专利名称：土壤信息快速定位测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种土壤信息快速定位测量仪，用于快速测量土壤中与作物生长有关的信息的空间分布。
背景技术：
影响作物生长的因素有很多种，如土壤的类型、含水率、pH值、电导率、氮磷钾含量、有机质含量、病虫害等，这些信息在农田中的分布是不均匀的，存在空问和时间差异。获取土壤信息的分布情况，根据作物实际的情况有针对性地实施变量施肥、喷药等管理，可达到减少投入、提高产量、降低环境污染的目的。为了获取土壤信息的分布情况，需要测量采样点的位置及相关土壤信息。传统的测量方式和仪器难以满足精细农业管理中快速定位测量的要求，一方面传统的测量仪器都不具备定位的功能，只能利用其他方式如皮尺、全站仪等来测量采样点位置，效率太低；另一方面传统的土壤信息测量需在实验室中进行，使用专用设备，测量周期长，不能进行实时快速测量，如传统测量土壤水分含量需要在实验室烘箱里进行，经过烘干、称重、再烘干，直至两次称重的质量几乎完全相等为止。

发明内容
为了克服不能对采样点进行定位的问题，本实用新型的目的是提供了一种土壤信息快速定位测量仪，能快速实时测量土壤信息(如土壤含水率、pH值、电导率等)，具有较高的测量精度，同时能实时提供采样点的位置信息，从而获得土壤信息的空间分布情况。
本实用新型采用的技术方案是它包括1)全球卫星定位系统的接收器通过RS-232接口与单片机连接；2)传感器通过A/D模数转换电路与单片机连接；3)测量仪的单片机上接有键盘，锁存器，显示器，数据存储器和电源，所说的全球卫星定位系统的接收器为手持机GPS310或用OEM板内置在测量仪内部。
所说的单片机为89C52，键盘为4×4行列键盘，锁存器为74HC573三态锁存器，显示器为YXD1602字符式液晶显示屏，数据存储器为HM626。
本仪器由测量仪、GPS(全球卫星定位系统)接收器及传感器组成，由GPS测量采样点的位置，通过传感器快速测量土壤信息(如含水率、pH值、电导率、养分等)。测量仪由主板、薄膜键盘及LCD显示屏等组成，键盘采用4×4行列键盘，通过扁平线连接到主板，显示器采用YXD1602字符式液晶显示器，通过数据线连接到主板。在测量仪外壳后部有三个连接口，分别连接蓄电池电源、GPS接收机及传感器。GPS接收器通过RS-232接口与单片机(89C52)相连，由单片机分离出精度、纬度、高度等定位数据。传感器(水分传感器、pH传感器等)的信号送入测量仪的A/D模块(由AD0809构成)，可同时连接8路信号，在单片机的控制下将传感器信号转换成数字量。单片机将定位数据和土壤信息实时地显示在LCD显示屏上，通过键盘输入控制命令，可实现数据的存储、显示、删除、面积距离计算、联机通讯等功能。使用时，将传感器插入土壤中，将GPS接收机放置在测量点的上方，按测量仪的“测量”键，开始测量，当信号稳定后，按“存储”键存储数据，然后移到其它位置进行测量，为了真实反映土壤信息的分布，一般按栅格方式均匀选取测量点。
本实用新型与背景技术相比，具有以下特点(1)定位功能该仪器应用了GPS技术，在田间测量时，能快速提供采样点的三维位置信息；(2)快速实时测量测量仪使用传感器测量土壤的信息，测试速度快、测试精度高、使用方便、能实时测量；整套测试仪器一个人就可以携带，只要带上这套测试仪到田间，就可以实时测得农田信息，并以数字的方式直接显示在显示屏上，或把这些信息存到测试仪器的芯片中，同时还可实现对计算机的通讯以便事后处理；(3)结构简单，功能强，便于携带整套检测仪仅由传感器、GPS、单片机、键盘、显示屏、导线等组成，重量轻，该仪器除了具有快速定位测试等功能外，还具有GIS功能，能计算农田面积以及实现地图存储等；(4)具有良好的社会效益与经济效益通过使用农田信息快速定位测试仪，可以解决当前获取农田信息难的问题，对提高农田管理、农田决策、实现精细农业起到积极的作用。


图1为土壤信息快速测量仪的结构原理框图；图2为单片机及存储器的电路；图3为RS-232通讯接口的电路；
图4为A/D模数转换器电路。
具体实施方式
在图1中，GPS接收机采用GPS310，其定位信息通过RS-232接口送到单片机中(89C52)，传感器的信号通过A/D转换接口转换成数字信号后输入单片机。键盘采用由4×4的行列结构，显示器使用YXD1602字符式液晶显示屏，电源由7805组成，将蓄电池的12V电压稳压成5V，供测量仪使用。存储器采用非易失性大容量的RAM(HM6264)，保存测量数据。通过RS-232接口，可将保存在存储器中的数据下载到计算机中，作进一步的分析处理。
图2中，U1为89C52单片机，通过P1口与键盘KEY连接。U2(74HC573)为三态8D锁存器，用于锁存地址信号。U3(HM6264)为8K数据存储器，用于存储测量的数据。
图3中，U6(MAX232)为RS-232接口芯片，用于TTL电平与RS-232电平之间的转换，接口采用标准9针插座图4中，U4(AD0809)为模/数转换器，共可接8路信号(IN0-IN7)，D0～D7为单片机数据总线。
权利要求1.一种土壤信息快速定位测量仪，其特征在于它包括1)全球卫星定位系统的接收器通过RS-232接口与单片机连接；2)传感器通过A/D模数转换电路与单片机连接；3)测量仪的单片机上接有键盘，锁存器，显示器，数据存储器和电源。
2.根据权利要求1所述的一种土壤信息快速定位测量仪，其特征在于所说的全球卫星定位系统的接收器为手持机GPS310或用OEM板内置在测量仪内部。
3.根据权利要求1所述的一种土壤信息快速定位测量仪，其特征在于所说的单片机为89C52，键盘为4×4行列键盘，锁存器为74HC573三态锁存器，显示器为YXD1602字符式液晶显示屏，数据存储器为HM6264。
专利摘要本实用新型公开了一种土壤信息快速定位测量仪。它包括全球卫星定位系统的接收器通过RS－232接口与单片机连接；传感器通过A/D模数转换电路与单片机连接；测量仪的单片机上接有键盘，锁存器，显示器，数据存储器和电源。由全球卫星定位系统的接收器测量采样点的位置，通过传感器快速测量土壤信息。在单片机的控制下实现数据的采集、存储、显示等功能。本实用新型主要用于测量农田中土壤信息的空间分布情况。可以解决当前获取农田信息难的问题，对提高农田管理、农田决策、实现精细农业起到积极的作用。
文档编号G01N35/00GK2624209SQ0323030
公开日2004年7月7日 申请日期2003年4月9日 优先权日2003年4月9日
发明者何勇, 裘正军, 葛晓峰 申请人:浙江大学