本發(fā)明涉及土壤檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種新型農(nóng)田地下土壤水分與鉀元素檢測裝置。

背景技術(shù)：

土壤由巖石風(fēng)化而成的礦物質(zhì)、動植物，微生物殘?bào)w腐解產(chǎn)生的有機(jī)質(zhì)、土壤生物(固相物質(zhì))以及水分(液相物質(zhì))、空氣(氣相物質(zhì))，氧化的腐殖質(zhì)等組成。固體物質(zhì)包括土壤礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)和微生物通過光照抑菌滅菌后得到的養(yǎng)料等。液體物質(zhì)主要指土壤水分。氣體是存在于土壤孔隙中的空氣。土壤中這三類物質(zhì)構(gòu)成了一個矛盾的統(tǒng)一體。它們互相聯(lián)系，互相制約，為作物提供必需的生活條件，是土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ)。土壤水是植物吸收水分的主要來源(水培植物除外)，另外植物也可以直接吸收少量落在葉片上的水分。土壤水的主要來源是降水和灌溉水，參與巖石圈-生物圈-大氣圈-圈-水圈的水分大循環(huán)。而土壤中富含的鉀元素也是養(yǎng)分的主要成分。

申請?zhí)枮?01510122666.9，名稱為一種土壤檢測改良設(shè)備的發(fā)明專利，第一鉆頭安裝在機(jī)體的下端用于土壤檢測改良設(shè)備的鉆進(jìn)，把手安裝在機(jī)體的上端用于握持土壤檢測改良設(shè)備，機(jī)體的上端安裝有相對于機(jī)體中心對稱的氣缸，氣缸的內(nèi)部安裝有活塞，活塞的下端通過活塞桿連接有第二鉆頭，機(jī)體的底端安裝有雜質(zhì)分散機(jī)，機(jī)體的內(nèi)部安裝有用于驅(qū)動第一鉆頭的電機(jī)，電機(jī)上安裝有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸的兩側(cè)對稱分布有貯料室，轉(zhuǎn)軸的上端安裝有空氣壓縮機(jī)，空氣壓縮機(jī)與機(jī)體形成密閉的采樣機(jī)內(nèi)腔，采樣機(jī)內(nèi)腔上部安裝有分析儀，該設(shè)備可有效檢測土壤的成分，改變土壤的性能，優(yōu)化了種植環(huán)境。但是其對于土壤內(nèi)部的水分以及鉀元素的檢測并沒有很好的解決，因此設(shè)計(jì)了一種新型農(nóng)田地下土壤水分與鉀元素檢測裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)方案的不足，本發(fā)明提供一種新型農(nóng)田地下土壤水分與鉀元素檢測裝置，通過檢測外殼內(nèi)設(shè)置的激光檢測模塊檢測土壤，利用激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)，高能激光脈沖直接擊中土壤樣品表面，在分析材料表面形成高強(qiáng)度激光光斑，對此光譜進(jìn)行探測可獲得土壤中的鉀元素含量信息，通過鉆頭式的水分檢測探頭，采用水吸力檢測方式來檢測土壤水分，可以很好的采集田地里土壤的信息參數(shù)，值得推廣。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種新型農(nóng)田地下土壤水分與鉀元素檢測裝置，包括檢測外殼，所述檢測外殼右端設(shè)置有滑動軌道，所述滑動軌道內(nèi)設(shè)置有滑動板，所述滑動板右端連接有機(jī)殼，所述機(jī)殼下端設(shè)置有若干個水分檢測探頭，所述檢測外殼內(nèi)部設(shè)置有激光檢測模塊，所述檢測外殼左端設(shè)置有連接桿，所述連接桿左端設(shè)置有安裝座，所述安裝座內(nèi)設(shè)置有超聲波測距裝置，所述檢測外殼左端設(shè)置有破土犁，所述檢測外殼下端設(shè)置有刮土板與遮光擋板；

所述水分檢測探頭連接有單片機(jī)控制器，所述單片機(jī)控制器上連接有時鐘模塊、電源模塊、鍵盤接口、數(shù)據(jù)存儲器、lcd顯示器、報(bào)警模塊與串口數(shù)據(jù)傳輸接口；

