一種智能土壤水分測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種土壤水分測量裝置，尤其是涉及一種能夠依據測量點經瑋度信息確定土壤類型并自動進行擬合參數標定的智能土壤水分測量裝置。
【背景技術】
[0002]我國是農業大國，正處在從傳統農業向精準農業過渡的關鍵時期。土壤水分對農業生產具有十分重要的意義，它不僅影響著土壤的物理性質，而且是一切植物、作物的基本生存條件。我國水土資源類型多樣、分布復雜，傳統的土壤水分測量耗時耗力，且精度不高。近年來，國內外科研機構及相關企業單位開發了多種土壤水分測量裝置，但多未對土壤類型進行區分，采用單一的測量模型，只能對某種特定的土壤類型表現出較高的測量精度。我國土壤類型多樣，不同土壤類型對測量裝置的土壤水分測量結果存在一定的影響，單一的測量模型已不能滿足不同地域測量的要求。
【發明內容】
[0003]有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種智能土壤水分測量裝置，能夠依據測量點經瑋度信息確定土壤類型并自動進行擬合參數標定，以解決當前土壤水分測量中存在的測量模型不能與特定的土壤類型匹配的技術問題。
[0004]為解決當前土壤水分測量中存在的技術問題，本使用新型提供如下技術方案:
[0005]一種智能土壤水分測量裝置，其特征在于:包括嵌入式系統、多模衛星信號接收模塊、介電常數測量電路、數據存儲模塊、顯示模塊、供電模塊，嵌入式系統與多模衛星信號接收模塊、介電常數測量電路、數據存儲模塊、顯示模塊相連，用于測量點經瑋度信息的獲取、測量點土壤類型及測量模型的匹配、測量點上壤類型及土壤水分的存儲與顯示，供電模塊為各模塊供電。
[0006]優選地，所述嵌入式系統為基于ARM微處理器的嵌入式系統，搭建有嵌入式Linux操作系統，應有支持多模衛星信號接收模塊的UART接口、支持介電常數測量電路的GP1口、與顯示模塊連接的DSI接口，支持外接數據存儲卡，內置經瑋度標定的全國土壤類型分布數據庫及對應傳感器的校正模型參數，通過查詢能夠依據經瑋度給出測量點的土壤類型及對應的測量模型。
[0007]優選地，所述多模衛星信號接收模塊為支持GPS導航和北斗導航的多模衛星定位接收模塊，數字輸出，通過UART接口與嵌入式系統通信。
[0008]優選地，所述的介電常數測量電路，能夠測量并輸出土壤的介電常數，依據土壤類型分布數據庫給出對應測量點的土壤水分測量模型，解算出測量點的土壤水分。
[0009]優選地，所述的數據存儲模塊為能夠與嵌入式系統連接的外置擴展卡，能夠實時地存儲測量點的經瑋度信息、土壤類型及土壤水分。
[0010]優選地，所述顯示模塊為能夠與嵌入式系統相接的驅動電路和顯示屏，驅動電路與顯示屏連接，顯示屏與嵌入式系統通過DSI接口相連。
[0011]優選地，所述供電模塊為可充電電池及相應的電壓適配電路，保證為各模塊穩壓供電。
[0012]本實用新型的有益效果在于:本實用新型基于嵌入式系統，結合衛星定位技術與數據庫，多模衛星信號接收模塊獲取測量點的經瑋度坐標，數據庫儲存有全國土壤類型分布的經瑋度信息及對應的土壤水分測量模型，根據觀測點經瑋度導出對應的土壤類型及土壤水分測量模型，實現了針對不同地域不同土壤類型的準確測量。而且本實用新型可隨著技術的發展對數據庫進行升級更新，實現更多地域更多土壤類型的水分測量。
【附圖說明】
[0013]為了使本使用新型的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本發明提供如下附圖進行說明。
[0014]圖1為本實用新型所述裝置結構框圖。
[0015]圖2為本實用新型所述裝置的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0016]下面將結合附圖，并通過實例，對本實用新型的優選實施作進一步詳細描述。
[0017]圖1是本實用新型的系統結構示意圖。由圖1可知，一種智能土壤水分測量裝置，其特征在于:包括嵌入式系統、多模衛星信號接收模塊、介電常數測量電路、數據存儲模塊、顯示模塊、供電模塊，嵌入式系統與多模衛星信號接收模塊、介電常數測量電路、數據存儲模塊、顯示模塊相連，用于測量點經瑋度信息的獲取、測量點土壤類型及測量修正模型的匹配、測量點土壤類型及土壤水分的存儲與顯示，供電模塊為各模塊供電。
[0018]嵌入式系統為基于ARM微處理器的嵌入式系統，搭建有嵌入式Linux操作系統，應有支持多模衛星信號接收模塊的UART接口、支持介電常數測量電路的GP1 口、與顯示模塊連接的DSI接口，支持外接數據存儲卡，內置經瑋度標定的全國土壤類型分布數據庫及對應傳感器的校正模型參數，通過查詢能夠依據經瑋度給出測量點的土壤類型及對應的測量模型。
