專利名稱：：一種智能式水分傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種智能式水分傳感器，尤其涉及一種電阻式水分專感器。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)在市場(chǎng)上有的水分傳感器原理主要有微波測(cè)量、高頻電磁場(chǎng)電容式原理、介電常數(shù)等原理，這些產(chǎn)品的功耗較大，無(wú)法滿足電池供電系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間使用的要求。還有高分子水分傳感器，但高分子水分傳感器在吸收水分后，如果周圍環(huán)境的水分變小時(shí)，高分子水分傳感器中水分無(wú)法變小，表現(xiàn)為可以吸水，不能釋放水分。CN2575668電阻式土壤含水量傳感器，包括有網(wǎng)狀塑料保護(hù)罩、多孔陶瓷過(guò)濾層、感濕石膏體、金屬電極及與其通過(guò)連接導(dǎo)線相連的由AdpC812單片機(jī)及其外圍電路構(gòu)成的變送器共同組成，可用于農(nóng)業(yè)大田灌溉、溫室大棚營(yíng)養(yǎng)液施肥、野外草坪樹木灌溉和養(yǎng)護(hù)等場(chǎng)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤含水量進(jìn)行實(shí)時(shí)的在線測(cè)量。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種功耗小、長(zhǎng)壽命的智能式水分傳感器。為解決上述技術(shù)問(wèn)題采取的技術(shù)方案是一種智能式水分傳感器，包括在上、下殼之間的電路板和灌注在上、下傳感器殼之間的傳感器，所述的電路板上設(shè)有單片機(jī)MCU和輔助電路，在單片機(jī)MCU的雙向輸入/輸出端P2腳連接有低功耗的測(cè)試電路。進(jìn)一步，在上述智能式水分傳感器中，所述的測(cè)試電路是由可變電阻RT1、固定電阻R2、固定電阻R3、電容C1組成的RC電路；可變電阻RT1與單片機(jī)MCU的P2.0腳相連，固定電阻R2與單片機(jī)MCU的P2.l腳相連，固定電阻R3與單片機(jī)MCU的P2.2腳相連；可變電阻RT1、固定電阻R2、固定電阻R3的三條支路并接后再串聯(lián)電容C1后接地。所述的輔助電路包括與單片機(jī)MCU的雙向輸入輸出端P1腳相連的單片機(jī)MCU程序調(diào)試電路C0N7、與單片機(jī)MCU的電源輸入腳VCC連接的電源電路、與單片機(jī)MCU的時(shí)鐘信號(hào)輸入XIN/輸出X0UT連接的晶振Y1、與MCU的復(fù)位信號(hào)輸入端S"T/麗I腳連接的復(fù)位電路。所述的復(fù)位電路是電源輸入端VCC與電阻R4、電容C3串聯(lián)后接地，電阻R4和電容C3的節(jié)點(diǎn)與單片機(jī)MCU的復(fù)位信號(hào)輸入端^"T/麗I腳連接。再進(jìn)一步上述智能式水分傳感器，所述的傳感器對(duì)稱設(shè)置在電路板的兩側(cè)。為了能很好的與被測(cè)環(huán)境水分變化同步，所述傳感器材料是與被測(cè)環(huán)境的水分同步變化的媒介物層，所述的媒介物層是石膏。所述的傳感器還包裹有部份探測(cè)電極，裸露在外的電極通過(guò)軟線與電路板上的測(cè)試電路相連。所述上殼與上傳感器殼拼接成完整的上殼體，下殼與下傳感器殼拼接成完整的下殼體，上下殼體通過(guò)密封圈合為一完整的腔體。所述的腔體中還設(shè)有與電路板連接的供電電池，所述的腔體是橢球形。所述的電路板上還設(shè)有顯示屏，所述的上殼上還設(shè)有方便看顯示數(shù)據(jù)的透明窗。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的智能式水分傳感器，包括在上、下殼之間的電路板和灌注在上、下傳感器殼之間的傳感器，所述的電路板上設(shè)有單片機(jī)MCU和輔助電路，在MCU的雙向輸入/輸出端P2腳連接有低功耗的測(cè)試電路。所以該水分傳感器功耗小、壽命長(zhǎng)，電路設(shè)計(jì)上采用超低低功耗，適合電池長(zhǎng)時(shí)間供電系統(tǒng)。一節(jié)2Ah的鋰電池可工作達(dá)6年以上，在待機(jī)模式電流小于10uA，工作模式電流小于lmA。進(jìn)一步，本發(fā)明利用了一種媒介的電阻值隨被測(cè)環(huán)境水分的增加而減少，如果水分變小，媒介中水分可以較好的同步，這樣可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)標(biāo)定的方法把媒介水分傳感器用于其它需要測(cè)水分的場(chǎng)所。