所述激光檢測模塊包括入射光纖與采集光纖，所述入射光纖與采集光纖下端均連接在聚焦透鏡組件上，所述聚焦透鏡組件兩端設(shè)置有透鏡安裝腳，所述入射光纖連接有nd:yag激光器，所述nd:yag激光器連接有延時產(chǎn)生器，所述延時產(chǎn)生器連接有ccd相機(jī)，所述ccd相機(jī)連接有上位機(jī)與光柵光譜儀，所述上位機(jī)與延時產(chǎn)生器相連接，所述光柵光譜儀與采集光纖相連接。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述檢測外殼包括外殼主體，所述外殼主體內(nèi)部設(shè)置有探頭安裝板，所述探頭安裝板傾斜設(shè)置，所述外殼主體上端設(shè)置有彎折段，所述外殼主體上端設(shè)置有外殼開口，所述外殼開口內(nèi)部設(shè)置有橡膠密封塞，所述橡膠密封塞內(nèi)部設(shè)置有引線穿孔，所述外殼主體下端設(shè)置有刮板安裝凹槽與遮光板安裝凹槽，所述刮板安裝凹槽與遮光板安裝凹槽插入安裝螺栓。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述水分檢測探頭包括鉆頭，所述鉆頭上設(shè)置有螺旋葉片，所述鉆頭內(nèi)設(shè)置有通孔，所述通孔上端設(shè)置有塑料管，所述塑料管下端設(shè)置有陶土頭，所述塑料管上端連接有集氣管，所述集氣管連接有壓阻傳感器，所述集氣管上端設(shè)置有集氣管橡膠塞。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述超聲波測距裝置包括測距外殼，所述測距外殼內(nèi)部設(shè)置有柔性電路板，所述柔性電路板上安裝有兩個超聲波探頭，所述超聲波探頭下端設(shè)置有喇叭口，所述測距外殼內(nèi)部設(shè)置有中空隔音層，所述測距外殼內(nèi)部設(shè)置有聚乙烯發(fā)泡隔音層。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述破土犁包括犁主板，所述犁主板左端設(shè)置有破土刃，所述犁主板下端設(shè)置有犁底座，所述犁底座上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)軸連接有犁尖，所述犁尖橫截面為三角形結(jié)構(gòu)，所述犁底座下端設(shè)置有平整輥。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述單片機(jī)控制器采用stc90c58ad為主控芯片，將水分檢測探頭采集到的模擬信號傳輸至單片機(jī)控制器，由stc90c58ad的ad轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并存儲在單片機(jī)控制器內(nèi)，存儲的同時讀取時鐘芯片的時間值一并存儲，即可記錄采集時間。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述時鐘模塊采用ds1302時鐘芯片為系統(tǒng)提供時間，通過單片機(jī)控制器控制lcd顯示器來顯示當(dāng)前測試土壤濕度的時間，ds1302與單片機(jī)控制器采用同步串行的方式進(jìn)行通信，由p3.5、p3.6和p3.7引腳分別控制ds1302的res復(fù)位端、i/o數(shù)據(jù)端及slck串行時鐘端。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述lcd顯示器采用qc-1602lcd液晶顯示器，對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時顯示，工作電壓為4.5-5.5v，單片機(jī)控制器的p2.5、p2.6與p2.7腳分別連接液晶顯示器的使能端、讀/寫選擇端和數(shù)據(jù)/命令選擇端。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述電源模塊包括設(shè)置在機(jī)殼上端的光伏架，所述光伏架上端設(shè)置有光伏板，所述光伏架兩端設(shè)置有調(diào)節(jié)螺母，所述光伏架下端連接有太陽能電池。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述報(bào)警模塊采用蜂鳴器型報(bào)警器，由單片機(jī)控制器的p3.2口對報(bào)警電路進(jìn)行控制，當(dāng)單片機(jī)控制器輸出低電平時，q1導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警，說明土壤濕度低于設(shè)定的閾值。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：通過檢測外殼內(nèi)設(shè)置的激光檢測模塊檢測土壤，利用激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)，高能激光脈沖直接擊中土壤樣品表面，在分析材料表面形成高強(qiáng)度激光光斑，對此光譜進(jìn)行探測可獲得土壤中的鉀元素含量信息，通過鉆頭式的水分檢測探頭，采用水吸力檢測方式來檢測土壤水分，可以很好的采集田地里土壤的信息參數(shù)，值得推廣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本發(fā)明激光檢測模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明檢測外殼結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明水分檢測探頭結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明超聲波測距裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明破土犁結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明時鐘模塊電路圖。

