專利名稱：管式土壤水分測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于土壤水分監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種管式土壤水分測(cè)試儀。
背景技術(shù)：
作為世界農(nóng)業(yè)大國(guó)的中國(guó)來(lái)說(shuō)，施行節(jié)水灌溉，尋求高效的土壤水分快速測(cè)量技 術(shù)尤為重要。中國(guó)人口占世界的22%，而淡水資源只占世界總量的8%，人均水資源占有量 僅2300立方米/年，只相當(dāng)于世界人均的1/4，是世界上人均占有水資源最貧乏的13個(gè)國(guó) 家之一。我國(guó)水資源一方面非常貧乏，另一方面浪費(fèi)又非常大。農(nóng)業(yè)用水占社會(huì)總耗水量 的80 %以上，但有效性很差。目前，中國(guó)年灌溉用水量約3800億立方米，有效利用率只有 30% 40%，而先進(jìn)國(guó)家已達(dá)70% 80%，中國(guó)每立方米水的糧食生產(chǎn)能力不足1公斤，先 進(jìn)國(guó)家已達(dá)2. 35公斤。造成這種局面的原因之一就是沒(méi)有一種有效的土壤水分測(cè)量技術(shù) 來(lái)保障節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的實(shí)施，所以說(shuō)我國(guó)更迫切需要研究開(kāi)發(fā)一種適合在生產(chǎn)中推廣 應(yīng)用的土壤水分快速測(cè)量技術(shù)。利用土壤的介電特性來(lái)測(cè)量土壤含水量是一種行之有效、快速、簡(jiǎn)便并且可靠的 方法。土壤的介電特性廣泛地應(yīng)用于土壤含水量的測(cè)量技術(shù)中，而且具體實(shí)現(xiàn)方法千差萬(wàn) 別。其中，高頻電容探頭測(cè)量土壤含水量、時(shí)域反射法(TDR-Time Domain Reflectometry), 時(shí)域傳播法(TDT-Time Domain Transmission)、步頁(yè)域分角軍法(FD-FrequencyDomain Decomposition)、駐波法(SWR-Standing Wave-Ratio)等測(cè)量方法都屬于基于土壤介電 特性的土壤含水量測(cè)量方法。其中，管式土壤水分傳感器利用的是基于駐波原理的高頻 電子技術(shù)，用于通過(guò)測(cè)量土壤的表觀介電常數(shù)對(duì)同一位置不同深度剖面的土壤容積含水 量進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量時(shí)傳感器與土壤無(wú)直接接觸，插入埋設(shè)在土壤中的PVC導(dǎo)管內(nèi)進(jìn)行測(cè) 量。目前已經(jīng)申請(qǐng)了實(shí)用新型專利，申請(qǐng)?zhí)?200920006398. 4。管式土壤水分傳感器輸出 的是0-2. 5V模擬電壓信號(hào)，輸出電壓V與土壤容積含水量θ ν之間滿足標(biāo)定方程θ ν = a(l+aiV+a2V2+a3V3，方程的系數(shù)可通過(guò)土壤標(biāo)定試驗(yàn)確定。為了在田間便攜的移動(dòng)測(cè)量，需要 一種與其配套使用的專用測(cè)試儀表，以便快速讀取測(cè)量結(jié)果，以滿足對(duì)田間的不同監(jiān)測(cè)點(diǎn) (田間預(yù)先埋設(shè)好PVC測(cè)試管的位置)不同深度剖面的土壤水分快速測(cè)試的要求。由于管式土壤水分傳感器輸出的是標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)，因此可連接到各種帶有差分輸 入的數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)采集卡、數(shù)據(jù)采集模塊等設(shè)備，用戶通過(guò)編程將電壓值轉(zhuǎn)換為土壤容 積含水量?？梢酝ㄟ^(guò)系統(tǒng)集成，構(gòu)成土壤水分監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)土壤水分進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。前述所 提到的各種通用模擬量采集設(shè)備，硬件系統(tǒng)集成簡(jiǎn)便，但此方法由于需要連接到計(jì)算機(jī)，設(shè) 備供電也需要通過(guò)固定電源，因此僅適用于固定監(jiān)測(cè)，不能用于便攜式的移動(dòng)測(cè)量，且由于 市場(chǎng)上現(xiàn)有的這些設(shè)備是通用設(shè)備，所以成本高、體積大，不能為用戶測(cè)量土壤水分提供直 觀的操作界面，使用不方便。所以關(guān)于與管式土壤水分傳感器相配套使用的水分測(cè)試儀，目 前在國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域處于空白狀態(tài)。
