RS485显示型土壤水分传感器
说明书
概况：
SM2801BD土壤水分传感器为可远距离传输的土壤水分传感器，可长期埋设于土壤和堤坝内使用，对表层和深层土壤进行墒情的定点监测和在线测量，也叫农田墒情检测仪。采用RS485工业通用接口，可直接接入各种显示仪表，实现土壤水分监测。与数据采集器配合使用，可作为水分定点监测或移动测量的仪器。
土壤的各种理化性状、地形的差异作用、气候变化和人为的土壤管理措施对土壤水分状况有不同的影响，地表特征与土壤水分状况也存在着依次的相关性。SM2801BD是一种高精度、高可靠性、受土壤质地影响不明显的快速土壤水分测量传感器。传感器采用世界先进的最新FDR原理制作，其性能和精度可与TDR 型和FD型土壤水分传感器相媲美，并在可靠性与测量速度上具有更大的优势。
技术参数：
参数技术指标
电源电压DC12～24V(直流电压)
测量范围0～100%
测量精度3%FSD
探针长度< 65mm
探针直径Φ3mm
探针材料不锈钢
密封材料环氧树脂
响应时间< 1秒
测量稳定时间2秒
输出信号RS485 MODBUS-RTU
测量频率100MHz
测量区域以中央探针为中心，周围30mm高为70mm区域
产品功耗< 0.5W
运行环境：-30℃～+85℃
外形尺寸70×45×18mm(不含探针)
使用说明：
土壤含水率：规定条件下测得的土壤中水的量，以土壤的烘前质量与烘干质量的差数对烘干质量的百分率表示。简单地说就是：（湿重-干重）/干重×100%，含水率为土壤中自由水的质量在土壤总质量中占的百分比。实际使用时，当土壤
中的含水量超过24%时土壤已达到饱和且呈溢出水状态，因此检测含水量超过24%的值没有实际意义。农作物正常生长所需的适宜含水率土壤为12%-20%范围之内。因此仅需要检测低于饱和含水量24%的含水量就满足灌溉和各种生产实际需要了。因此该传感器的动态定为0-24%检测范围表示为0-100%的土壤含水率输出。
下图是传感器使用实例：
较湿的土壤中的水份含量 22.36%，土壤饱含水之后的湿度为24%
因为探针还未插入土壤，此时水分含仅为1.10%
花盆中的土壤水份为17.6%
将探针拿起，上面沾了一些土壤，此时显示0.77%
我们的产品有如下几个特点：
1.全中文液晶显示，清晰直观
2.采用优质不锈钢探针，强度高，永不生锈
3.测试方便，可以直接插入土壤，也可以埋于土中
4.防水防尘，可以直接置于泥水中长期使用
5.采用RS485标准MODBUS-RTU协议，可以与PLC
或组态联机使用
在组态王中，水分含量的寄存器地址为：40001
6.提供了多机修正参数，方便用户对数据进行修正
7.品种多，接口全，高性价格
液晶屏上直接显示水分数值，设备地址及型号
防水防潮，可以直接置于泥水中使用
如下图所示，水份校准参数中有量程缩放系数，显示校正值，显示最大值及最小值等参数。
土壤墒情监测系统的操作方法及注意事项 农业发展一直是我国的重点之一，如今农业发展的方向是现代化农业，现代化农业的主要特点是农业信息化，而农业信息化主要体现在农业物联网。 托普云农物联网推出的物联网技术全面打造土壤墒情监测系统，将最前沿的信息技术武装到了延续几千年的劳动生产上。 在系统应用过程中，大量的传感器节点构成了一张张功能各异的监控网络，通过各种传感器采集信息，可以帮助农民及时发现问题，并且准确地捕捉发生问题的位置。如此一来，农业逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式，从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备，促进了农业发展方式的转变。 相关数据显示，农业灌溉是我国的用水大户，长期以来，由于技术、管理水平落后，导致灌溉用水浪费十分严重，农业灌溉用水的利用率仅40%。如果根据监测土壤墒情信息，实时控制灌溉时机和水量，可以有效提高用水效率。而人工定时测量墒情，不但耗费大量人力，而且做不到实时监控。 托普云农物联网结合土壤墒情监测平台和物联网控制技术的应用，使农业种植中的监控管理不再受到时空局限，根据大棚或其他种植区微传感器采集的详实数据，点击手机屏幕便可以有针对性的遥控节水灌溉、施肥、二氧化碳、水泵、风机等田间设施。 总而言之，实现土壤墒情的连续在线监测，农田节水灌溉的自动化控制，既
提高灌溉用水利用率，缓解我国水资源日趋紧张的矛盾，也能为作物生长提供良好的生长环境。 根据规划，托普云农物联网应用中的管理平台分为墒情信息监测、苗情信息监测、气象数据分析、短信发布、灾情信息发布、图形预警几个部分。未来，围绕系统建立起来的"绿色产业链"将让现代农业朝着绿色可持续的方向迈进。 土壤墒情监测是实施农田有效管理措施的基础，为此，托普云农结合国内外同类产品的优势研发了一种土壤墒情监测系统，它可以实现农田土壤墒情的准确测定和管理，对农业展开合理的生产措施有重要的意义。 TZS-GPRS-I土壤墒情监测系统又可称为墒情与旱情信息管理系统，土壤墒情与旱情管理系统，无线墒情与旱情管理系统，土壤墒情实时监测系统。该系统拥有自己的数据平台（数据无须上传至国家系统）及监测网络，数据可直接发送到管理者的服务器，下级所有被管理站点均可查看。该土壤墒情与旱情监测系统用户可以根据需要选择网络GPRS模式或短信GSM模式两种通讯方式传输。 TZS-GPRS-I与TZS-GPRS的区别在于： TZS-GPRS-I是自有网络平台，即不上传到国家墒情监测网，自己有一套墒情监测网络，数据直接发送到管理者的服务器，下级所有被管理站点均可查看。 托普云农土壤墒情监测系统其他选配的气象要素： 空气温度、空气相对湿度、太阳辐射、风向、风速、降水量、大气压力、光照度、露点、直接辐射、日照、光合有效辐射、紫外辐射、蒸发、二氧化碳等传感器。