圖中：1-檢測外殼，2-滑動軌道，3-滑動板，4-機(jī)殼，5-水分檢測探頭，6-激光檢測模塊，7-連接桿，8-安裝座，9-超聲波測距裝置，10-破土犁，11-刮土板，12-遮光擋板，13-單片機(jī)控制器，14-時鐘模塊，15-電源模塊，16-鍵盤接口，17-數(shù)據(jù)存儲器，18-lcd顯示器，19-報(bào)警模塊，20-串口數(shù)據(jù)傳輸接口，21-入射光纖，22-采集光纖，23-聚焦透鏡組件，24-透鏡安裝腳，25-nd:yag激光器，26-延時產(chǎn)生器，27-ccd相機(jī)，28-上位機(jī)，29-光柵光譜儀，30-外殼主體，31-探頭安裝板，32-彎折段，33-外殼開口，34-橡膠密封塞，35-引線穿孔，36-刮板安裝凹槽，37-遮光板安裝凹槽，38-安裝螺栓，39-鉆頭，40-螺旋葉片，41-通孔，42-塑料管，43-陶土頭，44-集氣管，45-壓阻傳感器，46-集氣管橡膠塞，47-測距外殼，48-柔性電路板，49-超聲波探頭，50-喇叭口，51-中空隔音層，52-聚乙烯發(fā)泡隔音層，53-犁主板，54-破土刃，55-犁底座，56-旋轉(zhuǎn)軸，57-犁尖，58-平整輥，59-光伏架，60-光伏板，61-調(diào)節(jié)螺母，62-太陽能電池。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例：

如圖1至圖8所示，本發(fā)明提供了一種新型農(nóng)田地下土壤水分與鉀元素檢測裝置，包括檢測外殼1，所述檢測外殼1右端設(shè)置有滑動軌道2，所述滑動軌道2內(nèi)設(shè)置有滑動板3，所述滑動板3右端連接有機(jī)殼4，所述機(jī)殼4下端設(shè)置有若干個水分檢測探頭5，所述檢測外殼1內(nèi)部設(shè)置有激光檢測模塊6，所述檢測外殼1左端設(shè)置有連接桿7，所述連接桿7左端設(shè)置有安裝座8，所述安裝座8內(nèi)設(shè)置有超聲波測距裝置9，所述檢測外殼1左端設(shè)置有破土犁10，所述檢測外殼1下端設(shè)置有刮土板11與遮光擋板12；

本發(fā)明在工作的時候，檢測外殼1右端設(shè)置的滑動軌道2內(nèi)設(shè)置可以上下滑動的滑動板3，滑動板3將機(jī)殼4固定住，而機(jī)殼4內(nèi)部則放置了本發(fā)明中的各種電路元件，機(jī)殼4下端設(shè)置的水分檢測頭5可插入土壤內(nèi)部，對土壤內(nèi)部水分進(jìn)行檢測，而檢測機(jī)殼1內(nèi)設(shè)置的激光檢測模塊6通過光纖發(fā)出的激光對土壤表面進(jìn)行光譜分析，遮光板12防止漏光影響激光測量效果，遮光板12為一塊傾斜設(shè)置的板，橫截面為直角梯形結(jié)構(gòu)，在設(shè)備使用的過程中，與檢測外殼1均伸入土壤內(nèi)，在遮光板12左端設(shè)置的刮土板11將土地刮平整。檢測外殼1左端設(shè)置有連接桿7，連接桿7下端安裝的超聲波測距裝置9測量與土壤表面的距離，從而計(jì)算出設(shè)備伸入土壤內(nèi)部的深度，該深度是破土犁10破開的土層深度，也就是刮土板11與遮光板12下端與土壤表層的距離，確定測量參數(shù)的土壤層次深度，通過破土犁10破開土壤，進(jìn)行土壤內(nèi)層物質(zhì)分析，刮土板11用于將不平整的土刮走，避免土壤起伏影響光譜分析結(jié)果。本發(fā)明裝置將土壤參數(shù)與土壤深度相互對應(yīng)，提高土壤參數(shù)測量的精確性和可靠性。

所述水分檢測探頭5連接有單片機(jī)控制器13，所述單片機(jī)控制器13上連接有時鐘模塊14、電源模塊15、鍵盤接口16、數(shù)據(jù)存儲器17、lcd顯示器18、報(bào)警模塊19與串口數(shù)據(jù)傳輸接口20；

