响，检测效果稳定且使用寿命长。


技术特征：
1.基于mems传感器的物联网土壤修复系统，其特征在于，包括：用于土壤数据采集的mems传感器模块；用于对土壤进行对应修复的土壤修复模块；用于根据采集的土壤数据自动控制土壤修复模块对土壤进行对应修复的控制模块；用于显示相关数据的显示模块及用于系统供电的电源模块。2.根据权利要求1所述的基于mems传感器的物联网土壤修复系统，其特征在于，所述mems传感器模块包括：温度传感器、湿度传感器、疏松度传感器及ph检测传感器。3.根据权利要求2所述的基于mems传感器的物联网土壤修复系统，其特征在于，所述土壤修复模块包括：温度调节装置、湿度调节装置、疏松度调节装置及ph中和装置。4.根据权利要求3所述的基于mems传感器的物联网土壤修复系统，其特征在于，所述温度调节装置包括埋在土壤中的温度调节管道，所述温度调节管道的出口伸出土壤层，所述温度调节管道的入口与进风管相连，所述进风管的进风口有两个，且两个进风口之间设置有切换阀门，一个进风口用于输入热风，另一个用于输入冷风，控制模块控制切换阀门的启闭及切换。5.根据权利要求3所述的基于mems传感器的物联网土壤修复系统，其特征在于，所述湿度调节装置及ph中和装置均包括依次连接的调节池、输送管道及喷头。6.根据权利要求3所述的基于mems传感器的物联网土壤修复系统，其特征在于，所述疏松度调节装置包括：松土刀头组件及驱动组件，所述驱动组件与所述松土刀头组件连接以驱动所述松土刀头组件围绕其轴线转动。7.根据权利要求2所述的基于mems传感器的物联网土壤修复系统，其特征在于，所述温度传感器采用红外温度传感器。8.根据权利要求1-7任意一项所述的基于mems传感器的物联网土壤修复系统，其特征在于，所述电源模块包括依次连接的太阳能板、充放电控制器及可充电电池。9.根据权利要求8所述的基于mems传感器的物联网土壤修复系统，其特征在于，所述可充电电池采用至少三组锂电池组，且每组锂电池组至少对应一个充放电控制器。

技术总结
本发明涉及土壤检测技术领域，为了实现土壤监测及修复的自动化控制，提供了一种基于MEMS传感器的物联网土壤修复系统，包括：用于土壤数据采集的MEMS传感器模块；用于对土壤进行对应修复的土壤修复模块；用于根据采集的土壤数据自动控制土壤修复模块对土壤进行对应修复的控制模块；用于显示相关数据的显示模块及用于系统供电的电源模块。采用上述结构实现了土壤监测及修复的自动化控制。了土壤监测及修复的自动化控制。了土壤监测及修复的自动化控制。


技术研发人员：刘浩 张国宏 李光尧 王毅 贾利红 闫晓剑
受保护的技术使用者：四川启睿克科技有限公司
技术研发日：2022.05.27
技术公布日：2022/7/22