土壤温度传感器使用说明书 一、概述 土壤温度传感器方便于土壤温度的测量研究，具有携带方便，密封，高精度等优点，是土壤温度测量的立项选择。 土壤温度部分是由德国Heraeus公司进口A级ST-1-PT1000精密铂电阻和高精度变送器两部分组成。变送器部分由电源模块、温度传感模块、变送模块、温度补偿模块及数据处理模块组成，彻底解决铂电阻因自身特点导入的测量误差，变送器内有零漂电路和温度补偿电路，对使用环境有较高的适用性。 土壤温度变送器应用广泛，可测量多种粉末状多孔介质，液体的温度，精度高，不锈钢探针稳定性好，耐腐蚀，并且可做成多种外形，方便不同客户的需求，是测量温度的理想选择。 二、特点 1.本传感器体积小巧化设计，测量精度高，响应速度快，互换性好； 2.密封性好，可直接埋入土壤中使用，且不受腐蚀； 3.实时温度监测功能，可测量不同深度土壤的温度； 4.土质影响较小，应用地区广泛； 5.测量精度高，性能可靠，确保正常工作，响应速度快，数据传输效率高；
6.价格低廉，适合中国国情； 三、适用范围 适用于节水农业灌溉、气象监测、环境监测、温室大棚、花卉蔬菜、草地牧场、土壤速测、植物培养、科学试验等需要测量土壤温度的领域。 四、外形规格 五、产品资料 测量参数：土壤温度 测量单位：℃ 测量量程：0～100% 测量精度：±0.15℃，25℃时达到最佳精度±0.1℃ 工作范围：-30℃～70℃
工作电压：5V DC；12V DC（标配）；24V DC；3.3～30V DC； 工作电流：35～50mA 供电电压9V 12V 20V 24V 阻抗125Ω 250Ω 500Ω >500Ω 输出信号：4～20mA 稳定时间：通电后1 秒 响应时间：＜1 秒 测量区域：以中央探针为中心的直径为7cm、高为7cm 的圆柱体 探针长度：53mm 探针直径：3mm 探针材料：316L 不锈钢；德国Heraeus 公司进口A 级ST-1-PT1000 精密铂电阻 密封材料：ABS 工程塑料 电缆规格：2 米4 线制（标配）（电缆长度可选） 六、使用方法 土壤温度传感器可连接各种载有差分输入的数据采集器，数据采集卡，远程数据采集模块等设备。 接线说明： 棕线——电源输入 灰线——温度信号输出 黑线——温度负极
RS485显示型土壤水分传感器 说明书 概况： SM2801BD土壤水分传感器为可远距离传输的土壤水分传感器，可长期埋设于土壤和堤坝内使用，对表层和深层土壤进行墒情的定点监测和在线测量，也叫农田墒情检测仪。采用RS485工业通用接口，可直接接入各种显示仪表，实现土壤水分监测。与数据采集器配合使用，可作为水分定点监测或移动测量的仪器。 土壤的各种理化性状、地形的差异作用、气候变化和人为的土壤管理措施对土壤水分状况有不同的影响，地表特征与土壤水分状况也存在着依次的相关性。SM2801BD是一种高精度、高可靠性、受土壤质地影响不明显的快速土壤水分测量传感器。传感器采用世界先进的最新FDR原理制作，其性能和精度可与TDR 型和FD型土壤水分传感器相媲美，并在可靠性与测量速度上具有更大的优势。 技术参数： 参数技术指标 电源电压DC12～24V(直流电压) 测量范围0～100% 测量精度3%FSD 探针长度< 65mm 探针直径Φ3mm 探针材料不锈钢 密封材料环氧树脂 响应时间< 1秒 测量稳定时间2秒 输出信号RS485 MODBUS-RTU 测量频率100MHz 测量区域以中央探针为中心，周围30mm高为70mm区域 产品功耗< 0.5W 运行环境：-30℃～+85℃ 外形尺寸70×45×18mm(不含探针) 使用说明： 土壤含水率：规定条件下测得的土壤中水的量，以土壤的烘前质量与烘干质量的差数对烘干质量的百分率表示。简单地说就是：（湿重-干重）/干重×100%，含水率为土壤中自由水的质量在土壤总质量中占的百分比。实际使用时，当土壤
中的含水量超过24%时土壤已达到饱和且呈溢出水状态，因此检测含水量超过24%的值没有实际意义。农作物正常生长所需的适宜含水率土壤为12%-20%范围之内。因此仅需要检测低于饱和含水量24%的含水量就满足灌溉和各种生产实际需要了。因此该传感器的动态定为0-24%检测范围表示为0-100%的土壤含水率输出。 下图是传感器使用实例： 较湿的土壤中的水份含量 22.36%，土壤饱含水之后的湿度为24%
土壤湿度检测及自动浇水系统设计 1 设计主要内容及要求 1.1 设计目的： 随着人们生活水平的提高花卉逐渐受到人们的青睐，本设计要求利用单片机设计一款家庭智能浇花器，实现自动浇花，节省人力，方便人们出差的时候不至于影响花卉的生长，如果在家也可以关断浇花器。 （1）了解土壤湿度检测的基本知识以及电工电子学、单片机、传感器等相关技术。 （2）初步掌握常用土壤湿度检测传感器的特点和应用场合，并选择恰当方法应用于本设计。 1.2 基本要求 （1）通过c8051f020单片机编程来实现土壤湿度的实时显示，并具有超量程报警装置。 （2）要求设计相关传感器系统和控制系统实现自动浇水功能。 （3）要求设计相关的硬件电路，包括传感器的选型、控制系统和显示系统的硬件电路设计。 1.3 发挥部分 自由发挥 2 设计过程及论文的基本要求： 2.1 设计过程的基本要求 （1）基本部分必须完成，发挥部分可任选； （2）符合设计要求的报告一份，其中包括总体设计框图、电路原理图各一份； （3）报告的电子档需全班统一存盘上交。 2.2 课程设计论文的基本要求 （1）参照毕业设计论文规范打印，包括附录中的图纸。项目齐全、不许涂改，不少于4000字。图纸为A4，所有插图不允许复印。 （2）装订顺序：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文（设计题目、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及相应的详细的功能分析和重要的参数计算、工作过程分析、元器件清单、主要器件介绍）、小结、参考文献、附录（总体设计框图与电路原理图）。 3 时间进度安排