實(shí)用新型內(nèi)容(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種體積小、操作簡(jiǎn)便、功能全面的管式土 壤水分測(cè)試儀，以期與管式土壤水分傳感器或其他類似的土壤水分傳感器配套使用，以便 快速、實(shí)時(shí)地采集傳感器輸出的電壓信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并按照標(biāo)定方程計(jì)算出土壤 容積含水量，通過(guò)輸出設(shè)備顯示給用戶。( 二 )技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種管式土壤水分測(cè)試儀，包括面板外 殼、內(nèi)部電路系統(tǒng)、土壤水分傳感器、輸入輸出系統(tǒng)；所述面板外殼表面設(shè)有傳感器接口、輸入輸出系統(tǒng)接口以及串行通信接口 ；所述內(nèi)部電路系統(tǒng)主要由數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、微控制器、通信接口電路以及電源系統(tǒng) 集成設(shè)置于所述面板外殼內(nèi)部； 所述土壤水分傳感器通過(guò)所述傳感器接口與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路相連接；所述輸入輸出系統(tǒng)通過(guò)所述輸入輸出系統(tǒng)接口與所述微控制器相連接。所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路內(nèi)部集成4路10位I2C接口的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。所述微控制器為單片機(jī)，內(nèi)部集成復(fù)位電路。所述通信接口電路連接所述微控制器，并通過(guò)所述串行通信接口與上位PC機(jī)連 接通信。所述內(nèi)部電路系統(tǒng)還包括振蕩電路；所述微控制器集成設(shè)有振蕩電路接口 ；所述振蕩電路通過(guò)所述振蕩電路接口連接所述微控制器。所述內(nèi)部電路系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；所述微控制器集成設(shè)有存儲(chǔ)器接口 ； 所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器通過(guò)所述存儲(chǔ)器接口連接所述微控制器。所述內(nèi)部電路系統(tǒng)還包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘；所述微控制器集成設(shè)有時(shí)鐘接口 ；所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘通過(guò)所述時(shí)鐘接口連接所述微控制器。所述電源系統(tǒng)包括電源控制電路、電池以及充電電路；所述微控制器集成設(shè)有電源控制電路接口以及電池接口 ；所述電源控制電路連接所述電池并通過(guò)所述電源控制電路接口與所述微控制器 相連接；所述電池為可充電電池，連接所述充電電路并通過(guò)所述電池接口與所述微控制 器相連接。所述土壤水分傳感器為管式土壤水分傳感器。所述輸入輸出系統(tǒng)包括顯示器、狀態(tài)指示電路以及鍵盤電路；所述輸入輸出系統(tǒng)接口包括顯示接口、狀態(tài)指示電路接口以及鍵盤電路接口 ；所述顯示器通過(guò)所述顯示接口連接所述微控制器；所述狀態(tài)指示電路通過(guò)所述狀態(tài)指示電路接口連接所述微控制器；所述鍵盤電路通過(guò)所述鍵盤電路接口連接所述微控制器。[0035](三)有益效果依照本實(shí)用新型技術(shù)方案所得到的土壤水分測(cè)試儀，是與管式土壤水分傳感器配 套使用的智能新型儀表，在供電電源、模擬量信號(hào)的測(cè)試范圍與接口方面都與目前的管式土 壤水分傳感器更匹配，與市場(chǎng)通用的各種數(shù)據(jù)采集設(shè)備相比，其具體具備如下幾點(diǎn)特征1、通過(guò)傳感器接口可良好的與管式土壤水分傳感器配套連接使用，同時(shí)也可兼容 針式土壤水分傳感器；2、采用與現(xiàn)有技術(shù)不同的電路實(shí)現(xiàn)方案，通過(guò)設(shè)置獨(dú)立的微控制器單元，可提供 功能強(qiáng)大的中央控制結(jié)構(gòu)，作為系統(tǒng)的核心部分，微控制器可完成系統(tǒng)的運(yùn)算及控制，實(shí)現(xiàn) 