一、產(chǎn)品簡(jiǎn)介

成都藍(lán)格時(shí)代科技有限公司研制的土芯孫 AI智能土壤在線監(jiān)測(cè)儀是包括設(shè)備硬件、軟件、云平臺(tái)組成的一個(gè)完整體系，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)土壤溫度、土壤水分、土壤電導(dǎo)率、土壤PH、土壤肥力（氮磷鉀）等要素進(jìn)行24小時(shí)全天候監(jiān)測(cè)，通過專用高靈敏度傳感器采集數(shù)據(jù)，將采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳到智慧農(nóng)業(yè)管理云平臺(tái)。以光伏電池、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)為基礎(chǔ)，用戶可通過PC端WEB網(wǎng)頁、APP移動(dòng)端等方式查看數(shù)據(jù)，同時(shí)提供數(shù)據(jù)處理、儲(chǔ)存、統(tǒng)計(jì)、分析、報(bào)警等功能。用戶可以不受時(shí)間、地點(diǎn)限制對(duì)監(jiān)控目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、管理、查看。土芯孫 AI智能土壤在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠全面、科學(xué)、真實(shí)地反映被監(jiān)測(cè)區(qū)的土壤變化，可及時(shí)、準(zhǔn)確地提供各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的土壤墑情狀況，為減災(zāi)抗旱、灌溉提供了重要的基礎(chǔ)信息，土壤肥力監(jiān)測(cè)為施肥提供了理論依據(jù)。

儀器土壤PH值酸堿度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)土壤酸堿度，采用國際上新一代FDR測(cè)量方式,可達(dá)到3%以內(nèi)的精度;信號(hào)穩(wěn)定，測(cè)量范圍寬，傳輸距離遠(yuǎn)。土壤PH檢測(cè)儀器不會(huì)隨時(shí)間的變化而產(chǎn)生漂移，大大增強(qiáng)產(chǎn)品穩(wěn)定性和延長(zhǎng)使用壽命。

通過檢測(cè)土壤中氮磷鉀的含量來判斷土壤的肥沃程度，進(jìn)而方便系統(tǒng)的評(píng)估土壤情況。土壤氮磷鉀傳感器又稱土壤養(yǎng)分速測(cè)儀，適用于檢測(cè)土壤中氮磷鉀的含量，通過檢測(cè)土壤中氮磷鉀的含量來判斷土壤的肥沃程度，進(jìn)而方便系統(tǒng)的評(píng)估土壤情況。

儀器開機(jī)可自動(dòng)檢測(cè)并語音播報(bào)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)、傳感器連接狀態(tài)；當(dāng)人從儀器前面經(jīng)過，儀器會(huì)主動(dòng)和人打招呼，可以與人進(jìn)行智能語音問答交互關(guān)于土壤多個(gè)因子的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息；可以回答常用相關(guān)農(nóng)作物種植常識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，也可以通過它了解天氣變化、日期時(shí)間等信息，讓用戶使用更加快捷和方便，既是一臺(tái)監(jiān)測(cè)儀器又是一本教科書，同時(shí)也是生活好助手；儀器性能穩(wěn)定靈敏度高，該儀器是觀測(cè)和研究鹽漬土的發(fā)生、演變、改良以及水鹽動(dòng)態(tài)的重要工具；通過測(cè)量土壤的介電常數(shù)，能直接穩(wěn)定地反映各種土壤的真實(shí)水分含量。可測(cè)量土壤水分的體積百分比，是符合目前國際標(biāo)準(zhǔn)的土壤水分測(cè)量方法。該傳感器適用于土壤墑情監(jiān)測(cè)、科學(xué)試驗(yàn)、節(jié)水灌溉、溫室大棚、花卉蔬菜、草地牧場(chǎng)、土壤速測(cè)、植物培養(yǎng)、污水處理、精細(xì)農(nóng)業(yè)等場(chǎng)合。

二、功能特點(diǎn)

1）多因子監(jiān)測(cè) ① 土壤酸堿度（PH）在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)； ② 土壤氮含量在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)； ③ 土壤磷含量在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)； ④ 土壤鉀含量在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)； ⑤ 土壤溫度在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)； ⑥ 土壤含水率在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)； ⑦ 土壤電導(dǎo)率在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；

⑧ 其他定制類土壤監(jiān)測(cè)。

2）AI人工智能：

① 無需登錄平臺(tái)或者手機(jī)APP，在現(xiàn)場(chǎng)人工詢問，儀器能語音智能識(shí)別并報(bào)告土壤監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；常用功能支持免喚醒； ② 儀器能語音智能識(shí)別并報(bào)告當(dāng)日日期和時(shí)間等信息； ③ 儀器能語音智能識(shí)別并按指令進(jìn)行數(shù)據(jù)清單打?。?br>
④ AI人工智能語音解答常見問題、知識(shí)科普。