一设计任务描述 1.1 设计题目：土壤湿度检测及自动浇水系统设计 1.2 设计要求 1.2.1 设计目的： 随着人们生活水平的提高花卉逐渐受到人们的青睐，本设计要求利用单片机设计一款家庭智能浇花器，实现自动浇花，节省人力，方便人们出差的时候不至于影响花卉的生长，如果在家也可以关断浇花器。 （1）了解土壤湿度检测的基本知识以及电工电子学、单片机、传感器等相关技术。（2）初步掌握常用土壤湿度检测传感器的特点和应用场合，并选择恰当方法应用于本设计。 1.2.2 基本要求： （1）通过C8051F020单片机编程来实现土壤湿度的实时显示，并具有超量程报警装置。 （2）要求设计相关传感器系统和控制系统实现自动浇水功能。 （3）要求设计相关的硬件电路，包括传感器的选型、控制系统和显示系统的硬件电路设计。
湿度传感器原理 悬赏分：20 - 解决时间：2010-5-25 22:13 湿度传感器原理 提问者：YLQ19880803 - 二级 最佳答案 湿度传感器原理 湿度传感器2009-04-29 20:50:36 阅读991 评论0 字号：大中小 湿敏元件是最简单的湿度传感器。湿敏元件主要有电阻式、电容式两大类。 湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜，当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时，元件的电阻率和电阻值都发生变化，利用这一特性即可测量湿度。 湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酪酸醋酸纤维等。当环境湿度发生改变时，湿敏电容的介电常数发生变化，使其电容量也发生变化，其电容变化量与相对湿度成正比。 电子式湿敏传感器的准确度可达2-3%RH，这比干湿球测湿精度高。 湿敏元件的线性度及抗污染性差，在检测环境湿度时，湿敏元件要长期暴露在待测环境中，很容易被污染而影响其测量精度及长期稳定性。这方面没有干湿球测湿方法好。下面对各种湿度传感器进行简单的介绍。 1、氯化锂湿度传感器 （1）电阻式氯化锂湿度计 第一个基于电阻-湿度特性原理的氯化锂电湿敏元件是美国标准局的F.W.Dunmore研制出来的。这种元件具有较高的精度，同时结构简单、价廉，适用于常温常湿的测控等一系列优点。 氯化锂元件的测量范围与湿敏层的氯化锂浓度及其它成分有关。单个元件的有效感湿范围一般在20％RH 以内。例如0.05％的浓度对应的感湿范围约为（80～100）％RH ，0.2％的浓度对应范围是（60～80）％RH 等。由此可见，要测量较宽的湿度范围时，必须把不同浓度的元件组合在一起使用。可用于全量程测量的湿度计组合的元件数一般为5个，采用元件组合法的氯化锂湿度计可测范围通常为（15～100）％RH，国外有些产品声称其测量范围可达（2 ～100）%RH 。 （2）露点式氯化锂湿度计 露点式氯化锂湿度计是由美国的Forboro 公司首先研制出来的，其后我国和许多国家都做了大量的研究工作。这种湿度计和上述电阻式氯化锂湿度计形式相似，但工作原理却完全不同。简而言之，它是利用氯化锂饱和水溶液的饱和水汽压随温度变化而进行工作的。 2、碳湿敏元件 碳湿敏元件是美国的E.K.Carver 和C.W.Breasefield 于1942年首先提出来的，与常用的毛发、肠衣和氯化锂等探空元件相比，碳湿敏元件具有响应速度快、重复性好、无冲蚀效应和滞后环窄等优点，因之令人瞩目。我国气象部门于70年代初开展碳湿敏元件的研制，并取得了积极的成果，其测量不确定度不超过±5％RH ，时间常数在正温时为2～3s，滞差一般在7％左右，比阻稳定性亦较好。 3、氧化铝湿度计 氧化铝传感器的突出优点是，体积可以非常小（例如用于探空仪的湿敏元件仅90μm厚、12mg重），灵敏度高（测量下限达-110℃露点），响应速度快（一般在0.3s 到3s 之间），测量信号直接以电参量的形式输出，大大简化了数据处理程序，等等。另外，它还适用于测量液体中的水分。如上特点正是工业和气象中的某些测量领域所希望的。因此它被认为是进行高空大气探测可供选择的几种合乎要求的传感器之一。也正是因为这些特点使人们对这种方法产生浓厚的兴趣。然而，遗憾的是尽管许多国家的专业人员为改进传感器的性能进行了不懈的努力，但是在探索生产质量稳定的产品的工艺条件，以及提高性能稳定性等与实用有关的重要问题. 上始终未能取得重大的突破。因此，到目前为止，传感器通常只能在特定的条件和有限的范围内使用。近年来，这种方法在工业中的低霜点测量方面开始崭露头角。
奇迹源于专注，品质造就永恒！ 土壤温湿度一体传感器使用说明 型号：LC-TDC220C 测量参数 温度量程：-30～70℃精度：±0.5℃分辨率：0.2℃输出信号：4-20mA 湿度量程：0～100% 精度：±3%分辨率：0.1% 输出信号：4-20mA 参数类型：相对含水量（量程含义为：绝对干燥至饱和，与土壤相对含水量线性度高于90%）（传感器仅提供线性输出，如需得到重量含水量根据土质不同建议用户自行标定）电路参数 工作电压：12～24V(宽压供电型，典型值12V)□ 输出阻抗：约10KΩ(采集器AD输入阻抗应>100MΩ) 静态电流：低压型约 5mA，高压型约7mA 响应时间：约3S 平衡时间：＜15S 数据刷新频率：≥3S/次 (频率自适应范围3-10秒，根据被测土壤含水量自动调节) 测量区域：95%的影响在以中央探针为中心，直径为7cm、高为7cm的圆柱体内 工作温度：-10℃～60℃（全程温度补偿） 物理参数 探头类型：不锈钢电极(5针式) 封装外壳：耐候ABS工程塑料/尼龙 密封材料：环氧树脂(黑色阻燃) 电缆长度：标配2米(五芯屏蔽) 功能简介 1、基于介电原理的土壤湿度测量方式（所得为相对饱和含水率），采用LPTC温度传感器。 2、使用高性能处理器，针对每个探头进行单独标定。用户只需通过简单的电压、电流采集 即可得到被测土壤信息，一般无须进行二次标定。 4、采用线性传感器器件以及数字补偿方式，精度较高，温度、湿度可单独输出。 5、采用功耗管理策略，在降低功耗的同时加强对探头电极的保护，使电极的极化现象放缓， 有效延长探头使用寿命。