程序的運(yùn)行管理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及外圍接口電路的控制等等功能；3、通過(guò)采用獨(dú)立的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，提高了數(shù)模轉(zhuǎn)換的分辨率，保證了更高的測(cè)量 精度；4、通過(guò)采用電源控制電路_可充電電池_充電電路的電源供給結(jié)構(gòu)，使得該測(cè)試 儀不僅可自行進(jìn)行快速充電，并且可結(jié)合微控制器對(duì)電源輸出進(jìn)行實(shí)時(shí)需求調(diào)控以及電壓 轉(zhuǎn)換；電源系統(tǒng)結(jié)合微控制單元的方案使得該測(cè)試儀可作為便攜式移動(dòng)測(cè)量工具脫離 上位PC機(jī)以及固定電源獨(dú)立使用，用戶可手持儀表在田間不同的測(cè)試點(diǎn)移動(dòng)地進(jìn)行測(cè)量；5、通過(guò)設(shè)置獨(dú)立的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可提供大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，結(jié)合實(shí)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng) 可同時(shí)保存與測(cè)量結(jié)果相關(guān)的測(cè)量深度和測(cè)量時(shí)間；6、通過(guò)設(shè)置液晶顯示器_狀態(tài)指示電路_鍵盤電路的輸入輸出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可使得 該測(cè)試儀極其方便地用于測(cè)量過(guò)程中，使得數(shù)據(jù)輸出界面更為友好，輸入的操作更為便捷， 實(shí)現(xiàn)的功能更為豐富；儀表的顯示器提供更豐富的信息，不僅可以顯示土壤水分的讀數(shù)，而且可以顯示 測(cè)量深度、系統(tǒng)時(shí)間、電池電量的狀態(tài)，并且可以瀏覽保存的歷史記錄；7、可通過(guò)通信接口電路與上位PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，用戶可通過(guò)上位機(jī)軟件對(duì)儀 表的標(biāo)定方程參數(shù)進(jìn)行修改，以滿足測(cè)量不同質(zhì)地土壤的需要。
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的管式土壤水分測(cè)試儀的操作面板以及儀表外 形結(jié)構(gòu)圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的管式土壤水分測(cè)試儀的內(nèi)部電路系統(tǒng)的組成 結(jié)構(gòu)以及其與輸入輸出系統(tǒng)的連接示意圖；圖3及圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的管式土壤水分測(cè)試儀操作使用流程圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí) 用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型 的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。實(shí)施例本實(shí)施例首先具體描述本實(shí)用新型技術(shù)方案所提供的管式水分測(cè)試儀的結(jié)構(gòu)特 征。如圖1所示，所述管式土壤水分測(cè)試儀，包括面板外殼113、內(nèi)部電路系統(tǒng)、土壤水分傳感器、輸入輸出系統(tǒng)；所述面板外殼表面設(shè)有傳感器接口 112、輸入輸出系統(tǒng)接口以及串行通信接口 111 ；結(jié)合圖1及圖2所示，所述內(nèi)部電路系統(tǒng)集成數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、微控制器、通信接口 電路、振蕩電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘以及電源系統(tǒng)，設(shè)置于所述面板外殼113內(nèi)部；所述土壤水分傳感器為管式土壤水分傳感器，插入預(yù)先埋設(shè)好的PVC導(dǎo)管，通過(guò) 所述傳感器接口與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路相連接；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路采用4路10位I2C接口的MAXl 137芯片，將傳感器模擬信號(hào)轉(zhuǎn) 換為數(shù)字信號(hào)并傳送給微控制器，分辨率達(dá)到1. 6mV，確保了測(cè)量精度。