本實用新型專利技術(shù)公開了一種依據(jù)土壤類型自動進行擬合參數(shù)標定的智能土壤水分測量裝置，所述裝置包括嵌入式系統(tǒng)、多模衛(wèi)星信號接收模塊、介電常數(shù)測量電路、數(shù)據(jù)存儲模塊、顯示模塊、供電模塊。嵌入式系統(tǒng)內(nèi)置全國土壤類型分布的數(shù)據(jù)庫及對應傳感器校正模型參數(shù)，該裝置通過多模衛(wèi)星信號接收模塊獲取測量點的經(jīng)緯度，嵌入式系統(tǒng)將測量點的經(jīng)緯度坐標與數(shù)據(jù)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(shù)測量電路的測量輸出值結(jié)合相應的測量模型解算出土壤水分，存儲在數(shù)據(jù)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(xiàn)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(jié)果誤差大的問題。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及一種土壤水分測量裝置，尤其是涉及一種能夠依據(jù)測量點經(jīng)瑋度信息確定土壤類型并自動進行擬合參數(shù)標定的智能土壤水分測量裝置。
技術(shù)介紹
我國是農(nóng)業(yè)大國，正處在從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向精準農(nóng)業(yè)過渡的關(guān)鍵時期。土壤水分對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有十分重要的意義，它不僅影響著土壤的物理性質(zhì)，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(tǒng)的土壤水分測量耗時耗力，且精度不高。近年來，國內(nèi)外科研機構(gòu)及相關(guān)企業(yè)單位開發(fā)了多種土壤水分測量裝置，但多未對土壤類型進行區(qū)分，采用單一的測量模型，只能對某種特定的土壤類型表現(xiàn)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(jié)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。
技術(shù)實現(xiàn)思路
有鑒于此，本技術(shù)的目的是提供一種智能土壤水分測量裝置，能夠依據(jù)測量點經(jīng)瑋度信息確定土壤類型并自動進行擬合參數(shù)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(shù)問題。為解決當前土壤水分測量中存在的技術(shù)問題，本使用新型提供如下技術(shù)方案:一種智能土壤水分測量裝置，其特征在于:包括嵌入式系統(tǒng)、多模衛(wèi)星信號接收模塊、介電常數(shù)測量電路、數(shù)據(jù)存儲模塊、顯示模塊、供電模塊，嵌入式系統(tǒng)與多模衛(wèi)星信號接收模塊、介電常數(shù)測量電路、數(shù)據(jù)存儲模塊、顯示模塊相連，用于測量點經(jīng)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。優(yōu)選地，所述嵌入式系統(tǒng)為基于ARM微處理器的嵌入式系統(tǒng)，搭建有嵌入式Linux操作系統(tǒng)，應有支持多模衛(wèi)星信號接收模塊的UART接口、支持介電常數(shù)測量電路的GP1口、與顯示模塊連接的DSI接口，支持外接數(shù)據(jù)存儲卡，內(nèi)置經(jīng)瑋度標定的全國土壤類型分布數(shù)據(jù)庫及對應傳感器的校正模型參數(shù)，通過查詢能夠依據(jù)經(jīng)瑋度給出測量點的土壤類型及對應的測量模型。優(yōu)選地，所述多模衛(wèi)星信號接收模塊為支持GPS導航和北斗導航的多模衛(wèi)星定位接收模塊，數(shù)字輸出，通過UART接口與嵌入式系統(tǒng)通信。優(yōu)選地，所述的介電常數(shù)測量電路，能夠測量并輸出土壤的介電常數(shù)，依據(jù)土壤類型分布數(shù)據(jù)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。優(yōu)選地，所述的數(shù)據(jù)存儲模塊為能夠與嵌入式系統(tǒng)連接的外置擴展卡，能夠?qū)崟r地存儲測量點的經(jīng)瑋度信息、土壤類型及土壤水分。優(yōu)選地，所述顯示模塊為能夠與嵌入式系統(tǒng)相接的驅(qū)動電路和顯示屏，驅(qū)動電路與顯示屏連接，顯示屏與嵌入式系統(tǒng)通過DSI接口相連。優(yōu)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(wěn)壓供電。本技術(shù)的有益效果在于:本技術(shù)基于嵌入式系統(tǒng)，結(jié)合衛(wèi)星定位技術(shù)與數(shù)據(jù)庫，多模衛(wèi)星信號接收模塊獲取測量點的經(jīng)瑋度坐標，數(shù)據(jù)庫儲存有全國土壤類型分布的經(jīng)瑋度信息及對應的土壤水分測量模型，根據(jù)觀測點經(jīng)瑋度導出對應的土壤類型及土壤水分測量模型，實現(xiàn)了針對不同地域不同土壤類型的準確測量。而且本技術(shù)可隨著技術(shù)的發(fā)展對數(shù)據(jù)庫進行升級更新，實現(xiàn)更多地域更多土壤類型的水分測量。【附圖說明】為了使本使用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本專利技術(shù)提供如下附圖進行說明。圖1為本技術(shù)所述裝置結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本技術(shù)所述裝置的工作流程圖。【具體實施方式】下面將結(jié)合附圖，并通過實例，對本技術(shù)的優(yōu)選實施作進一步詳細描述。