3）數(shù)據(jù)超標(biāo)報(bào)警：

① PC端平臺(tái)在線報(bào)警； ② 手機(jī)端APP報(bào)警； ③ 本地AI智能語音報(bào)警；

④ 報(bào)警查詢及處理。

4）本地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)： 支持本地傳感器數(shù)據(jù)、日志等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（出廠標(biāo)配64G容量TF卡，可定制128G）。5）無線傳輸與控制功能： 儀器集成無線4G全網(wǎng)通工業(yè)級(jí)路由器，支持?jǐn)?shù)據(jù)雙向傳輸；6）太陽能供電結(jié)合市電設(shè)備支持太陽能供電和市電供電，便于安裝于各種監(jiān)測(cè)工作環(huán)境。7）平臺(tái)管理：

① 設(shè)備在線分布及狀態(tài)地圖管理功能； ② 大屏預(yù)覽和管理； ③ 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析功能； ④ 歷史數(shù)據(jù)查詢功能； ⑤ 歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)出與打印功能； ⑥ 遠(yuǎn)程修訂報(bào)警閾值參數(shù)； ⑦ 遠(yuǎn)程可定義修改并跨平臺(tái)遷移設(shè)備； ⑧ 遠(yuǎn)程科對(duì)設(shè)備分區(qū)、分組進(jìn)行變更管理； ⑨ 遠(yuǎn)程電量余額查看管理； ⑩ 用戶管理（注冊(cè)、密碼、登錄、分配、操作權(quán)限等）功能； ? 設(shè)備管理；

? 項(xiàng)目管理；

? 設(shè)備運(yùn)維管理。

三、性能特點(diǎn)

1）傳感器使用操作簡(jiǎn)單快捷，插針式傳感器，可地表直插速測(cè)或地埋： 2）精度高，響應(yīng)快，互換性好，探針插入式設(shè)計(jì)保證測(cè)量精確，性能可靠。 3）電極采用特殊處理的合金材料，可承受較強(qiáng)的外力沖擊，不易損壞。 4）插針全部密封，耐酸堿腐蝕，可埋入土壤或直接投入水中進(jìn)行長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)檢測(cè)。 5）主機(jī)IP65防護(hù)等級(jí)，插針式傳感器IP68防護(hù)等級(jí)，耐候性好：可全天候運(yùn)行。適應(yīng)室內(nèi)、大棚、戶外等各種氣候環(huán)境，密封性強(qiáng)，防水防塵防腐蝕，外接插件全部采用航空插頭；傳感器耐酸堿腐蝕，可直接投入水中使用。 6）主機(jī)外殼ABS材質(zhì)或防水鋁盒（可選定制）：抗壓、防摔，密封性強(qiáng)，防水防塵防腐蝕。 7）多參數(shù)多環(huán)境適用范圍廣：受土壤含鹽量影響較小，可適用于各種土質(zhì)。適用于水果種植、花卉栽培、林業(yè)育苗、公園植被智慧養(yǎng)護(hù)、種子公司作物培育等農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境的監(jiān)測(cè)與控制。 8）監(jiān)控主機(jī)和太陽能系統(tǒng)基于立桿安裝簡(jiǎn)單、即插即用。

9）設(shè)備主機(jī)工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)，運(yùn)行穩(wěn)定，設(shè)備在線率98%以上。

四、應(yīng)用場(chǎng)景 該傳感器適用于土壤墑情監(jiān)測(cè)、科學(xué)試驗(yàn)、節(jié)水灌溉、溫室大棚、花卉蔬菜、草地牧場(chǎng)、土壤速測(cè)、植物培養(yǎng)、污水處理、精細(xì)農(nóng)業(yè)等場(chǎng)合。五、設(shè)備參數(shù)



六、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

1）主機(jī)結(jié)構(gòu)





2）傳感器結(jié)構(gòu)





3）整機(jī)結(jié)構(gòu)



七、使用方法

由于電極直接測(cè)定土壤中的可溶鹽離子的電導(dǎo)率，因此土壤體積含水率需高于約20%時(shí)土壤中的可溶離子才能正確反映土壤的電導(dǎo)率。在長(zhǎng)期觀測(cè)時(shí)，灌溉或者降雨后的測(cè)量值更接近真實(shí)水平。如果進(jìn)行速測(cè)，可先在被測(cè)土壤處澆水，待水分充分滲透后進(jìn)行測(cè)量。

