[发明专利]用于实时地测量土壤特性的感测系统

说明书

本文公开一种实时地获得土壤特性的梯度的感测系统，土壤特性的梯度是关于土壤深度的函数。感测系统包括支撑结构，该支撑结构联接到农具并且能够相对于农具的框架围绕旋转轴线旋转。传感器被布置在支撑结构的表面上，并且构造成基于感测到的电容的变化来生成指示所测量的土壤特性的输出信号，该电容的变化对应于与传感器相互作用的被测量的土壤样品的介电特性的变化。测量单元联接到至少一个传感器，并且处理由所述至少一个传感器实时地生成的输出信号以便显示在用户界面上，土壤特性的梯度分布是一个或多个深度的函数。

技术领域

本公开总体上涉及利用实时数据测量来获得土壤性质的梯度分布的感测系统。

背景技术

在农业应用中，当农民正在执行种植或耕种等任务时，通常希望实时地了解土壤的某些特性。这些特性可能包括湿度、压实度、温度和沟槽深度；这些特性中的每一个特性在确保最佳产量方面都是极为重要的。例如，湿度或温度不足的条件可能会对农作物的生产带来不利的影响，从而导致产量下降。

然而，一些现有技术方法的缺点包括成本高或者传感器解析度低。因此，在本领域中需要一种以较低的成本提供高解析度的传感器系统。

发明内容

根据实施例，提供了一种用于实时地获得土壤特性的梯度的感测系统，所述土壤特性的梯度是关于土壤深度的函数。所述感测系统包括支撑结构，所述支撑结构联接到农具并且能够相对于所述农具的框架围绕旋转轴线旋转。所述支撑结构适于与地面接合并且传感器布置在所述支撑结构的表面上。所述传感器构造成感测电容的变化，所述电容的变化对应于与所述传感器相互作用的被测量的土壤样品的介电特性的变化，并且所述传感器构造成生成指示所测量的土壤特性的输出信号。测量单元联接到至少一个传感器，并且构造成处理由所述至少一个传感器实时地生成的输出信号以便显示在用户界面上，所述土壤特性的梯度分布是一个或多个深度的函数。

附图说明

图1是根据实施例的传感器系统的框图；

图2A是根据实施例的合并到图1的传感器系统中的传感器的正视图；

图2B是根据实施例的合并到图1的传感器系统中的传感器的正视图；

图3是根据实施例的传感器系统的框图；

图4A是根据实施例的种植机单元的侧视图，该种植机单元中合并了图1的传感器系统；

图4B是根据实施例的种植机单元的侧视图，该种植机单元中合并了图1的传感器系统；

图5是利用图1的感测系统获得土壤特性的梯度的方法的流程图。

在多幅附图中，使用相同的附图标记表示相同的元件。

具体实施方式

为了清楚起见，本公开将对应用在种植机单元中的情况进行描述。然而，应该注意的是，本公开还可以应用于各种种植和/或土壤制备应用中，这些应用包括但不限于耕种、播种等。参考图1至图2B，根据实施例示出了用于实时地确定土壤特性的感测系统100。在实施例中，感测系统100可以包括至少一个传感器106，该传感器设置在支撑结构102(在图2A中)上并且可操作地联接到测量单元108。支撑结构102可以适于联接到农具(例如图4A中的种植机单元400)并且被布置成使得当工具在田地里移动时，支撑结构102旋转地接合或穿透周围的土壤。在一些实施例中，支撑结构102可以包括盘状部或另外的轮状结构(参见例如图2A)，所述盘状部或另外的轮状结构包括形成在其中的至少一个孔118，用以接收农具的轴杆426或轴承。在一些实施例中，支撑结构102可以沿着轴426的旋转轴线424与至少一个开沟盘422(参见图4A和图4B)同轴地对准。在其它实施例中，支撑结构102可以包括开沟盘，例如具有被布置在开沟盘的外表面上的传感器106的开沟盘422。仍然在其它实施例中，支撑结构102可以旋转地或者固定地联接到第二轴(未示出)并且布置在开沟盘422之后。