所述微控制器采用NXP公司的P89LPC936型單片機(jī)，內(nèi)部集成復(fù)位電路以及電路 系統(tǒng)中其余各類系統(tǒng)模塊的接口功能單元，是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，完成系統(tǒng)的運(yùn)算和控 制，實(shí)現(xiàn)程序的運(yùn)行管理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及外圍接口電路的控制等功能。所述通信接口電路采用單通道RS-232收發(fā)器MAX3221，連接微控制器，并通過(guò)所 述串行通信接口 111與上位PC機(jī)連接通信，用配套的上位機(jī)軟件可以接收儀表保存的數(shù)據(jù) 并進(jìn)行編輯和處理。所述振蕩電路通過(guò)振蕩電路接口連接微控制器，采用3. 6864MHz晶振。所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器通過(guò)存儲(chǔ)器接口連接微控制器，采用Microchip公司的I2C接口 的非易失性存儲(chǔ)器24LC64A，容量8K字節(jié)。記錄土壤水分的測(cè)量結(jié)果，包括土壤水分、測(cè)量 深度以及測(cè)量時(shí)間，最多可存儲(chǔ)1000組數(shù)據(jù)。所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘通過(guò)時(shí)鐘接口連接微控制器。采用NXP公司I2C接口的PCF8563芯 片，作為系統(tǒng)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，土壤水分測(cè)量的同時(shí)提供測(cè)量時(shí)間。所述電源系統(tǒng)包括電源控制電路、電池以及充電電路；所述電源控制電路連接電池并通過(guò)電源控制電路接口與微控制器相連接，電源控 制電路采用LM1086-ADJ低壓差線性電源，將電池的輸出電壓轉(zhuǎn)換為3. 3V電壓為整個(gè)系統(tǒng) 供電。同時(shí)光耦合繼電器控制電源的通斷，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)機(jī)功能；所述電池為4節(jié)1800mAH的NiMH(鎳氫)可充電電池，連接充電電路并通過(guò)電池 接口與微控制器相連接。所述充電電路是MAX712電池充電管理芯片組成的充電電路，可根據(jù)電池的特性 智能快速充電，可在150分鐘內(nèi)充滿電，電池充滿電后，儀表可以持續(xù)工作10 15小時(shí)。所述輸入輸出系統(tǒng)通過(guò)所述輸入輸出系統(tǒng)接口與所述微控制器相連接。所述輸入輸出系統(tǒng)包括顯示器、狀態(tài)指示電路以及鍵盤電路；所述顯示器為液晶顯示器，采用分辨率為160X64的點(diǎn)陣LM1920S液晶顯示模 塊，此段模塊帶有驅(qū)動(dòng)電路，通過(guò)串行顯示接口連接微控制器，具有中文和英文雙語(yǔ)顯示界所述狀態(tài)指示電路采用1個(gè)發(fā)光二極管電路，分別指示電池的充電狀態(tài)，通過(guò)狀 態(tài)指示電路接口連接微控制器；所述鍵盤電路采用6個(gè)獨(dú)立的觸摸鍵盤，在低電平狀態(tài)下有效，通過(guò)鍵盤電路接 口連接微控制器。用戶可以通過(guò)鍵盤在線設(shè)置測(cè)量深度、系統(tǒng)時(shí)間、操作語(yǔ)言、方程系數(shù)，也 可以查詢?yōu)g覽保存的歷史數(shù)據(jù)；為保證在各類土壤(壤土、砂土、粘土、粘壤土等)中測(cè)量的準(zhǔn)確性，對(duì)特定土壤進(jìn)行標(biāo)定，得出標(biāo)定曲線后，用戶可以對(duì)儀表自行設(shè)置傳感器的標(biāo)定參 數(shù)；如圖1所示，關(guān)于所述測(cè)試儀的操作面板、儀表外形結(jié)構(gòu)具體描述如下電源鍵101用于開(kāi)機(jī)及關(guān)機(jī)；測(cè)量/保存鍵102 測(cè)量土壤水分；長(zhǎng)按2秒時(shí)保存 當(dāng)前的測(cè)量數(shù)據(jù)；功能鍵103 選擇要設(shè)置或修改的項(xiàng)目，被選中的項(xiàng)目在液晶屏上反白顯 示；向上鍵104 對(duì)選中的參數(shù)增加或切換，也可用于向前翻頁(yè)；向下鍵105 對(duì)選中的參數(shù) 減小或切換，也可用于向后翻頁(yè)；確定鍵106 執(zhí)行選中項(xiàng)目；取消鍵107 放棄選中項(xiàng)目， 或返回上級(jí)操作；LCD液晶顯示屏108 顯示系統(tǒng)信息和操作提示；充電指示燈109 充電狀 態(tài)的指示燈；充電電源插口 110 充電電源適配器的插口 ；串行接口 111 :RS-232通信接口 ； 傳感器接口 112 土壤水分傳感器的插口。