(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202123340061.7 (22)申请日 2021.12.27 (73)专利权人 中科合肥智慧农业协同创新研究 院 地址 230031 安徽省合肥市长 丰县双凤开 发区金江路32 号合肥智慧农业协同创 新研究院 (72)发明人 李伟　王儒敬　郭震　陈昊　孙成　 姜少辉　姚俊　李娇娥　高钧　 (74)专利代理 机构 合肥国和专利代理事务所 (普通合伙) 34131 代理人 侯婷　孙永刚 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) H02J 7/35(2006.01) (54)实用新型名称 一种土壤信息检测采集装置 (57)摘要 本实用新型涉及一种土壤信息检测采集装 置， 包括总电源电路和降压电路， 还包括MCU微控 制器， 对土壤参数传感器电路检测到的信号进行 处理， 对电池电压检测电路信号进行处理， 上传 至NB‑Iot通信模块； 串口 ‑485总线转换电路； 信 号灯指示电路； NB ‑Iot通信模块； 太阳能充电电 路； 电池电压检测电路； 土壤参数传感器电路， 采 集土壤环境中温湿度、 电导率、 PH值、 氮磷钾含 量； 物联网控制平台， 记录保存和处理土壤的参 数信息。 本实用新型采用叠层结构替代传统单个 控制板结构， 结构简单、 造价低， 智能化采集土壤 环境中的各种参数； 采用嵌入式计算机技术和平 台化数据处理土壤环境参数， 实时采集并上传物 联网控制平台进行检测。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 216361613 U 2022.04.22 CN 216361613 U 1.一种土壤信息检测采集装置， 包括用于稳定电源电压， 提供+5V的稳定电压， 抑制不 同工况下电压波动的幅度的总电源电路， 以及用于将总电源电路输出 的+5V电压转换成为 MCU微控制器需要的3.3V电压的降压电路， 其特征在于： 还包括MCU微控制器， 对土壤参数传 感器电路检测到的信号进行处理， 对电池电压检测电路信号进行处理， 将处理后的信号上 传至NB‑Iot通信模块； 串口 ‑485总线转换电路， 使用串行数据传输方式， 内置RS485总线驱 动器； 信号灯指示电路， 用于输出检测数据超标报警信号； NB ‑Iot通信模块， 通过NB ‑Iot连 接物联网控制平台， 上传检测数据； 太阳能充电电路， 用于给总电源电路模块充电； 电池电 压检测电路， 用于检测总电源电路的电压， 并将数据发送至MCU微控制器， 提示总电源电路 中的电池的电量情况； 土壤参数传感器电路， 用于采集土壤环 境中温湿度、 电导率、 P H值、 氮 磷钾含量； 物联网控制平台， 用于记录保存和处 理土壤的参数信息 。 2.根据权利要求1所述的土壤信 息检测采集装置， 其特征在于： 所述太阳能充电电路向 总电源电路供电， 总电源电路的第一输出端与降压电路的输入端相连， 降压电路的输出端 与MCU微控制器的电源输入端相连， 所述土壤参数传感器电路 的输出端与串口 ‑485总线转 换电路的输入端相连， 串口 ‑485总线转换电路 的输出端与MCU微控制器的第一信号输入端 相连， MCU微控制器的输出端与信号指示灯电路的输入端相连， MCU微控制器NB ‑Iot通信模 块之间双向通讯， NB ‑Iot通信模块与物联网控制平 台之间双向通讯， 所述总电源电路 的第 二输出端与电池电压检测电路的输入端相连， 电池电压检测电路的输出端与MCU微控制器 的第二信号输入端相连。 3.根据权利要求1所述的土壤信息检测采集装置， 其特征在于： 所述MCU微控制器采用 ESP32模组ESP32 ‑WROVER‑E； 所述信号灯指示电路采用SI2302MOS管驱动； 所述NB ‑Iot模块 采用TW810 ‑N模块。 4.根据权利要求1所述的土壤信 息检测采集装置， 其特征在于： 所述太阳能充电电路采 用CN3791太阳能充电芯片； 所述土壤参数传感器电路采用土壤温度传感器、 土壤湿度传感 器、 土壤PH传感器、 土壤电导 率传感器和土壤氮磷钾传感器。 5.