(针对电压输出型可提供低功耗解决方案) 6、可定制RS485数字输出方式，支持MODBUS标准指令(04号读寄存器指令)。 7、具备电源线、地线、信号线三向保护功能，可防护因反接、短路等造成的损毁。 通讯指令 ModBus之04号指令，起始地址1，站号1，示例：01 04 00 01 00 02 20 0B 数据长度2位（4字节），所得1号寄存器数据为温度（数字/20-30），2号寄存器数据为湿度（数字/10）。 引线定义 模拟信号:电源正：红线电源地：黑线温度信号：绿线湿度信号：黄线数字信号：电源正：红线电源地：黑线 RS485+/B：绿线RS485-/A：黄线 注意事项 1.传感器内部已将屏蔽线与地线短接，接线时注意处理好屏蔽线，防止电源短路！ 2.钢针间距直接影响测量精度，所以请勿暴力弯折钢针，切勿摔打或猛烈敲击传感器！ 3、传感器探头可通过开挖剖面和地面打孔方法安装，但切勿暴力对待，且被测土壤不得有强腐蚀性物质，以免损坏探头。 4.当用户需要更高精度的重量百分比测量时，请根据当地土壤或被测物进行烘干法标定。适用范围 适用于科学试验、节水灌溉、温室大棚、花卉蔬菜、草地牧场、土壤速测、植物培养、污水处理及各种颗粒物含水量的测量。
2015年2月 吉林师范大学学报（自然科学版）?．1第1期Journal of Jilin Normal University （Natural Science Edition ）Feb．2015 收稿日期：2014-10-10基金项目：国家自然科学基金项目（61305082）；吉林师范大学第十二批大学科研基金项目（12234， 12235）第一作者简介：王立忠（1970-），男，吉林省四平市人，现为吉林师范大学信息技术学院副教授，硕士，硕士生导师．研究方向：电子技术． 盆栽植物土壤水分监测及自动浇灌系统设计 王立忠，蒋宁，程礼邦，段佳敏 （吉林师范大学信息技术学院，吉林四平136000） 摘要：基于单片机设计了一种能够根据土壤湿度进行自动控制，并带显示功能的盆栽植物浇灌系统．单片机根据土壤湿度传感器采集的信号对湿度进行自动控制．根据植物的需要设定湿度的下限和上限，在湿度高于上限值时不进行浇灌．若湿度低于下限值，通过传感器发出缺水信号，根据不同的情况来驱动水泵进行适当的浇 水．浇水装置采用滴灌方法， 有助于土壤对于水分的吸收和浇灌的均匀．通过定时器定时自动检测土壤湿度，确保及时为植物提供充足的水分，从而为盆栽植物的生长提供一个良好的环境． 关键词：盆栽植物；自动灌溉；单片机；湿度传感器 中图分类号：TP342文献标识码：A 文章编号：1674- 3873-（2015）01-0095-040引言 目前，盆栽植物作为一种绿色、天然、健康的植物，就成了人们追求高品质生活的首选，但随着社会的高速发展和生活节奏的加快，人们的生活越来越忙碌，因加班、出差、早起及各种各样繁杂的事情经常会将“照顾”盆栽植物的事忘在脑后．该款装置将花土水分监测和浇灌实现自动化，提高了植物的科学浇灌的 同时也减轻了人们的 “负担”．克服了传统的人工给盆栽植物浇水带来的局限性［1-2］．装置不同于普通浇灌装置，根据不同植物对水分要求和灌溉时间的要求进行设定，可以在长时间“无人”情况下自动检测花土湿度，并根据花卉对湿度要求进行自动滴灌．盆栽植物土壤水分监测及自动浇灌系统基于单片机控制，再配合土壤湿度检测电路探测盆栽植物所在的土壤环境，由于传统的人工浇水具有不定时性和不均匀性，所以我们采用滴灌技术．本系统采用独立的节能电源设计，避免停电的问题．具有节水、节电、省时、环保等特点． 1系统方案设计 整个系统由土壤湿度传感器模块、单片机采集控制及信号输出电路模块（单片机、数据处理及显示模块）、水泵及供水模块、电源管理模块5个主要部分组成．系统构造框图如图1所示 ． 图1系统框架图 系统的工作原理：土壤湿度检测模块来完成对盆栽植物土壤湿度的采集，单片机采集控制模块将从湿度传感器模块得到的土壤湿度数据与设定的土壤湿度数据进行比较，当达到设定的开启条件时发出水泵开启信号进行实时滴灌，湿度达到设定值时停止滴灌．滴灌设备根据单片机分析数据后，实现滴灌或者停
适宜的土壤温湿度是农作物生长的重要环境条件,它不仅直接影响农作物根系的生长发育以及土壤微生物的活动，而且土壤温湿度的变化还可以改变土壤中水分的运动，造成灌溉的困难。因此人们必须对土壤温湿度进行采集并加以控制 ,使之保持在一定范围之内，以适应农作物的生长。采用单片机系统来设计的土壤温湿度采集器 ,不仅具有控制方便、简单、灵活性大等优点 ,而且较之使用人工分别检测温度和湿度再进行分析处理的方法可以大幅度提高被控温湿度的技术指标，减小中间过程的人为因素误差 ,从而能够大大提高数据的质量，进而使系统做出正确的判断和进一步的控制动作。本设计主要是针对现代农业生产中的大棚温室种植的土壤温湿度进行采集和显示，并有简单的预置功能和报警功能。 本设计以单片机为处理核心，对土壤（也可以是周围的环境比如是空气）进行温度和湿度的测量并进行采集，通过数码管显示出来。在系统的硬件部分主要是采集电路和显示电路。采集电路主要是通过温湿度传感器DHT11将采集到的温湿度数值以数字信号的形式送入单片机中进行处理。显示电路主要是将已经数据处理的温湿度数值利用数码管进行显示出来，配合系统的其他硬件部分如按键系统可以选择显示模式。软件部分的主要工作是使温湿度传感器得到的温湿度数值与单片机之间正确的进行信号的周期性采集与输送，之后进行各种判断来控制硬件电路的显示模式和报警电路。 关键词：温湿度参数；单片机；温湿度传感器