如圖2所示，本發(fā)明中，水分檢測探頭5的參數(shù)通過接線傳輸給單片機(jī)控制器13，水分檢測探頭5檢測到的土壤濕度信號傳輸給單片機(jī)控制器13內(nèi)的a/d轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后通過單片機(jī)控制器13進(jìn)行信號處理，通過數(shù)據(jù)存儲器17將采集到的濕度信號和時間數(shù)據(jù)同時存儲，得到一定時間點(diǎn)的濕度參數(shù)，并將結(jié)果發(fā)送給lcd顯示器18進(jìn)行數(shù)據(jù)的直觀顯示，當(dāng)檢測到的濕度低于設(shè)定的閾值的時候，報(bào)警模塊19工作發(fā)出報(bào)警信號，實(shí)現(xiàn)對于土壤濕度的預(yù)警，并通過串口數(shù)據(jù)傳輸接口20進(jìn)行數(shù)據(jù)的串口傳輸，方便利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理。

如圖3所示，所述激光檢測模塊6包括入射光纖21與采集光纖22，所述入射光纖21與采集光纖22的一端均通過透鏡安裝腳24連接有聚焦透鏡組件23，所述入射光纖21的另一端連接有nd:yag激光器25，所述nd:yag激光器25連接有延時產(chǎn)生器26，所述延時產(chǎn)生器26連接有ccd相機(jī)27，所述ccd相機(jī)27連接有上位機(jī)28，所述上位機(jī)28與延時產(chǎn)生器26相連接；所述采集光纖22的另一端連接有光柵光譜儀29，所述光柵光譜儀29與ccd相機(jī)27連接。

本發(fā)明中，激光檢測模塊6為檢測鉀元素的模塊，在使用的時候，調(diào)節(jié)聚焦透鏡組件23使得兩個焦點(diǎn)位于同一點(diǎn)上，入射光纖21接收到nd:yag激光器25發(fā)射出的激光，nd:yag激光器25采用法國quantel公司cfr200型脈沖激光器，發(fā)射激光波長1064nm，激光發(fā)射之后反射回去的光經(jīng)過采集光纖22后進(jìn)入光柵光譜儀29內(nèi)，光譜儀選用英國andor公司的sr-500i型，內(nèi)置旋轉(zhuǎn)塔輪及三條光柵，分別為600、1200和1800g/mm，光譜分辨率可達(dá)0.04nm，形成光譜后通過ccd相機(jī)27進(jìn)行光譜探測，光譜探測器為istardh334型增強(qiáng)型ccd，時間快門2ns，光譜檢測范圍180-850nm，進(jìn)行光譜的分析檢測，由于在檢測過程中土壤等離子信號的信噪比和譜線分辨率較低，因此增設(shè)了延時產(chǎn)生器26，選擇合適的采樣延遲時間驅(qū)動增強(qiáng)型ccd，實(shí)現(xiàn)待測土壤養(yǎng)分離散原子光譜的精確檢測，上位機(jī)28完成參數(shù)匹配操作。

如圖4所示，本發(fā)明中，所述檢測外殼1包括外殼主體30，所述外殼主體30內(nèi)部設(shè)置有探頭安裝板31，所述探頭安裝板31傾斜設(shè)置，傾斜設(shè)置的探頭安裝板31可將聚焦透鏡組件23傾斜固定住，使得兩個焦點(diǎn)位于同一點(diǎn)上，所述外殼主體30上端設(shè)置有彎折段32，所述外殼主體30上端設(shè)置有外殼開口33，頂部設(shè)置的開口較小，避免光線進(jìn)入檢測外殼1內(nèi)部，所述外殼開口33內(nèi)部設(shè)置有橡膠密封塞34，進(jìn)一步擋光，所述橡膠密封塞34內(nèi)部設(shè)置有引線穿孔35，用于穿過入射光纖21與采集光纖22，并將入射光纖21與采集光纖22連接的激光檢測模塊6內(nèi)其他部件安裝在機(jī)殼4內(nèi)，所述外殼主體30下端設(shè)置有刮板安裝凹槽36與遮光板安裝凹槽37，所述刮板安裝凹槽36與遮光板安裝凹槽37插入安裝螺栓38，通過安裝螺栓38固定刮土板11與遮光擋板12，避免設(shè)備行進(jìn)過程中導(dǎo)致刮土板11與遮光擋板12發(fā)生位置偏移影響設(shè)備穩(wěn)定性。