根据权利要求1所述的土壤信息检测采集装置， 其特征在于： 所述串口 ‑485总线转换 电路采用SP485EEN ‑L/TR芯片， 其1脚通过电阻R22与MCU微控制器的TX脚相连； 其2、 3引脚相 连且分别与上拉电阻R23的一端、 三极管Q5的集电极相连， 上拉电阻R23的另一端接+5V 直流 电， 三极管Q5的发射极接地， 三极管Q5的基极与电阻R30的一端相连， 电阻R30的另一端与 MCU微控制器的RX脚相连； SP485EEN ‑L/TR芯片的4、 5脚均接地； SP485EEN ‑L/TR芯片的6脚通 过上拉电阻R28接+5V直流电， SP485EEN ‑L/TR芯片的7脚通过下拉电阻R24接地， 电阻R26跨 接在SP485EEN ‑L/TR芯片的6脚、 7脚之间， TVS管DR2与电阻R26并联， 且TVS管DR2的一端与 TVS管DR1的一端相连， TVS管DR1的另一端接地， TVS管DR2的另一端与TVS管DR3的一端相连， TVS管DR3的另一端接地， S P485EEN‑L/TR芯片的6脚、 7脚接 土壤参数传感器电路的输出端。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 216361613 U 2一种土壤信息检测采集装 置 技术领域 [0001]本实用新型涉及土壤信息检测采集技术领域， 尤其是一种土壤信息检测采集装 置。 背景技术 [0002]目前， 应用与农业中的土壤信息检测装置一般是接有RS485信号线以及电源线单 一的土壤信息传感器和采集器组成， 传感器与采集器之间使用RS48 5协议通信。 在 使用之前 需要对传感器的设备地址、 通信协 议进行单独的配置， 同时每一个传感器都接有电源， 保障 传感器的正常工作， 因此， 在使用过程中有很多的弊端： 第一， 安装复杂， 由于传感器通过电 源线进行供电， 在安装时需要将传感器接入电网， 这样大幅提高了安装的成本， 且不具有便 携性； 第二， 使用复杂， 由于多个传感器与采集器之间通过RS485协 议进行通信， 这样确实减 少了采集器的信号端口， 但每一个传感器都需要人工去配置传感器的地址和型号等， 增加 了使用难度。 实用新型内容 [0003]本实用新型的目的在于提供一种无需配置， 通网即用， 随插随测， 方便快捷的土壤 信息检测采集装置 。 [0004]为实现上述目的， 本 实用新型采用了以下技术方案： 一种土壤信息检测采集装置， 包括用于稳定电源电压， 提供+5V的稳定电压， 抑制不同工况下电压波动的幅度的总电源电 路， 以及用于将总电源电路输出的+5V电压转换成为MCU微控制器需要的3.3V电压的降压电 路， 还包括MCU微控制器， 对土壤参数传感器电路检测到的信号进行处理， 对电池电压检测 电路信号进 行处理， 将处理后的信号上传至NB ‑Iot通信模块； 串口 ‑485总线转换电路， 使用 串行数据传输方式， 内置RS485总线驱动器； 信号灯指示电路， 用于输出检测数据超标报警 信号； NB‑Iot通信模块， 通过NB ‑Iot连接物联网控制平台， 上传检测数据； 太阳能充电电路， 用于给总电源电路模块充电； 电池电压检测电路， 用于检测总电源电路的电压， 并将数据发 送至MCU微控制器， 提示总电源电路中的电池的电量情况； 土壤参数传感器电路， 用于采集 土壤环境中温湿度、 电导率、 P H值、 氮磷钾含量； 物联网控制平台， 用于记录 保存和处理土壤 的参数信息 。 [0005]所述太阳能充电电路向总电源电路供电， 总电源电路的第一输出端与降压电路的 输入端相连， 降压电路的输出端与MCU微控制器的电源输入端相连， 所述土壤参数传感器电 路的输出端与串口 ‑485总线转换电路的输入端相连， 串口 ‑485总线转换电路的输出端与 MCU微控制器的第一信号输入端相连， MCU微控制器的输出端与信号指示灯电路的输入端相 连， MCU微控制器NB ‑Iot通信模块之间双向通讯， NB ‑Iot通信模块与物联网控制平台之间双 向通讯， 所述总电源电路的第二输出端与电池电压检测电路的输入端相连， 电池电压检测 电路的输出端与M CU微控制器的第二信号输入端相连。 [0006]所述MCU微控制器采用ESP32模组ESP32 ‑WROVER‑E； 所述信号灯指示电路采用说　明　书 1/4 页 3 CN 216361613 U 3