The suitable temperature and humidity of soil are very important for the crop growth .the conditions of soil not only effect the crop root and the microorganism in growing ,but also can effect the moisture movement in the soil.So to keep the moisture in the soil is difficult. Therefore ,people should get the soil temperature and humidity in time to control the system. so that it remains within a certain range in order to adapt to the growth of crops. The single-chip microcomputer for controling the soil temperature and humidity systern, not only has control of the convenience, simplicity, flexibility advantages, but also were used to detect than the artificial temperature and humidity can greatly increase the technical indicators of temperature and humidity to reduce the middle man error factors, which can greatly enhance the quality of the data, the design of agricultural production is mainly directed against the greenhouse temperature and humidity system for collecting and display, and features a simple preset. The single chip design to address the core of the surrounding environment temperature and humidity measurements and acquisition, digital tube display. Part of the hardware in the system is collected and displayed by temperature and humidity sensors DHT11 be processed into the single chip, and then to the display circuit. Software is part of the main collection and distribution of signals and a variety of hardware circuit judge to control the display mode and alarm circuit. Keywords:temperature and humidity parameters; scm; temperature and humidity sensors
土壤水分、温度传感器是基于介电理论并运用频域测量技术(FD R)自主研制开发的，能够测量土壤/基质等多孔介质的含水率和温度。FDS120可用于系统集成，进行土壤/基质水分、温度的实时监测；也可与SMC3000测定仪组成土壤/基质水分、温度便携测量系统。 一、主要技术指标： 测量参数 容积含水率 温度 单 位 %（m 3m -3） ℃ 量 程 0～100% -20～60 测量精度 ±2％ ±0.5％ 输出信号 0～1.5VDC/4～20mA 300～600mV 工作电压 5～12VDC 响应时间 < 1秒 稳定时间 通电后2秒 工作电流 25mA 电缆长度 标准为5m 二、接口定义 接线颜色 棕(红)色 黑色 灰(黄)色 蓝色 说 明 电源输入 (5-12VDC) 电源地 水分输出 温度输出 三、传感器 在系统集成中应用：FDS 系列传感器在土壤/基质饱和含水率范围内具有良好的线性特征，下图是典型的标定曲线及系数，用户可参考使用。用户要获得高精度的测量结果，需进行用户标定。 电压型（FDS120-U ） 输出电压（V ） 水分单位（cm -3cm 3） 0.5071×(V -0.1069) 输出电压（mV ） 水分单位（%vol ） 0.05071×(V -106.9)
电流型（FDS120-I） 输出电压（mA）水分单位（%vol）0.05071x[95.6xI－489.3] 温度 温度输出信号需要一个上拉电路： R=（V-0.55196）/0.068。 推荐的电压（V）为1.8V，电阻（R）为18K(精度0.1%)。 电压型（FDS120-U）/电流型（FDS120-I） 输出电压（mV）温度单位（℃）-0.4467x[V－561.9] TEL:1 8 3 0 1 4 5 1 5 0 2 : 1 8 6 6 3 3 5 9 0 9 4 四、注意事项及维护 1、不要试图将探针插入石子或硬的土块中，以免损坏探针。 2、传感器移出土壤时，不能直接拽拉电缆。 3、传感器探头插入土壤/基质时要充分，以减少操作误差。 4、注意尽可能减小对土壤本身的扰动,提高测量精度。 TEL:1 8 3 0 1 4 5 1 5 0 2或者: 1 8 6 6 3 3 5 9 0 9 4
“盆栽植物土壤水分监测及自动浇灌系统” 可行性报告 “盆栽植物土壤水分监测及自动浇灌系统”项目组