如圖5所示，本發(fā)明中，所述水分檢測探頭5包括鉆頭39，所述鉆頭39上設(shè)置有螺旋葉片40，可以旋轉(zhuǎn)進(jìn)入土壤內(nèi)部，所述鉆頭39內(nèi)設(shè)置有通孔41，通孔41在鉆頭39進(jìn)入土壤之后，使得一定量的土壤進(jìn)入到通孔41內(nèi)部，所述通孔41上端設(shè)置有塑料管42，所述塑料管42下端設(shè)置有陶土頭43，陶土頭43與通孔41內(nèi)部的土壤接觸，所述塑料管42上端連接有集氣管44，所述集氣管44連接有壓阻傳感器45，所述集氣管44上端設(shè)置有集氣管橡膠塞46，使用的時候，將集氣管44上端的集氣管橡膠塞46打開，向內(nèi)部加入水，陶土頭43是儀器的感應(yīng)部件，具有許多微小的孔隙，陶土頭43被水浸潤后，在孔隙中形成一層水膜，當(dāng)充滿水且密封的水分檢測探頭5插入水分不飽和的土壤時，水膜就與土壤水連接起來，使儀器內(nèi)部的水產(chǎn)生負(fù)壓，此負(fù)壓作用于固態(tài)的壓阻傳感器45，壓阻傳感器45將負(fù)壓轉(zhuǎn)換成電信號，從而可獲得0-100kpa范圍內(nèi)任意點(diǎn)土壤吸力的電信號，并且二者有良好的線性關(guān)系，壓阻傳感器45采集到的信號可以輸出給單片機(jī)控制器13或者外接存儲器，將電信號數(shù)值采集下來，由于二者保持良好的線性關(guān)系，可直接通過電信號的的數(shù)值轉(zhuǎn)換成土壤內(nèi)部濕度數(shù)值，得到土壤水分參數(shù)。

如圖6所示，本發(fā)明中，所述超聲波測距裝置9包括測距外殼47，所述測距外殼47內(nèi)部設(shè)置有柔性電路板48，所述柔性電路板48上安裝有兩個超聲波探頭49，柔性電路板48驅(qū)動其中一個超聲波探頭49發(fā)出超聲波，所述超聲波探頭49下端設(shè)置有喇叭口50，發(fā)出的超聲波經(jīng)過喇叭口50后向下發(fā)散，接觸到土壤表面之后反射回來，再次經(jīng)過喇叭口50進(jìn)入另一個超聲波探頭49內(nèi)，柔性電路板48內(nèi)電路采集到往返的時間，進(jìn)行計(jì)算得出與土壤表面的距離，所述測距外殼47內(nèi)部設(shè)置有中空隔音層51和聚乙烯發(fā)泡隔音層52，多隔音結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得超聲波測距裝置9在戶外工作的時候保持很好的穩(wěn)定性，避免噪音干擾。

如圖7所示，本發(fā)明中，所述破土犁10包括犁主板53，所述犁主板53左端設(shè)置有破土刃54，破土刃54在犁主板53上傾斜設(shè)置，破土刃54與土壤接觸之后，將土壤破開，所述犁主板53下端設(shè)置有犁底座55，所述犁底座55上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸56，所述旋轉(zhuǎn)軸56連接有犁尖57，所述犁尖57橫截面為三角形結(jié)構(gòu)，破土效果好，采用旋轉(zhuǎn)軸56設(shè)計(jì)，使得犁尖57可以調(diào)節(jié)角度，實(shí)現(xiàn)不同角度的破土操作，所述犁底座55下端設(shè)置有平整輥58，將破開的土壓平整后，便于之后的激光檢測模塊6進(jìn)行激光檢測分析土壤元素。破土犁10的工作過程為：使用時，破土犁10傾斜放置在土壤表面，檢測裝置從右向左移動過程中，犁尖57首先接觸到土壤，隨著犁尖57的深入，土壤被翻出并由破土刃54破開，平整輥58對破開的土壤表面進(jìn)行平整，破土犁10破土的過程中，設(shè)置在其右側(cè)的檢測機(jī)殼1底端的刮土板11和遮光板12插入土壤中，刮土板11進(jìn)一步將破開的土壤刮平整，遮光板12采用遮光材料制成，具有一定的彈性，與土壤緊貼合，使得檢測外殼1內(nèi)部保持很好的黑暗環(huán)境，以便更精確地進(jìn)行土壤鉀元素檢測。

本發(fā)明中，所述單片機(jī)控制器13采用stc90c58ad為主控芯片，將水分檢測探頭5采集到的模擬信號傳輸至單片機(jī)控制器13，由stc90c58ad的ad轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并存儲在單片機(jī)控制器13內(nèi)，存儲的同時讀取時鐘芯片的時間值一并存儲，即可記錄采集時間，測試所得土壤濕度值經(jīng)換算后在lcd顯示器18上實(shí)時顯示，采集到的數(shù)據(jù)需要與預(yù)存的報(bào)警閾值進(jìn)行比較，如超過閾值，則輸出報(bào)警信號，而對于閾值的設(shè)置，則是通過鍵盤接口16外接鍵盤，進(jìn)行閾值數(shù)據(jù)輸入。

