專利名稱：土壤信息快速定位測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種土壤信息快速定位測(cè)量?jī)x，用于快速測(cè)量土壤中與作物生長(zhǎng)有關(guān)的信息的空間分布。
背景技術(shù)：
影響作物生長(zhǎng)的因素有很多種，如土壤的類型、含水率、pH值、電導(dǎo)率、氮磷鉀含量、有機(jī)質(zhì)含量、病蟲害等，這些信息在農(nóng)田中的分布是不均勻的，存在空問和時(shí)間差異。獲取土壤信息的分布情況，根據(jù)作物實(shí)際的情況有針對(duì)性地實(shí)施變量施肥、噴藥等管理，可達(dá)到減少投入、提高產(chǎn)量、降低環(huán)境污染的目的。為了獲取土壤信息的分布情況，需要測(cè)量采樣點(diǎn)的位置及相關(guān)土壤信息。傳統(tǒng)的測(cè)量方式和儀器難以滿足精細(xì)農(nóng)業(yè)管理中快速定位測(cè)量的要求，一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的測(cè)量?jī)x器都不具備定位的功能，只能利用其他方式如皮尺、全站儀等來測(cè)量采樣點(diǎn)位置，效率太低；另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的土壤信息測(cè)量需在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，使用專用設(shè)備，測(cè)量周期長(zhǎng)，不能進(jìn)行實(shí)時(shí)快速測(cè)量，如傳統(tǒng)測(cè)量土壤水分含量需要在實(shí)驗(yàn)室烘箱里進(jìn)行，經(jīng)過烘干、稱重、再烘干，直至兩次稱重的質(zhì)量幾乎完全相等為止。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服不能對(duì)采樣點(diǎn)進(jìn)行定位的問題，本實(shí)用新型的目的是提供了一種土壤信息快速定位測(cè)量?jī)x，能快速實(shí)時(shí)測(cè)量土壤信息(如土壤含水率、pH值、電導(dǎo)率等)，具有較高的測(cè)量精度，同時(shí)能實(shí)時(shí)提供采樣點(diǎn)的位置信息，從而獲得土壤信息的空間分布情況。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是它包括1)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的接收器通過RS-232接口與單片機(jī)連接；2)傳感器通過A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與單片機(jī)連接；3)測(cè)量?jī)x的單片機(jī)上接有鍵盤，鎖存器，顯示器，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和電源，所說的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的接收器為手持機(jī)GPS310或用OEM板內(nèi)置在測(cè)量?jī)x內(nèi)部。
所說的單片機(jī)為89C52，鍵盤為4×4行列鍵盤，鎖存器為74HC573三態(tài)鎖存器，顯示器為YXD1602字符式液晶顯示屏，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為HM626。
本儀器由測(cè)量?jī)x、GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))接收器及傳感器組成，由GPS測(cè)量采樣點(diǎn)的位置，通過傳感器快速測(cè)量土壤信息(如含水率、pH值、電導(dǎo)率、養(yǎng)分等)。測(cè)量?jī)x由主板、薄膜鍵盤及LCD顯示屏等組成，鍵盤采用4×4行列鍵盤，通過扁平線連接到主板，顯示器采用YXD1602字符式液晶顯示器，通過數(shù)據(jù)線連接到主板。在測(cè)量?jī)x外殼后部有三個(gè)連接口，分別連接蓄電池電源、GPS接收機(jī)及傳感器。GPS接收器通過RS-232接口與單片機(jī)(89C52)相連，由單片機(jī)分離出精度、緯度、高度等定位數(shù)據(jù)。傳感器(水分傳感器、pH傳感器等)的信號(hào)送入測(cè)量?jī)x的A/D模塊(由AD0809構(gòu)成)，可同時(shí)連接8路信號(hào)，在單片機(jī)的控制下將傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。單片機(jī)將定位數(shù)據(jù)和土壤信息實(shí)時(shí)地顯示在LCD顯示屏上，通過鍵盤輸入控制命令，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、顯示、刪除、面積距離計(jì)算、聯(lián)機(jī)通訊等功能。使用時(shí)，將傳感器插入土壤中，將GPS接收機(jī)放置在測(cè)量點(diǎn)的上方，按測(cè)量?jī)x的“測(cè)量”鍵，開始測(cè)量，當(dāng)信號(hào)穩(wěn)定后，按“存儲(chǔ)”鍵存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，然后移到其它位置進(jìn)行測(cè)量，為了真實(shí)反映土壤信息的分布，一般按柵格方式均勻選取測(cè)量點(diǎn)。