盆栽植物越来越受到城市居民的喜爱，由于现在城市的生活节奏紧张，人们经常由于工作忙碌而忽略了养殖的盆栽植物，经常忘记给盆栽植物浇水而使植物枯死，或者由于一次浇水过多而使一些喜干的植物涝死，盆栽植物土壤水分监测及自动浇灌系统使土壤湿度控制在有利于植物生长的湿度范围内，有效避免了因过涝或过干而给植物造成的影响，确保植物能够正常生长、开花、结果。 引言 目前，盆栽植物越来越受到城市居民的喜爱，为了克服传统的人工给盆栽植物浇水带来的局限性，盆栽植物土壤水分监测及自动浇灌系统基于单片机控制，再配合土壤湿度检测电路设备探测盆栽植物所在的土壤环境，电磁阀门和可以根据不同植物进行滴灌灌溉方式的灌头，既克服了传统的人工浇水的不定时性和不准确性，又避免了以往水分控制系统的不准确性而造成的过涝等，因此采用土壤湿度监测模块，单片机控制模块，电磁阀门灌水模块、灌溉及供水系统所构成的盆栽植物土壤水分测控系统及灌溉装置以降低设备投入，同时也不用自己去专门维护、检修，是比较理想的选择。 一、系统方案设计 整个系统有土壤湿度检测模块、单片机采集控制及信号输出电路模块、电磁阀滴灌模块、水泵及供水系统四个主要部分组成 整个系统的工作原理为:土壤湿度检测模块来完成对盆栽植物土壤湿度的采集；单片机采集控制系统将采集到的土壤湿度数据与设定的土壤湿度数据进行比较，进行实时灌水，达到设定值时停止灌水；电磁阀及滴灌设备用来实现
根据单片机经过分析数据后，实现灌水或者停止灌水；进而使土壤湿度处在适宜植物生长需求的最佳状态。 二、系统硬件电路设计 由A/D转换电路、STC89C52单片机和相应的振荡、复位电路、继电器控制电路组成单片机采集控制及信号输出模块是整个测控系统的核心。通过采集土壤湿度检测模块传递的实时土壤湿度信号，与设定的土壤湿度数据进行对比，然后输出信号使继电器控制电路控制电磁阀门的开关，从而进行对盆栽植物的实时灌水。 （一）土壤湿度检测模块 由于土壤中含有矿物质离子，这些矿物质离子都溶解在土壤中的水中。如果将两个电极插入土壤中，电极之间就可以通过这些离子导电。通过测量两电极之间的电阻值来表征土壤湿度的大小。由于两级间的电阻与电压成正比，所以通过计算两级的电压来表征土壤湿度。在测量电压之前，需将传感器得到的模拟电压信号经过A/D转换成数字信号以便单片机处理。 我们选择用交流电源给土壤湿度传感器供电，因为如果使用直流电源，两电极间会发生极化现象，会影响电压的测量。交流电源取自所用单片机的模拟输出端口，从该端口出来有正弦波分量和直流分量，经过电容隔直后给传感器供正弦交流电压。我们知道单片机的工作电压只有5v左右，所以由单片机提供给传感器的交流电压是很微弱的，为了方便精确测量，我们对传感器得到的模拟电压通过精密半波整流电路进行整流，再经过滤波电路滤波，之后通过A/D转换送给单片机处理。 （二）单片机采集控制及信号输出电路模块
土壤水分传感器 产品用途 土壤水分传感器由不锈钢探针和防水探头构成，可长期埋设于土壤和堤坝内使用，对表层和深层土壤进行墒情的定点监测和在线测量。与数据采集器配合使用，可作为水分定点监测或移动测量的工具（即农田墒情检测仪）。 适用范围 用于农业、林业、环境保护、水利、气象等行业部门的土壤墒情监测、节水灌溉、温室控制、精细农业等，以满足科研、生产、教学等相关工作需求。 产品特点 ●测量精度高，响应速度快； ●受土壤质地影响较小，应用地区广泛； ●密封性好，耐腐蚀，可长期埋入土壤中使用； 产品简介 型号 性能参数 特点 SWCP1 ?量程：0～100%（m3/m3） ?精度：体积含水量50％以内误差为1 ~ 3 %， 标定后可更精确，达到1%以内； ?测量区域：90%的影响在围绕中央探针的直 径为3cm、长为6cm的圆柱体内 ?稳定时间：通电后约10秒 ?响应时间：响应在0.5秒内进入稳态过程 ?工作电压：12VDC/24VDC ?输出信号：0~2V/0～2.5或0~20mA/4~20mA ?电缆长度：标准长度为2.5m，最长为20m 探针采用316L特种钢材， 耐腐蚀强；差分输出，稳定 性好 SWCP2 低功耗，体积小，更加美观 SWCP3 探针长度为6cm、10 cm、15 cm、20cm，可测量不同土层 厚度 SWCP4 将传感器的电路部分，上移 至采集器中，信号输出更加 稳定
型号：SWCP1 生产单位：沈阳巍图农业科技有限公司 产品用途： 土壤水分传感器由不锈钢探针和防水探头构成，可长期埋设于土壤和堤坝内使用，对表层和深层土壤进行墒情的定点监测和在线测量。与数据采集器配合使用，可作为水分定点监测或移动测量的基本工具（即农田墒情检测仪）。 适用范围： 农业、林业、环境保护、水利、气象等行业部门用于土壤墒情监测、节水灌溉、温室控制、精细农业，满足科研、生产、教学等相关工作需求。 性能指标： ●量程：0～100%（m3/m3）； ●精度：体积含水量50％以内误差为1 ~ 3 %，标定后可更精确，达到1%以内； ●测量区域：90%的影响在围绕中央探针的直径为3cm、长为6cm的圆柱体内； ●稳定时间：通电后约10秒； ●响应时间：响应在0.5秒内进入稳态过程； ●工作电压：12VDC/24VDC； ●输出信号：0~2V/0～2.5或0~20mA/4~20mA； ●电缆长度：标准长度为2.5m，最长为20m。 产品特点 ●测量精度高，响应速度快； ●土壤质地影响较小，应用地区广泛； ●密封性好，耐腐蚀，可长期埋入土壤中使用； ●各项性能指标适合中国国情； ●探针采用316L特种钢材，耐腐蚀强；差分输出，稳定性好。