本發(fā)明中，所述時鐘模塊14采用ds1302時鐘芯片為系統(tǒng)提供時間，通過單片機(jī)控制器13控制lcd顯示器18來顯示當(dāng)前測試土壤濕度的時間，ds1302與單片機(jī)控制器13采用同步串行的方式進(jìn)行通信，由p3.5、p3.6和p3.7引腳分別控制ds1302的res復(fù)位端、i/o數(shù)據(jù)端及slck串行時鐘端，時鐘模塊14在本發(fā)明中的主要作用是進(jìn)行實(shí)時的時間記錄，當(dāng)設(shè)備工作時采集到的濕度參數(shù)，都需要一個相對應(yīng)的時間來記錄，通過時鐘模塊14可以提供很好的時間記錄，便于之后的數(shù)據(jù)分析，可得到不同時間的濕度信息。

本發(fā)明中，所述lcd顯示器18采用qc-1602lcd液晶顯示器，對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時顯示，工作電壓為4.5-5.5v，單片機(jī)控制器13的p2.5、p2.6與p2.7腳分別連接液晶顯示器的使能端、讀/寫選擇端和數(shù)據(jù)/命令選擇端，為了調(diào)節(jié)液晶顯示器的亮度，在液晶顯示器的vo引腳接入一個可變電阻,因?yàn)閱纹瑱C(jī)控制器13的p1口通電后為開漏輸出，因此在液晶顯示器的數(shù)據(jù)口并聯(lián)一個10kω排阻作為上拉電阻，即可實(shí)現(xiàn)對于亮度的調(diào)控。

本發(fā)明中，所述電源模塊15包括設(shè)置在機(jī)殼4上端的光伏架59，所述光伏架59上端設(shè)置有光伏板60，光伏板60活動安裝在光伏架59內(nèi)，所述光伏架60兩端設(shè)置有調(diào)節(jié)螺母61，在日常使用的時候，將調(diào)節(jié)螺母61松開后，調(diào)節(jié)光伏板60的角度，使得光伏板60對準(zhǔn)太陽直射，所述光伏架60下端連接有太陽能電池62，內(nèi)部通過導(dǎo)線將光伏板60與太陽能電池62連接在一起，通過太陽能電池62存儲太陽能轉(zhuǎn)換成的電能，可用于系統(tǒng)的供電。

本發(fā)明中，所述報(bào)警模塊19采用蜂鳴器型報(bào)警器，蜂鳴報(bào)警器在使用的時候，可以發(fā)出很好的聲音報(bào)警信號，由于檢測的環(huán)境多為戶外，會導(dǎo)致光較強(qiáng)，光信號報(bào)警不易發(fā)現(xiàn)，因此采用蜂鳴器型報(bào)警器，由單片機(jī)控制器13的p3.2口對報(bào)警器的電路進(jìn)行控制，當(dāng)單片機(jī)控制器13輸出低電平時，q1導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警，說明土壤濕度低于設(shè)定的閾值，可在檢測的同時監(jiān)測土壤濕度，避免濕度過低。

本發(fā)明工作時通過破土犁10破開土壤，通過刮土板11將土壤刮平，并通過遮光板12使得檢測機(jī)殼1內(nèi)保持黑暗條件，采用激光檢測模塊6檢測土壤內(nèi)元素，超聲波測距裝置9采集到土壤平面與超聲波測距裝置9之間的距離，而超聲波測距裝置9與刮土板11豎直距離已知，可測出設(shè)備下端插入土壤的深度，機(jī)殼4在滑動軌道2內(nèi)上下滑動，將水分檢測探頭5插入土壤內(nèi)，檢測土壤濕度。

本發(fā)明通過檢測外殼內(nèi)設(shè)置的激光檢測模塊檢測土壤，利用激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)，高能激光脈沖直接擊中土壤樣品表面，在分析材料表面形成高強(qiáng)度激光光斑，對此光譜進(jìn)行探測可獲得土壤中的鉀元素含量信息，通過鉆頭式的水分檢測探頭，采用水吸力檢測方式來檢測土壤水分，可以很好的采集田地里土壤的信息參數(shù)，值得推廣。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。