[实用新型]一种低功耗无线土壤水分复合传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及土壤指标参数监测、无线通讯等技术领域，特别是一种低功耗无线土壤水分复合传感器。

背景技术

传统的土壤水分传感器一般都是采集土壤水分信息经过分析转换后变成电压或者电流信号输出，并配合数据采集器或者变送器使用，一般分为电压型（0～2V）或电流型（4～20mA）。部分传感器有配置RS485或者SDI-12接口及导线，也同样需要配合具备RS485或者SDI-12接口的设备使用，或者通过RS485直接与系统连接。

同时，这类传统的土壤水分传感器都必须引伸出供电导线用于外部接线连接，采用外部供电的方式才能工作，供电电压常见的有5～12V或者11～24V的。目前广泛应用于温室大棚培育、林业、水文等地质等方面土壤湿度的测量及研究，而有些地方并不适合外拉电源线，特别是偏僻的野外区域。而且，外接电源线增加了材料成本和维护成本。

在现实中也有少量基于太阳能的无线土壤水分传感器，此类传感器需要内置充电电池，由于设备功耗过大，需要外接太阳能板进行补充充电，同样增加了硬件成本。而通讯部分采用短距离的RF通讯方式或组网方式，有时还要再结合数据集中器通过GPRS远传至平台处理。

如上所述，传统的土壤水分传感器都存在需要外接电源线或者需要配合采集器使用，功耗也偏大，通讯距离短。所以研发一种不需要外接电源线又可以长时间使用的低功耗土壤水分传感器是很实用的一种现实需求，如果再结合直接采集输出数字信号，通过无线且能够远距离传输，连数据线或通讯线也不需要，可以克服所述传统无线土壤水分传感器的各种实际缺陷。

实用新型内容

本实用新型针对上述技术问题做出改进，即本实用新型所要解决的技术问题是提供一种不需要外接电源线及数据线或通讯线的、能够长时间使用的、监测数据直接通过无线远距离传输的低功耗无线土壤水分复合传感器。

为了解决上述技术问题，本实用新型的一种技术方案是：一种低功耗无线土壤水分复合传感器，通过探针埋设于土壤内，用于对表层和深层土壤进行墒情的定点监测和在线测量，包括有中央处理单元，以及与中央处理单元连接的信号处理板、无线通讯模组，电池模块。

进一步地，所述信号处理板与三根不锈钢材质的探针相连，所述探针插入土壤中，用于检测土壤水分、土壤温度或土壤盐度。

进一步地，所述低功耗无线土壤水分复合传感器通过环氧树脂进行密封固化。

进一步地，所述电池模块分别用所述中央处理单元、所述信号处理板、所述无线通讯模组供电。

进一步地，所述低功耗无线土壤水分复合传感器没有外露接线口及导线，完全密封，只露出三根所述探针。

进一步地，所述低功耗无线土壤水分复合传感器在安装时没有安置外壳，所述低功耗无线土壤水分复合传感器先套有一个塑胶套并密封处理，再通过环氧树脂进行密封固化当作外壳，所述外壳进行抛光处理。

进一步地，所述信号处理板还包括有AD转换单元，以及与所述AD转换单元相连的土壤水分检测电路、土壤温度检测电路、土壤盐度检测电路，探针A与探针B分别与所述土壤水分检测电路连接，探针B与探针C分别与所述土壤盐度检测电路连接，探针B与所述土壤温度检测电路连接，所述AD转换单元与所述中央处理单元相连。

进一步地，所述探针插入土壤中，具备同时检测多个土壤参数的功能，可以分别检测土壤水分、土壤温度、土壤盐度中的一种指标，也可以同时检测多种上述指标。

进一步地，所述无线通讯模组是一种低功耗的窄带物联网通讯模组，所述窄带物联网通讯模组还包括有NB-IOT模块，以及eSIM卡，所述无线通讯模组用于与远程平台通讯连接传输测量数据。

进一步地，所述eSIM卡也可以是SIM卡或者软SIM卡。

进一步地，需要特别说明的是，所述无线通讯模组也可以是包括NB-IOT/eMTC/GSM单模或多模的通讯模组，并不局限于单独的NB-IOT模块或其他窄带物联网通讯模组。

进一步地，所述无线通讯模组的天线可以是内置天线，密封在所述低功耗无线土壤水分复合传感器用环氧树脂固化成的外壳中。

进一步地，所述中央处理单元是一种低功耗的微处理器(Central Processing Unit，CPU)。

进一步地，所述低功耗的微处理器优选内置数据储存单元的ARM内核的低功耗系列微处理器。

与现有的技术相比，本实用新型具有以下有益效果：