土壤温湿度监控系统 一、系统特点： 1．智能型传感器，无需复杂的接线、编程及标定等过程。 2．可接最多15个传感器。可测：空气温、湿度，降雨量，大气压力，光合有效辐射，太阳总辐射，土壤湿度，叶片湿度，风向，风速等参数。 3．系统耗电量很低，采用4节AA碱性电池或锂电（耐高温和严寒）供电4．数据采集器15个通道，采用总线式结构，自动检测传感器。 5．数据采集器内存512KB，可存储500000个数据。 6．RS232标准数据接口。 7．灵活的安装方式以消除传感器间相互干扰。 8．传感器符合WMO或AASC标准。 9．系统用途广泛，适合进行小气候的监测，系统支架可选2米或3米。 二：组成 1.数据采集器：4/15通道 2.HOBOWare pro软件 3.温度传感器 4.土壤水分传感器 5.附件 三、基本技术指标： 数据采集器 1.①H21数据采集器特点： H21-001数据采集器15个通道，标配10个传感器接口，可扩展到15个 H21-002数据采集 器 4个通道，4个传感器接口 24节AA电池可供数据采集器工作1年时间 2512K EEPROM内存存储数据，断电数据不丢失2数据采集器工作状态可通过指示灯查看 2电池电量低和存储空间低警报指示 2数据可远程通讯（需购买远程通讯附件） ②H21数据采集器技术指标： 工作温度-20°到+50°C 存储容 量 512K 数据通 道 15个/4个 电池寿命取决于采集间隔重量约0.9kg 通讯端 口 RS232接口 数据下载速率50万个数据下载 需要2分30秒 外壳材 质 防雨塑胶外 壳 测量间 隔 1秒到18个小时， 可选 尺寸18cm323cm310cm 时间精 度 0-2秒第一个数据节点；每周±5秒 （+25°C）
土壤温度测量仪的使用原理及操作方法 土壤温度影响着植物的生长、发育和土壤的形成。土壤中各种生物化学过程，如微生物活动所引起的生物化学过程和非生命的化学过程，都受土壤温度的影响。 土壤温度越高，作物的生长发育越快。一年内某时段出现低温或高温，常常给农业生产带来危害。作物的种子必须在适宜的土壤温度范围内才萌发。 过高的土壤温度使植物根系组织常加速成熟，根系木质化的部位几乎达到根尖，降低了根表面的吸收效率。土壤温度低，作物根系吸水缓慢，当气候条件适于蒸腾时，植株地上部分常呈现脱水或缺水。土壤温度过低，常使冬作物的分孽节或根系产生冻害，强低温延续的时间长短和降温及冻融的速度都影响到冻害的程度。土壤温度影响作物的生理过程，所以对土壤温度的检测是至关重要的。 长期以来传统的温湿度数据记录方式通常采用的是人工记录或普通记录仪用墨水在记录纸上绘制曲线，其体积庞大、精度低、墨水易堵塞、费时费力，后来出现的巡检仪、无纸记录仪也因体积大、成本高，需外接电源，而未能在农业科研中大量使用，因此，土壤温度测量仪在上述的条件下，应运而生了。 什么是土壤温度测量仪？ 土壤温度测量仪主要由土壤温度传感器、数据记录仪、通讯设备和上位机软件组成，用来测量和记录土壤湿度及温度。广泛应用于农业、林业、地质等方面土壤温湿度测量及研究。土壤温度测量仪被列入基层农技推广服务体系建设项目必备的仪器设备，是农业高科技发展的得力助手。
托普云农土壤温度测量仪使用原理： 1、小巧美观便于携带，轻触式按键，大屏幕点阵式液晶显示，全中文菜单操作。 2、采集设置：在无人看守的情况下使用，可设置定时采集，也可手动采集。自动记录数据并存储。 3、交直流两用，内置锂电池供电：3.7v4Ah锂电池，具有充电保护、电压过低提示功能。也可长时间放置记录地点。 4.带GPS定位功能，可实时显示采集点经纬度并保存。（选配） 5.带语音播报功能，可对超限值进行语音报警设置，对超标的参数实时普通话语音播报，亦可直接播报出实时的环境参数值 6.数据保存功能强大，设备内部Flash可存储最近3万条数据，标配4G内存卡可无限存储，亦可与Flash中数据同时存储 7.既可在主机上查看数据，也可导入计算机进行查看 8.意外断电后，已保存在主机里的数据不丢失。 9.探头具有一致性，主机可通过集线器接入不同类型的传感器，互不影响精度。 10．将传感器插入主机后便可手动搜集到多钟不同类别的传感器（类似于U 盘和电脑相连接能自动感应）。 11.仪器具有32通道同时检测的扩展功能，可以实现多点同步检测，可按需要自行组合。 12.有线RS485通讯，传感器通讯电缆最远可达到100米 13.低功耗设计，增加系统监控和保护措施，防止电源短路或外部干扰而损坏，避免系统死机。 土壤温度测量仪上位机软件功能： 1、显示每种参数过程曲线趋势，最大值、最小值、平均值显示查看，放大、缩小功能。 2、具有设置超限区域着色功能，显示更直观，为客户带来更多便捷。 3、可将存储记录的数据以EXCEL格式备份保存，方便以后调用。 4、每种参数的报表、曲线图均可选择时段查询查看，并可通过计算机打印。 5、曲线坐标均可自行设置和移动，分析历史走向更清晰、时间把握更明朗。 土壤温度测量仪技术参数： 土壤温度范围：-40℃-100℃ 精度：±0.5℃ 分辨率：0.1℃
悬赏分：20 - 解决时间：2010-5-25 22:13 湿度传感器原理 提问者：YLQ - 二级 最佳答案 湿度传感器原理 湿度传感器 2009-04-29 20:50:36 阅读991 评论0 字号：大中小 湿敏元件是最简单的湿度传感器。湿敏元件主要有电阻式、电容式两大类。 湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜，当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时，元件的电阻率和电阻值都发生变化，利用这一特性即可测量湿度。 湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酪酸醋酸纤维等。当环境湿度发生改变时，湿敏电容的介电常数发生变化，使其电容量也发生变化，其电容变化量与相对湿度成正比。 电子式湿敏传感器的准确度可达2-3%RH，这比干湿球测湿精度高。 湿敏元件的线性度及抗污染性差，在检测环境湿度时，湿敏元件要长期暴露在待测环境中，很容易被污染而影响其测量精度及长期稳定性。这方面没有干湿球测湿方法好。下面对各种湿度传感器进行简单的介绍。 1、氯化锂湿度传感器 （1）电阻式氯化锂湿度计 第一个基于电阻-湿度特性原理的氯化锂电湿敏元件是美国标准局的研制出来的。这种元件具有较高的精度，同时结构简单、价廉，适用于常温常湿的测控等一系列优点。 氯化锂元件的测量范围与湿敏层的氯化锂浓度及其它成分有关。单个元件的有效感湿范围一般在20％RH 以内。例如％的浓度对应的感湿范围约为（80～100）％RH ，％的浓度对应范围是（60～80）％RH 等。