[0019]多模衛星信號接收模塊為支持GPS導航和北斗導航的多模衛星信號接收模塊，數字輸出，通過UART接口與嵌入式系統通信。多模衛星信號接收模塊定位后獲取經瑋度、海拔高度、磁偏角等信息，輸送到嵌入式系統，嵌入式系統通過特定程序提取經瑋度信息用以數據庫信息的提取。
[0020]介電常數測量電路，能夠測量并輸出土壤的介電常數，結合嵌入式系統的上壤類型分布數據庫給出對應測量點的上壤水分測量模型，解算出測量點的土壤水分。
[0021]數據存儲模塊為能夠與嵌入式系統連接的外置擴展卡，能夠實時地存儲測量點的經瑋度信息、土壤類型及土壤水分。顯示模塊為能夠與嵌入式系統相接的驅動電路和顯示屏，驅動電路與顯示屏連接，顯示屏與嵌入式系統通過DSI接口相連。供電模塊為可充電電池及相應的電壓適配電路，保證為各模塊穩壓供電。
[0022]結合圖2進一步可知，一種智能土壤水分測量裝置工作流程步驟具體如下:
[0023]I):測量者將介電常數測量電路放置在測量點土壤中；
[0024]2):介電常數測量電路測量并輸出土壤的介電常數；
[0025]3):同時，多模衛星信號接收模塊將采集的測量點位置信息傳輸到嵌入式系統；
[0026]4):嵌入式系統通過特定的程序對經瑋度信息進行提取、校正、定標；
[0027]5):與數據庫中的經瑋度信息匹配，獲得該位置的土壤類型及測量模型；
[0028]6):介電常數測量值，結合數據庫給出的土壤水分測量模型，求解出土壤水分；
[0029]7):將測量點的經瑋度信息、土壤類型以及土壤水分顯示并儲存；
[0030]最后說明的是，以上優選實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制其應用范圍。凡依本實用新型專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應屬本實用新型專利的涵蓋范圍。
【主權項】
1.一種智能土壤水分測量裝置，其特征在于:包括嵌入式系統、多模衛星信號接收模塊、介電常數測量電路、數據存儲模塊、顯示模塊、供電模塊，嵌入式系統與多模衛星信號接收模塊、介電常數測量電路、數據存儲模塊、顯示模塊相連，用于測量點經瑋度信息的獲取、測量點土壤類型及測量模型的匹配、測量點土壤類型及土壤水分的存儲與顯示，供電模塊為各模塊供電。
2.根據權利要求1所述的一種智能土壤水分測量裝置，其特征在于:所述嵌入式系統為基于ARM微處理器的嵌入式系統，搭建有嵌入式Linux操作系統，應有支持多模衛星信號接收模塊的UART接口、支持介電常數測量電路的GP1 口、與顯示模塊連接的DSI接口，支持外接數據存儲卡，內置經瑋度標定的全國土壤類型分布數據庫及對應傳感器校正模型參數，通過查詢能夠依據經瑋度給出測量點的土壤類型及對應的測量模型。
3.根據權利要求1所述的一種智能土壤水分測量裝置，其特征在于:所述支持多模衛星信號接收模塊為支持GPS導航和北斗導航的衛星信號接收模塊，數字輸出，通過UART接口與嵌入式系統通信。
4.根據權利要求1所述的一種智能土壤水分測量裝置，其特征在于:所述的介電常數測量電路，能夠測量并輸出土壤的介電常數，依據土壤類型分布數據庫給出對應測量點的測量模型，解算出測量點的土壤水分。
5.根據權利要求1所述的一種智能土壤水分測量裝置，其特征在于:所述的數據存儲模塊為能夠與嵌入式系統連接的外置擴展卡，能夠實時地存儲測量點的經瑋度信息、土壤類型及土壤水分。
6.根據權利要求1所述的一種智能土壤水分測量裝置，其特征在于:所述顯示模塊為能夠與嵌入式系統相接的驅動電路和顯示屏，驅動電路與顯示屏連接，顯示屏與嵌入式系統通過DSI接口相連。
7.根據權利要求1所述的一種智能土壤水分測量裝置，其特征在于:所述供電模塊為可充電電池及相應的電壓適配電路，保證為各模塊穩壓供電。
【專利摘要】本實用新型公開了一種依據土壤類型自動進行擬合參數標定的智能土壤水分測量裝置，所述裝置包括嵌入式系統、多模衛星信號接收模塊、介電常數測量電路、數據存儲模塊、顯示模塊、供電模塊。嵌入式系統內置全國土壤類型分布的數據庫及對應傳感器校正模型參數，該裝置通過多模衛星信號接收模塊獲取測量點的經緯度，嵌入式系統將測量點的經緯度坐標與數據庫中的位置信息匹配，確定測量點對應的土壤類型和測量模型，介電常數測量電路的測量輸出值結合相應的測量模型解算出土壤水分，存儲在數據存儲模塊中并通過顯示模塊顯示。該裝置操作方便，測量準確，實現了在不同土壤類型下土壤水分的準確測量，有效地解決了因測量模型固定而造成的不同土壤類型下測量結果誤差大的問題。
【IPC分類】G01N27-22
【公開號】CN204330665
【申請號】CN201520016370
【發明人】蘇寶峰, 高楨
【申請人】西北農林科技大學
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月7日