圖1是本技術(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(tǒng)、多模衛(wèi)星信號接收模塊、介電常數(shù)測量電路、數(shù)據(jù)存儲模塊、顯示模塊、供電模塊，嵌入式系統(tǒng)與多模衛(wèi)星信號接收模塊、介電常數(shù)測量電路、數(shù)據(jù)存儲模塊、顯示模塊相連，用于測量點經(jīng)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。嵌入式系統(tǒng)為基于ARM微處理器的嵌入式系統(tǒng)，搭建有嵌入式Linux操作系統(tǒng)，應有支持多模衛(wèi)星信號接收模塊的UART接口、支持介電常數(shù)測量電路的GP1 口、與顯示模塊連接的DSI接口，支持外接數(shù)據(jù)存儲卡，內(nèi)置經(jīng)瑋度標定的全國土壤類型分布數(shù)據(jù)庫及對應傳感器的校正模型參數(shù)，通過查詢能夠依據(jù)經(jīng)瑋度給出測量點的土壤類型及對應的測量模型。多模衛(wèi)星信號接收模塊為支持GPS導航和北斗導航的多模衛(wèi)星信號接收模塊，數(shù)字輸出，通過UART接口與嵌入式系統(tǒng)通信。多模衛(wèi)星信號接收模塊定位后獲取經(jīng)瑋度、海拔高度、磁偏角等信息，輸送到嵌入式系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)通過特定程序提取經(jīng)瑋度信息用以數(shù)據(jù)庫信息的提取。介電常數(shù)測量電路，能夠測量并輸出土壤的介電常數(shù)，結(jié)合嵌入式系統(tǒng)的上壤類型分布數(shù)據(jù)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。數(shù)據(jù)存儲模塊為能夠與嵌入式系統(tǒng)連接的外置擴展卡，能夠?qū)崟r地存儲測量點的經(jīng)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(tǒng)相接的驅(qū)動電路和顯示屏，驅(qū)動電路與顯示屏連接，顯示屏與嵌入式系統(tǒng)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(wěn)壓供電。結(jié)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:I):測量者將介電常數(shù)測量電路放置在測量點土壤中；2):介電常數(shù)測量電路測量并輸出土壤的介電常數(shù)；3):同時，多模衛(wèi)星信號接收模塊將采集的測量點位置信息傳輸?shù)角度胧较到y(tǒng)；4):嵌入式系統(tǒng)通過特定的程序?qū)?jīng)瑋度信息進行提取、校正、定標；5):與數(shù)據(jù)庫中的經(jīng)瑋度信息匹配，獲得該位置的土壤類型及測量模型；6):介電常數(shù)測量值，結(jié)合數(shù)據(jù)庫給出的土壤水分測量模型，求解出土壤水分；7):將測量點的經(jīng)瑋度信息、土壤類型以及土壤水分顯示并儲存；最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本技術(shù)的技術(shù)方案而非限制其應用范圍。凡依本技術(shù)專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應屬本技術(shù)專利的涵蓋范圍。【主權(quán)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(tǒng)、多模衛(wèi)星信號接收模塊、介電常數(shù)測量電路、數(shù)據(jù)存儲模塊、顯示模塊、供電模塊，嵌入式系統(tǒng)與多模衛(wèi)星信號接收模塊、介電常數(shù)測量電路、數(shù)據(jù)存儲模塊、顯示模塊相連，用于測量點經(jīng)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(jù)權(quán)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(tǒng)為基于ARM微處理器的嵌入式系統(tǒng)，搭建有嵌入式Linux操作系統(tǒng)，應有支持多模衛(wèi)星信號接收模塊的UART接口、支持介電常數(shù)測量電路的GP1 口、與顯示模塊連接的DSI接口，支持外接數(shù)據(jù)存儲卡，內(nèi)置經(jīng)瑋度標定的全國土壤類型分布數(shù)據(jù)庫及對應傳感器校正模型參數(shù)，通過查詢能夠依據(jù)經(jīng)瑋度給出測量點的土壤類型及對應的測量模型。3.根據(jù)權(quán)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(wèi)星信號接收模塊為支持GPS導航和北斗導航的衛(wèi)星信號接收模塊，數(shù)字輸出，通過UART接口與嵌入式系統(tǒng)通信。4.根據(jù)權(quán)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(shù)測量電路，能夠測量并輸出土壤的介電常數(shù)，依據(jù)土壤類型分布數(shù)據(jù)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(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能土壤水分測量裝置，其特征在于:所述的本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種智能土壤水分測量裝置，其特征在于：包括嵌入式系統(tǒng)、多模衛(wèi)星信號接收模塊、介電常數(shù)測量電路、數(shù)據(jù)存儲模塊、顯示模塊、供電模塊，嵌入式系統(tǒng)與多模衛(wèi)星信號接收模塊、介電常數(shù)測量電路、數(shù)據(jù)存儲模塊、顯示模塊相連，用于測量點經(jīng)緯度信息的獲取、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。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蘇寶峰，高楨，
申請(專利權(quán))人：西北農(nóng)林科技大學，
類型：新型
國別省市：陜西;61
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