由此可见，要测量较宽的湿度范围时，必须把不同浓度的元件组合在一起使用。可用于全量程测量的湿度计组合的元件数一般为5个，采用元件组合法的氯化锂湿度计可测范围通常为（15～100）％RH，国外有些产品声称其测量范围可达（2 ～100）%RH 。 （2）露点式氯化锂湿度计 露点式氯化锂湿度计是由美国的 Forboro 公司首先研制出来的，其后我国和许多国家都做了大量的研究工作。这种湿度计和上述电阻式氯化锂湿度计形式相似，但工作原理却完全不同。简而言之，它是利用氯化锂饱和水溶液的饱和水汽压随温度变化而进行工作的。 2、碳湿敏元件 碳湿敏元件是美国的和于1942年首先提出来的，与常用的毛发、肠衣和氯化锂等探空元件相比，碳湿敏元件具有响应速度快、重复性好、无冲蚀效应和滞后环窄等优点，因之令人瞩目。我国气象部门于70年代初开展碳湿敏元件的研制，并取得了积极的成果，其测量不确定度不超过±5％RH ，时间常数在正温时为2～3s，滞差一般在7％左右，比阻稳定性亦较好。 3、氧化铝湿度计
RS-WS-N01-TR 土壤水分温度传感器485型使用说明书 文档版本：V1.1
1. 产品介绍 (3) 2. 使用方法 (4) 3. 设备安装说明 (4) 4. 配置软件安装及使用 (5) 5. 通信协议 (5) 6. 常见问题及解决办法 (7) 7. 联系方式 (7) 8. 文档历史 (7) 9. 外形尺寸 (8)
1. 产品介绍 1.1 产品概述 适用于土壤温度以及水分的测量，经与德国原装高精度传感器比较和土壤实际烘干称重法标定，精度高，响应快，输出稳定。受土壤含盐量影响较小，适用于各种土质。可长期埋入土壤中，耐长期电解，耐腐蚀，抽真空灌封，完全防水。 1.2 适用围 广泛适用于科学实验、节水灌溉、温室大棚、花卉蔬菜、草地牧场、土壤速测、植物培养、污水处理、粮食仓储及各种颗粒物含水量和温度的测量。 1.3 测量参数及硬件参数 供电电源：5~24V DC 温度测量围：-40℃~80℃ 水分测量围：0~100% 温度精度：±0.5℃ 存储环境：-40℃~80℃输出信号：485 水分精度：±3%（测量结冻冰土层时，水分值会偏低不准确，需要用户补偿） 1.4 物理参数 探针长度：70mm 探针直径：3mm 探针材料：304不锈钢密封材料：环氧树脂（黑色阻燃） 电缆长度：标配两米（RVV 4*0.3）防护等级：IP68 1.5 系统框架图
2. 使用方法 2.1 速测方法： 选定合适的测量地点，避开石块，确保钢针不会碰到坚硬的物体，按照所需测量深度抛开表层土，保持下面土壤原有的松紧程度，紧握传感器垂直插入土壤，插入时不可左右晃动，一个测点的小围建议多次测量求平均值。 2.2 埋地测量法： 垂直挖直径>20cm的坑，在既定的深度将传感器钢针水平插入坑壁，将坑填埋严实，稳定一段时间后，即可进行连续数天，数月乃至更长时间的测量和记录。 2.3 注意事项： 1、测量时钢针必须全部插入土壤里。 2、避免强烈直接照射到传感器上而导致温度过高。野外使用注意防雷击。 3、勿暴力折弯钢针，勿用力拉拽传感器引出线，勿摔打或猛烈撞击传感器。 4、传感器防护等级IP68，可以将传感器整个泡在水中。 5、由于在空气中存在射频电磁辐射，不宜长时间在空气中处于通电状态。 3. 设备安装说明 3.1 设备安装前检查 设备清单： ■变送器设备1台 ■12V/2A防水电源1台（选配） ■USB转485（选配） ■485中继器（选配） 3.2 接口说明 宽电压电源输入5~24V均可。485信号线接线时注意A\B两条线不能接反，总线上多台设备间地址不能冲突。 3.3 接线说明
多层管式土壤水分传感器使用说明 型号： 测量参数 量程：0～100%（10%～80%区间内拥有较高准确度）单位：%(m3/m3) 输出信号：RS-485 测量精度：±3% 互换精度：< 3% 复测误差：< 1% 参数类型：相对含水量（量程含义为：绝对干燥至饱和，与土壤相对含水量线性度高于90%）（传感器仅提供线性输出，如需得到重量含水量根据土质不同建议用户自行标定）定制层数：10层以内，每层间距10CM（可以集成温度传感器）。 温度：范围 -30℃～70℃精度±0.2℃分辨率 0.01℃ 电路参数 工作电压：5-12V或7～24V 输出阻抗：约10KΩ(采集器AD输入阻抗应>100MΩ) 响应时间：约15S 数据刷新频率：≥7S/次 工作温度：-10℃～60℃（全程温度补偿） 物理参数 探头类型：不锈钢 封装外壳：耐候PVC工程塑料/尼龙 密封材料：环氧树脂(黑色阻燃) 电缆长度：标配2米(四芯屏蔽) 功能简介 1、探头安装在密闭防腐管内，有效防止头的老化和电解。 2、操作简单，使用配套土钻打孔安装。节省人力，效率更高。 3、无土壤扰动，无需现场校准。 4、测量体积更大，是传统钢针式的3倍以上。 5、自带电源管理低功耗模式。 6、测量精度高，性能可靠，受土壤含盐量影响较小，可适应各种土质。 7、集成度高，多层土壤湿度数据，通过一条线缆与采集器连接，避免现场繁琐的布线。引线定义 电源正：红线电源地：黑线 RS485-/A：黄线 RS485+/B：绿线 通讯指令 “读取指令”发送字节实例：0x01 0x04 0x00 0x01 [0x00 0x03]0xe1 0xcb “读取指令”设备返回数据：传感器层数数据长度3（2字节） 01 04 06 [51 b2] [51 b2] [5a 7d] 1f 52 设备站号、指令号、有效数据字节数、[数据高、低位] [数据高、低位] [数据高、低位低功耗模式： 1、“预读指令”发送字节实例：0x01 0x04 0x00 0x00 0xff 0xff 0xf1 0xba “预读指令”设备返回数据：0x01 0x04 0x02 [0x00 0x65]0x79 0x1b（等待时间11秒）2、等待时间11秒后发送[读取指令]..。同上 适用范围 适用于科学试验、节水灌溉、温室大棚、花卉蔬菜、草地牧场、土壤速测、植物培养、污水处理及各种颗粒物含水量的测量。