本實(shí)用新型與背景技術(shù)相比，具有以下特點(diǎn)(1)定位功能該儀器應(yīng)用了GPS技術(shù)，在田間測(cè)量時(shí)，能快速提供采樣點(diǎn)的三維位置信息；(2)快速實(shí)時(shí)測(cè)量測(cè)量?jī)x使用傳感器測(cè)量土壤的信息，測(cè)試速度快、測(cè)試精度高、使用方便、能實(shí)時(shí)測(cè)量；整套測(cè)試儀器一個(gè)人就可以攜帶，只要帶上這套測(cè)試儀到田間，就可以實(shí)時(shí)測(cè)得農(nóng)田信息，并以數(shù)字的方式直接顯示在顯示屏上，或把這些信息存到測(cè)試儀器的芯片中，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)的通訊以便事后處理；(3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)，便于攜帶整套檢測(cè)儀僅由傳感器、GPS、單片機(jī)、鍵盤、顯示屏、導(dǎo)線等組成，重量輕，該儀器除了具有快速定位測(cè)試等功能外，還具有GIS功能，能計(jì)算農(nóng)田面積以及實(shí)現(xiàn)地圖存儲(chǔ)等；(4)具有良好的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益通過使用農(nóng)田信息快速定位測(cè)試儀，可以解決當(dāng)前獲取農(nóng)田信息難的問題，對(duì)提高農(nóng)田管理、農(nóng)田決策、實(shí)現(xiàn)精細(xì)農(nóng)業(yè)起到積極的作用。


圖1為土壤信息快速測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)原理框圖；圖2為單片機(jī)及存儲(chǔ)器的電路；圖3為RS-232通訊接口的電路；
圖4為A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路。
具體實(shí)施方式
在圖1中，GPS接收機(jī)采用GPS310，其定位信息通過RS-232接口送到單片機(jī)中(89C52)，傳感器的信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換接口轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后輸入單片機(jī)。鍵盤采用由4×4的行列結(jié)構(gòu)，顯示器使用YXD1602字符式液晶顯示屏，電源由7805組成，將蓄電池的12V電壓穩(wěn)壓成5V，供測(cè)量?jī)x使用。存儲(chǔ)器采用非易失性大容量的RAM(HM6264)，保存測(cè)量數(shù)據(jù)。通過RS-232接口，可將保存在存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)下載到計(jì)算機(jī)中，作進(jìn)一步的分析處理。
圖2中，U1為89C52單片機(jī)，通過P1口與鍵盤KEY連接。U2(74HC573)為三態(tài)8D鎖存器，用于鎖存地址信號(hào)。U3(HM6264)為8K數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)測(cè)量的數(shù)據(jù)。
圖3中，U6(MAX232)為RS-232接口芯片，用于TTL電平與RS-232電平之間的轉(zhuǎn)換，接口采用標(biāo)準(zhǔn)9針插座圖4中，U4(AD0809)為模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，共可接8路信號(hào)(IN0-IN7)，D0～D7為單片機(jī)數(shù)據(jù)總線。
權(quán)利要求1.一種土壤信息快速定位測(cè)量?jī)x，其特征在于它包括1)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的接收器通過RS-232接口與單片機(jī)連接；2)傳感器通過A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與單片機(jī)連接；3)測(cè)量?jī)x的單片機(jī)上接有鍵盤，鎖存器，顯示器，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壤信息快速定位測(cè)量?jī)x，其特征在于所說的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的接收器為手持機(jī)GPS310或用OEM板內(nèi)置在測(cè)量?jī)x內(nèi)部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壤信息快速定位測(cè)量?jī)x，其特征在于所說的單片機(jī)為89C52，鍵盤為4×4行列鍵盤，鎖存器為74HC573三態(tài)鎖存器，顯示器為YXD1602字符式液晶顯示屏，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為HM6264。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種土壤信息快速定位測(cè)量?jī)x。它包括全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的接收器通過RS－232接口與單片機(jī)連接；傳感器通過A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與單片機(jī)連接；測(cè)量?jī)x的單片機(jī)上接有鍵盤，鎖存器，顯示器，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和電源。由全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的接收器測(cè)量采樣點(diǎn)的位置，通過傳感器快速測(cè)量土壤信息。在單片機(jī)的控制下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、顯示等功能。本實(shí)用新型主要用于測(cè)量農(nóng)田中土壤信息的空間分布情況。可以解決當(dāng)前獲取農(nóng)田信息難的問題，對(duì)提高農(nóng)田管理、農(nóng)田決策、實(shí)現(xiàn)精細(xì)農(nóng)業(yè)起到積極的作用。
文檔編號(hào)G01N35/00GK2624209SQ0323030
公開日2004年7月7日 申請(qǐng)日期2003年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月9日
發(fā)明者何勇, 裘正軍, 葛曉峰 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)