該測(cè)試儀的技術(shù)性能指標(biāo)如下1)顯示界面LCD ；2)分辨率I6OXM ；3)存儲(chǔ)容量8K(1000點(diǎn)數(shù)據(jù))；4)通訊接口RS-232 ；5)電源供應(yīng)4節(jié)AA鎳氫電池(4. 8V/1800mAh)；6)待機(jī)時(shí)間10 15小時(shí)；7)外形尺寸180(長(zhǎng))X100(寬)X40(厚)mm;8)重量(含電池)約400g。下面結(jié)合圖1、圖3以及圖4來(lái)具體描述該管式土壤水分測(cè)試儀操作使用流程。步驟1 在啟動(dòng)該測(cè)試儀的電源后，測(cè)試儀進(jìn)入初始化配置程序，具體包括依次進(jìn) 行振蕩電路初始化、I/O 口初始化配置、定時(shí)器初始化、通用異步接收/發(fā)送裝置初始化、數(shù) 模轉(zhuǎn)換電路初始化、鍵盤控制初始化、中斷功能初始化、實(shí)時(shí)時(shí)鐘初始化以及液晶顯示器初 始化等操作，之后測(cè)試儀進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；步驟2 進(jìn)入測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)后，在完成現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)、中斷標(biāo)志清除、去抖延時(shí)處理之后，測(cè) 量者可選擇按下測(cè)量鍵進(jìn)行測(cè)量或者按下功能鍵進(jìn)行程序設(shè)置；步驟3 若在步驟2中，測(cè)量者選擇按下測(cè)量鍵，則可選擇連續(xù)保持按下操作2秒 以上或者在2秒內(nèi)松開(kāi)測(cè)量鍵；若選擇連續(xù)保持按下操作2秒以上，測(cè)試儀將開(kāi)啟保存數(shù)據(jù)子程序?qū)y(cè)量到的土 壤水分信息進(jìn)行存儲(chǔ)；若選擇2秒內(nèi)松開(kāi)測(cè)量鍵，測(cè)試儀將維持水分測(cè)量子程序開(kāi)啟狀態(tài)直至測(cè)量過(guò)程 結(jié)束；步驟4 若在步驟2中，測(cè)量者選擇按下功能鍵，則存在如下幾種情況在第一次按下功能鍵時(shí)，測(cè)試儀將開(kāi)啟深度設(shè)置程序進(jìn)行傳感器測(cè)試深度的設(shè) 置；在第二次按下功能鍵時(shí)，測(cè)試儀將開(kāi)啟時(shí)間設(shè)置程序調(diào)整實(shí)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)；在第三次按下功能鍵時(shí)，測(cè)試儀將開(kāi)啟語(yǔ)言設(shè)置程序選擇顯示語(yǔ)言的語(yǔ)種；在第四次按下功能鍵時(shí)，測(cè)試儀將開(kāi)啟保存記錄查詢程序；之后的過(guò)程依次重復(fù)；[0096]步驟5 若在前述各個(gè)步驟中達(dá)到預(yù)期的水分信息測(cè)量或是測(cè)試儀設(shè)置目的，測(cè) 試者按下取消鍵，測(cè)試儀將退出當(dāng)前應(yīng)用程序，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。綜上所述，該儀表的微控制器采用了功能更強(qiáng)的P89LPC936型單片機(jī)；數(shù)模轉(zhuǎn)換 電路沒(méi)有采用單片機(jī)內(nèi)置的8位AD，而是采用外部擴(kuò)展的10位數(shù)模轉(zhuǎn)換器，提高了儀表的 模數(shù)轉(zhuǎn)換的分辨率，使測(cè)量精度更高；儀表的顯示界面采用了 160X64的點(diǎn)陣液晶屏，因此 可以顯示更豐富的信息，不僅可以顯示土壤水分的讀數(shù)，而且可以顯示測(cè)量深度、系統(tǒng)時(shí)間 以及電池電量的狀態(tài)，并且可以瀏覽保存的歷史記錄；儀表的存儲(chǔ)容量增大到8K，可以存 儲(chǔ)1000組測(cè)量數(shù)據(jù)。因此比現(xiàn)有的水分測(cè)試儀表而言，功能更強(qiáng)、性能更優(yōu)。以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改 進(jìn)和變形也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種管式土壤水分測(cè)試儀，其特征在于，所述水分測(cè)試儀包括面板外殼、內(nèi)部電路系統(tǒng)、土壤水分傳感器、輸入輸出系統(tǒng)；所述面板外殼表面設(shè)有傳感器接口、輸入輸出系統(tǒng)接口以及串行通信接口；所述內(nèi)部電路系統(tǒng)主要由數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、微控制器、通信接口電路以及電源系統(tǒng)集成設(shè)置于所述面板外殼內(nèi)部；所述土壤水分傳感器通過(guò)所述傳感器接口與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路相連接；所述輸入輸出系統(tǒng)通過(guò)所述輸入輸出系統(tǒng)接口與所述微控制器相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的管式土壤水分測(cè)試儀，其特征在于，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路內(nèi)部集 成4路10位I2C接口的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。