通過(guò)測(cè)量媒介傳感器的電阻值就可得被測(cè)物周圍環(huán)境中的水分。圖1是本發(fā)明實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)爆炸其中1上殼、2下殼、3電路板、4上傳感器殼、5下傳感器殼、6探測(cè)電極、7密封圈、8供電電池、9顯示屏、IO透明窗。具體實(shí)施方式為了便于本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，下面結(jié)合本發(fā)明較佳實(shí)施例并配合附圖，將本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及具體工作方法詳述如后。參照?qǐng)Dl-2:—種智能式水分傳感器，包括在上、下殼l、2之間的電路板3和灌注在上、下傳感器殼4、5之間的傳感器，所述的電路板上設(shè)有單片機(jī)MCU和輔助電路，在單片機(jī)MCU的雙向輸入/輸出端P2腳連接有低功耗的測(cè)試電路。所述的測(cè)試電路是由可變電阻RT1、固定電阻R2、固定電阻R3、電容C1組成的RC電路；可變電阻RT1與MCU的P2.0腳相連，固定電阻R2與MCU的P2.l腳相連，固定電阻R3與MCU的P2.2腳相連；可變電阻RT1、固定電阻R2、固定電阻R3的三條支路并接后再串聯(lián)電容C1后接地。所述的輔助電路包括與MCU的雙向輸入輸出端P1腳相連的單片機(jī)MCU程序調(diào)試電路C0N7、與單片機(jī)MCU的電源輸入腳VCC連接的電源電路、與單片機(jī)MCU的時(shí)鐘信號(hào)輸入XIN/輸出X0UT連接的晶振Y1、與單片機(jī)MCU的復(fù)位信號(hào)輸入端&/麗1腳連接的復(fù)位電路。所述的復(fù)位電路是電源輸入端VCC與電阻R4、電容C3串聯(lián)后接地，電阻R4和電容C3的節(jié)點(diǎn)與單片機(jī)MCU的復(fù)位信號(hào)輸入端E"T/麗I腳連接。所述的傳感器對(duì)稱設(shè)置在電路板3的兩側(cè)。為了能很好的與被測(cè)環(huán)境水分變化同步、所所述傳感器材料是與被測(cè)環(huán)境的水分同步變化的媒介物層，所述的媒介物層是石膏。所述的傳感器還包裹有部份探測(cè)電極6，裸露在外的電極通過(guò)軟線與電路板l上的測(cè)試電路相連。所述上殼1與上傳感器殼4拼接成完整的上殼體，下殼2與下傳感器殼5拼接成完整的下殼體，上下殼體通過(guò)密封圈7合為一完整的腔體。所述的腔體中還設(shè)有與電路板1連接的供電電池8，所述的腔體是橢球形。所述的電路板1上還設(shè)有顯示屏9，所述的上殼上還設(shè)有方便看顯示數(shù)據(jù)的透明窗IO。上述智能式水分傳感器在工作時(shí)，所述單片機(jī)MCU選用業(yè)界最低功最低功耗的Ti的MSP430系列MCU;在待機(jī)模式為O.6uA，工作模式為200uA。工作時(shí)，先將P2.0、P2.1、P2.2都設(shè)為低電平輸出，使C1放電至放完。將P2.0、P2.2設(shè)置為輸入狀態(tài)，P2.1設(shè)為高電平輸出，通過(guò)R2電阻對(duì)C1充電，單片機(jī)內(nèi)部計(jì)時(shí)器清零并開始計(jì)時(shí)，檢測(cè)P2.2口狀態(tài)，當(dāng)P2.2口檢測(cè)為高電平時(shí)，即C1上的電壓達(dá)到單片機(jī)高電平輸入的門嵌電壓時(shí)，單片機(jī)計(jì)時(shí)器記錄下從開始充電到P2.2口轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖降臅r(shí)間T1。將P2.0、P2.1、P2.2都設(shè)為低電平輸出，使C1放電至放完。再將P2.1、P2.2設(shè)置為輸入狀態(tài)，P2.0設(shè)為高電平輸出，通過(guò)RT1電阻對(duì)C1充電，單片機(jī)內(nèi)部計(jì)時(shí)器清零并開始計(jì)時(shí)，檢測(cè)P2.2口狀態(tài)，當(dāng)P2.2口檢測(cè)為高電平時(shí)，單片機(jī)計(jì)時(shí)器記錄下從開始充電到P2.2口轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖降臅r(shí)間T2。所述可變電阻RT1的阻值隨水分含量的改變而改變，且T1/R2二T2/RT1，即RT1二T2XR2/Tl，可變電阻RT1即水份傳感器電阻值。通過(guò)單片機(jī)MCU計(jì)算得到電阻RT1的阻值，通過(guò)查表插值的方法得到水分比例值如表l所示，。