一种锥形智能土壤探感装置的制作方法

本实用新型涉及一种锥形智能土壤探感装置，属于智能探测设备技术领域。

背景技术：

土壤是地球陆地表面上能够生长植物的疏松表层，土壤具有肥力的作用，能够不断地供应和协调作物生长所需的各种生长物质条件，对农作物的生长和农场量的提高有很重要的意义。此外，土壤温湿度作为气候变化的重要因素。土壤的温湿度的季节性变化对大气的季节性变化有着极为重要的作用，研究表明,土壤温湿度在气候变化中的作用是仅次于海表面温度的重要参量,在陆地上,它的作用甚至超过SST的作用。据统计,就全球陆地而言,65％的降水来自于地表面的蒸发,而仅有35％来自于海洋的水平输送。而目前市场上对于土壤温度和土壤湿度的检测装置大多为单一式的传感器，检测数据单一，作用效果并不是很好，因此，设置一种能在土壤中可进行土壤温度和湿度数据同时检测的智能探感装置是十分重要的。

技术实现要素：

本专利就是针对传统的土壤检测装置的弊端，克服了一般土壤检测传感器的数据检测的单一性和效率低的缺点。由锥体、光伏高反光涂层膜、温度传感器、湿度传感器、锂电池、铁块、单片机、无线通讯模块设计的一种锥形智能土壤探感装置。通过设置在锥体顶部面的光伏高反光涂层膜来为锂电池充电为装置供电，由设置在锥体底部的温度传感器的探针、湿度传感器的探针来完成土壤的温湿度检测，由单片机完成检测数据的接收并由无线通讯模块与PC数据端进行数据交流，通过无线通讯模块实现GPRS远程监控来完成锂电池的电量监控，由GPS定位系统完成装置的定位检测。进而使得该装置更加智能有效，作用效果更好，使用寿命长。

本使用新型的技术方案是：一种锥形智能土壤探感装置，其特征在于包括：锥体、光伏高反光涂层膜、温度传感器、湿度传感器、锂电池、铁块、单片机、无线通讯模块；光伏高反光涂层膜设置在锥体顶面受光部分，铁块设置在锥体顶面的背部，温度传感器、湿度传感器设置在锥体底部，锂电池、单片机、无线通讯模块设置在锥体中部，光伏高反光涂层膜与锂电池连接，温度传感器、湿度传感器、锂电池均与单片机连接，单片机与无线通讯模块连接。

进一步优化本技术方案，所述的锥体的设计包括两部分：锥环式上部、尖端探针下部，在锥环式的顶部设置有光伏高反光涂层膜，在锥环式的顶部背面设置有铁块，在锥环式的内部设置储存该装置的温度传感器、湿度传感器、锂电池、单片机、无线通讯模块，温度传感器和湿度传感器对立倾斜设置在锥体内，温度传感器和湿度传感器的探针沿锥体的内边缘向下在锥体尖端处共同组成了锥体的尖端探针下部，且温度传感器和湿度传感器均通过连接线与单片机和锂电池进行了连接，铁块设置在锥体上部背面空缺位置处，且铁块与锥体通过连接件进行了牢固连接。

进一步优化本技术方案，所述的锥体的外部采用含铬镍元素的不锈钢合金材料制备。

进一步优化本技术方案，所述的设置在锥体顶面的光伏高反光涂层膜自上而下包括三部分：高透度反光材料、粘贴层、光伏组件，粘贴层主要是将高透度反光材料和光伏组件粘贴起来，此外，还通过粘贴件将光伏高反光涂层膜与锥体连接起来。

进一步优化本技术方案，所述的设置在锥体底部的温度传感器、湿度传感器均设置有一根探针。

进一步优化本技术方案，在锂电池中还设置了隔离式传感器电池电量检测电路，该隔离式传感器电池电量检测电路与单片机连接。

进一步优化本技术方案，所述的单片机的型号为AT89C51。

本实用新型的工作原理：

当该锥形智能土壤探感装置被安放到一定的土壤区域进行土壤检测时，探感装置的温度传感器的探针和湿度传感器的探针接触到土壤，控制器的单片机控制温度传感器和湿度传感器工作，并接收到温度传感器和湿度传感器的检测数据，设置在锥体顶部面的光伏高反光涂层膜表面的光伏组件将一部分太阳光转换为电能为锂电池充电为装置供电，由无线通讯模块将单片机的接收数据传送到PC数据端进行数据交流，通过无线通讯模块实现GPRS远程监控来完成锂电池的电量监控，并通过GPS定位系统可完成装置的定位监测。