3.如權(quán)利要求1所述的管式土壤水分測(cè)試儀，其特征在于，所述微控制器為單片機(jī)，內(nèi) 部集成復(fù)位電路。
4.如權(quán)利要求1所述的管式土壤水分測(cè)試儀，其特征在于，所述通信接口電路連接所 述微控制器，并通過(guò)所述串行通信接口與上位PC機(jī)連接通信。
5.如權(quán)利要求4所述的管式土壤水分測(cè)試儀，其特征在于，所述內(nèi)部電路系統(tǒng)還包括 振蕩電路；所述微控制器集成設(shè)有振蕩電路接口； 所述振蕩電路通過(guò)所述振蕩電路接口連接所述微控制器。
6.如權(quán)利要求4所述的管式土壤水分測(cè)試儀，其特征在于，所述內(nèi)部電路系統(tǒng)還包括 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；所述微控制器集成設(shè)有存儲(chǔ)器接口 ； 所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器通過(guò)所述存儲(chǔ)器接口連接所述微控制器。
7.如權(quán)利要求4所述的管式土壤水分測(cè)試儀，其特征在于，所述內(nèi)部電路系統(tǒng)還包括 實(shí)時(shí)時(shí)鐘；所述微控制器集成設(shè)有時(shí)鐘接口；所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘通過(guò)所述時(shí)鐘接口連接所述微控制器。
8.如權(quán)利要求4所述的管式土壤水分測(cè)試儀，其特征在于，所述電源系統(tǒng)包括電源控 制電路、電池以及充電電路；所述微控制器集成設(shè)有電源控制電路接口以及電池接口；所述電源控制電路連接所述電池并通過(guò)所述電源控制電路接口與所述微控制器相連接；所述電池為可充電電池，連接所述充電電路并通過(guò)所述電池接口與所述微控制器相連接。
9.如權(quán)利要求1所述的管式土壤水分測(cè)試儀，其特征在于，所述土壤水分傳感器為管 式土壤水分傳感器。
10.如權(quán)利要求1所述的管式土壤水分測(cè)試儀，其特征在于，所述輸入輸出系統(tǒng)包括顯 示器、狀態(tài)指示電路以及鍵盤電路；所述輸入輸出系統(tǒng)接口包括顯示接口、狀態(tài)指示電路接口以及鍵盤電路接口 ； 所述顯示器通過(guò)所述顯示接口連接所述微控制器； 所述狀態(tài)指示電路通過(guò)所述狀態(tài)指示電路接口連接所述微控制器；所述鍵盤電路通過(guò)所述鍵盤電路接口連接所述微控制器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種管式土壤水分測(cè)試儀，屬于領(lǐng)域土壤水分監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型所提供的管式土壤水分測(cè)試儀，包括面板外殼、內(nèi)部電路系統(tǒng)、土壤水分傳感器、輸入輸出系統(tǒng)；所述面板外殼表面設(shè)有傳感器接口、輸入輸出系統(tǒng)接口以及串行通信接口；所述內(nèi)部電路系統(tǒng)主要由數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、微控制器、通信接口電路以及電源系統(tǒng)集成設(shè)置于所述面板外殼內(nèi)部；所述土壤水分傳感器通過(guò)所述傳感器接口與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路相連接；所述輸入輸出系統(tǒng)通過(guò)所述輸入輸出系統(tǒng)接口與所述微控制器相連接。該測(cè)試儀與管式土壤水分傳感器配套使用，可快速、實(shí)時(shí)采集傳感器輸出電壓信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，按照標(biāo)定方程計(jì)算出土壤容積含水量，通過(guò)輸出設(shè)備顯示給用戶。
文檔編號(hào)G01N27/00GK201716282SQ20102013208
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者馮磊, 王一鳴 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)