如果在較堅(jiān)硬的地表測(cè)量時(shí)，應(yīng)先鉆孔（孔徑應(yīng)小于探針直徑），再插入土壤中并將土壓實(shí)然后測(cè)量；傳感器應(yīng)防止劇烈振動(dòng)和沖擊，更不能用硬物敲擊。由于傳感器為黑色封裝，在強(qiáng)烈陽光的照射下會(huì)使傳感器使急劇升溫（可達(dá)50℃以上），為了防止過高溫度對(duì)傳感器的溫度測(cè)量產(chǎn)生影響，請(qǐng)?jiān)谔镩g或野外使用時(shí)注意遮陽與防護(hù)。

1）速測(cè)方法 選定合適的測(cè)量地點(diǎn)，避開石塊，確保鋼針不會(huì)碰到堅(jiān)硬的物體，按照所需測(cè)量深度拋開表層土，保持下面土壤原有的松緊程度，緊握傳感器垂直插入土壤，插入時(shí)不可左右晃動(dòng)，一個(gè)測(cè)點(diǎn)的小范圍內(nèi)建議多次測(cè)量求平均值。如圖3-1所示。



2）埋地測(cè)量法垂直挖直徑>20cm的坑，在既定的深度將傳感器鋼針?biāo)讲迦肟颖冢瑢⒖犹盥駠?yán)實(shí)，穩(wěn)定一段時(shí)間后，即可進(jìn)行連續(xù)數(shù)天，數(shù)月乃至更長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)量和記錄。如圖3-2



3）注意事項(xiàng)① 測(cè)量時(shí)確保傳感器鋼針必須全部插入土壤里，不同的植物選擇不同的深度，確保檢測(cè)到接近根系位置的真實(shí)數(shù)據(jù)。② 避免強(qiáng)烈陽光直接照射到傳感器上而導(dǎo)致溫度過高。野外使用注意防雷擊。③ 精密儀器勿暴力折彎鋼針，勿用力拉拽傳感器引出線，勿摔打或猛烈撞擊傳感器。④ 傳感器防護(hù)等級(jí)IP68，可以將傳感器整個(gè)泡在水中。⑤ 由于在空氣中存在射頻電磁輻射，不宜長(zhǎng)時(shí)間在空氣中處于通電狀態(tài)。八、設(shè)備調(diào)試

1）準(zhǔn)備工作：

準(zhǔn)備土壤傳感器、調(diào)試連接線、串口調(diào)試工具及配置軟件。

將設(shè)備調(diào)試線航空頭與傳感器航空接頭相連；另一端綠、黃分別對(duì)接USB轉(zhuǎn)485線的485A、485B，棕、黑對(duì)應(yīng)DC12V電源的電源正和DNG。





2）接口說明

寬電壓電源輸入4.5~30V均可。485信號(hào)線接線時(shí)注意A/B兩條線不能接反，總線上多臺(tái)設(shè)備間地址不能沖突。

3）接線說明



九、配置軟件安裝及使用

1）軟件選擇打開資料包，選擇“調(diào)試軟件”---“485參數(shù)配置軟件”，找到



打開即可。

2）參數(shù)設(shè)置①、選擇正確的COM口（“我的電腦—屬性—設(shè)備管理器—端口”里面查看COM端口），下圖列舉出幾種不同的485轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動(dòng)名稱。



②、單獨(dú)只接一臺(tái)設(shè)備并上電，點(diǎn)擊軟件的測(cè)試波特率，軟件會(huì)測(cè)試出當(dāng)前設(shè)備的波特率以及地址，默認(rèn)波特率為4800bit/s,默認(rèn)地址為0x01。③、根據(jù)使用需要修改地址以及波特率，同時(shí)可查詢?cè)O(shè)備的當(dāng)前功能狀態(tài)。④、如果測(cè)試不成功，請(qǐng)重新檢查設(shè)備接線及485驅(qū)動(dòng)安裝情況。



十、通訊協(xié)議

1）通訊基本參數(shù)



2）數(shù)據(jù)幀格式定義

采用Modbus-RTU通訊規(guī)約，格式如下：初始結(jié)構(gòu)≥4字節(jié)的時(shí)間地址碼= 1字節(jié)功能碼= 1字節(jié)數(shù)據(jù)區(qū)= N字節(jié)錯(cuò)誤校驗(yàn)= 16位CRC碼結(jié)束結(jié)構(gòu)≥4字節(jié)的時(shí)間地址碼：為變送器的地址，在通訊網(wǎng)絡(luò)中的（出廠默認(rèn)0x01）。

功能碼：主機(jī)所發(fā)指令功能指示。數(shù)據(jù)區(qū)：數(shù)據(jù)區(qū)是具體通訊數(shù)據(jù)，注意16bits數(shù)據(jù)高字節(jié)在前！CRC碼：二字節(jié)的校驗(yàn)碼。

主機(jī)問詢幀結(jié)構(gòu)：



從機(jī)應(yīng)答幀結(jié)構(gòu)：