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>該實(shí)施例中R3=150KQ;R2=200KQ(+-1)%;Cl二0.luF;C3二10uF;R4二100K;C2=0.luF;Yl=32.768KHz需要說(shuō)明的是，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思前提下，對(duì)本發(fā)明所做的任何微小變化及等同替換，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。權(quán)利要求1、一種智能式水分傳感器，包括在上、下殼(1、2)之間的電路板(3)和灌注在上、下傳感器殼(4、5)之間的傳感器，其特征在于所述的電路板上設(shè)有單片機(jī)MCU和輔助電路，在MCU的雙向輸入/輸出端P2腳連接有低功耗的測(cè)試電路。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的智能式水分傳感器，其特征在于所述的測(cè)試電路是由可變電阻RT1、固定電阻R2、固定電阻R3、電容C1組成的RC電路；可變電阻RT1與單片機(jī)MCU的P2.0腳相連，固定電阻R2與單片機(jī)MCU的P2.l腳相連，固定電阻R3與單片機(jī)MCU的P2.2腳相連；可變電阻RT1、固定電阻R2、固定電阻R3的三條支路并接后再串聯(lián)電容C1后接地。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能式水分傳感器，其特征在于所述的輔助電路包括與單片機(jī)MCU的雙向輸入輸出端P1腳相連的MCU程序調(diào)試電路C0N7、與MCU的電源輸入腳VCC連接的電源電路、與單片機(jī)MCU的時(shí)鐘信號(hào)輸入XIN/輸出X0UT連接的晶振Y1、與MCU的復(fù)位信號(hào)輸入端^T/麗I腳連接的復(fù)位電路。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能式水分傳感器，其特征在于所述的復(fù)位電路是電源輸入端VCC與電阻R4、電容C3串聯(lián)后接地，電阻R4和電容C3的節(jié)點(diǎn)與單片機(jī)MCU的復(fù)位信號(hào)輸入端^"T/薩I腳連接。5、根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的智能式水分傳感器，其特征在于所述的傳感器對(duì)稱設(shè)置在電路板(3)的兩側(cè)。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能式水分傳感器，其特征在于所述傳感器材料是與被測(cè)環(huán)境的水分同步變化的媒介物層，所述的媒介物層是石膏。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能式水分傳感器，其特征在于所述的傳感器還包裹有部份探測(cè)電極(6)，裸露在外的電極通過(guò)軟線與電路板(1)上的測(cè)試電路相連。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能式水分傳感器，其特征在于所述上殼(1)與上傳感器殼(4)拼接成完整的上殼體，下殼(2)與下傳感器殼(5)拼接成完整的下殼體，上下殼體通過(guò)密封圈(7)合為一完整的腔體。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能式水分傳感器，其特征在于所述的腔體中還設(shè)有與電路板(1)連接的供電電池，所述的腔體是橢球形。10、根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的智能式水分傳感器，其特征在于所述的電路板(1)上還設(shè)有顯示屏(9)，所述的上殼上還設(shè)有方便看顯示數(shù)據(jù)的透明窗(10)。全文摘要本發(fā)明公開了一種智能式水分傳感器，包括在上、下殼之間的電路板和灌注在上、下傳感器殼之間的傳感器，所述的電路板上設(shè)有單片機(jī)MCU和輔助電路，在MCU的雙向輸入/輸出端P2腳連接有低功耗的測(cè)試電路。所述的測(cè)試電路是由可變電阻RT1、固定電阻R2、固定電阻R3、電容C1組成的RC電路?？勺冸娮鑂T1與MCU的P2.0腳相連，固定電阻R2與MCU的P2.1腳相連，固定電阻R3與MCU的P2.2腳相連?？勺冸娮鑂T1、固定電阻R2、固定電阻R3的三條支路并接后再串聯(lián)電容C1后接地。該智能式水分傳感器功耗小、長(zhǎng)壽命，且能很好的與被測(cè)環(huán)境水分變化同步。文檔編號(hào)G01N27/04GK101625333SQ20091004171公開日2010年1月13日申請(qǐng)日期2009年8月5日優(yōu)先權(quán)日2009年8月5日發(fā)明者朱志浩,虹白,宇程申請(qǐng)人:朱志浩