本实用新型的有益效果是：1、能同时检测土壤的温度和湿度数据，提高了装置的使用性能，数据检测更加全面化；2、结构设计简单，比一般的检测传感器更加方便有效；3、采用光伏组件设计为装置提供部分电能，节能环保，极大的延长了装置的工作寿命；4、采用电能检测和定位控制结合，使得装置更加智能有效。

附图说明

图1为本实用新型整体装置结构图；

图2为本实用新型的电路工作流程图；

图3为本实用新型的系统电路图；

图4为本实用新型的供电系统电路图；

图中各标号为：1-锥体、2-光伏高反光涂层膜、3-温度传感器、4-湿度传感器、5-锂电池、6-铁块。

具体实施方式

下面结合附图对本使用新型作进一步说明。

请参阅图1，一种锥形智能土壤探感装置，其特征在于包括：锥体1、光伏高反光涂层膜2、温度传感器3、湿度传感器4、锂电池5、铁块6、单片机、无线通讯模块；光伏高反光涂层膜2设置在锥体1顶面受光部分，铁块6设置在锥体1顶面的背部，温度传感器3、湿度传感器4设置在锥体1底部，锂电池5、单片机、无线通讯模块设置在锥体1中部，光伏高反光涂层膜2与锂电池5连接，温度传感器3、湿度传感器4、锂电池5均与单片机连接，单片机与无线通讯模块连接。

所述的锥体1的设计包括两部分：锥环式上部、尖端探针下部，在锥环式的顶部设置有光伏高反光涂层膜2，在锥环式的顶部背面设置有铁块6，在锥环式的内部设置储存该装置的温度传感器3、湿度传感器4、锂电池5、单片机、无线通讯模块，温度传感器3和湿度传感器4对立倾斜设置在锥体1内，温度传感器3和湿度传感器4的探针沿锥体1的内边缘向下在锥体1尖端处共同组成了锥体1的尖端探针下部，且温度传感器3和湿度传感器4均通过连接线与单片机和锂电池5进行了连接，铁块6设置在锥体1上部背面空缺位置处，且铁块6与锥体1通过连接件进行了牢固连接。

所述的锥体1的外部采用含铬镍元素的不锈钢合金材料制备。

所述的设置在锥体1顶面的光伏高反光涂层膜2自上而下包括三部分：高透度反光材料、粘贴层、光伏组件，粘贴层主要是将高透度反光材料和光伏组件粘贴起来，此外，还通过粘贴件将光伏高反光涂层膜2与锥体1连接起来。

所述的设置在锥体1底部的温度传感器3、湿度传感器4均设置有一根探针。

在锂电池5中还设置了隔离式传感器电池电量检测电路，该隔离式传感器电池电量检测电路与单片机连接。

所述的单片机的型号为AT89C51。

请参阅图2-4，本使用新型的系统电路和供电电路图，包括：复位电路、时钟电路、GPS装置、无线通信电路、电量检测传感器、太阳能电路、湿度传感器4、温度传感器3、单片机。系统所用单片机型号为AT89C51，温度传感器3型号为DS18B20，W为湿度传感器4，P为电量检测传感器，C为GPS装置，图3中芯片的型号为LT1073，A为太阳能电池板。下面对各部分电路进行说明：

时钟电路：晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号，通常一个系统公用一个晶振，以使各部分保持同步；两个谐振电容大小取决于晶振的负载电容值，作用是滤除干扰。

复位电路：保障单片机运行，给单片机增加复位电路。复位电路有以下功能：上电复位可以对内部存储器进行复位；同步内外的时钟信号；电压波动或不稳定时，复位电路给电路延时直到电路稳定；当程序出错时通过复位电路使单片机恢复正常运行状态。

无线通信电路：采用声表器件，电路稳定性显著提高。另外其频率稳定性与晶振大体相同，基频可达几百上千赫兹，与晶振相比其电路又十分简单。

太阳能电池板电路：太阳能电池板A提供6V电压，LT1073经由电阻R6检测充电电流，在蓄电池中维持16毫安的充电电流，LT1073内有低电压测定器，在太阳能板的输出电压将至4V时，LT1073将断开充电电路，而当电压升到5V时又可以继续对电池进行充电。

本装置的电路系统工作过程描述：由装置的温度传感器3、湿度传感器4、电量检测传感器与GPS定位的数据传送给装置的单片机，单片机通过无线通信进行数据传输。太阳能电池板将光能转化为电能，并经过LT1073芯片检测电流电压后将电能储存在锂电池5里。