一、產(chǎn)品簡介

成都藍格時代科技有限公司研制的土芯孫 AI智能土壤在線監(jiān)測儀是包括設備硬件、軟件、云平臺組成的一個完整體系，能夠?qū)崿F(xiàn)對土壤溫度、土壤水分、土壤電導率、土壤PH、土壤肥力（氮磷鉀）等要素進行24小時全天候監(jiān)測，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)實時上傳到智慧農(nóng)業(yè)管理云平臺。以光伏電池、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等技術為基礎，用戶可通過PC端WEB網(wǎng)頁、APP移動端等方式查看數(shù)據(jù)，同時提供數(shù)據(jù)處理、儲存、統(tǒng)計、分析、報警等功能。用戶可以不受時間、地點限制對監(jiān)控目標進行實時監(jiān)控、管理、查看。土芯孫 AI智能土壤在線監(jiān)測系統(tǒng)能夠全面、科學、真實地反映被監(jiān)測區(qū)的土壤變化，可及時、準確地提供各監(jiān)測點的土壤墑情狀況，為減災抗旱、灌溉提供了重要的基礎信息，土壤肥力監(jiān)測為施肥提供了理論依據(jù)。

儀器土壤PH值酸堿度傳感器實時檢測土壤酸堿度，采用國際上新一代FDR測量方式,可達到3%以內(nèi)的精度;信號穩(wěn)定，測量范圍寬，傳輸距離遠。土壤PH檢測儀器不會隨時間的變化而產(chǎn)生漂移，大大增強產(chǎn)品穩(wěn)定性和延長使用壽命。

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

儀器開機可自動檢測并語音播報設備聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)、傳感器連接狀態(tài)；當人從儀器前面經(jīng)過，儀器會主動和人打招呼，可以與人進行智能語音問答交互關于土壤多個因子的實時監(jiān)測信息；可以回答常用相關農(nóng)作物種植常識與經(jīng)驗，也可以通過它了解天氣變化、日期時間等信息，讓用戶使用更加快捷和方便，既是一臺監(jiān)測儀器又是一本教科書，同時也是生活好助手；儀器性能穩(wěn)定靈敏度高，該儀器是觀測和研究鹽漬土的發(fā)生、演變、改良以及水鹽動態(tài)的重要工具；通過測量土壤的介電常數(shù)，能直接穩(wěn)定地反映各種土壤的真實水分含量?？蓽y量土壤水分的體積百分比，是符合目前國際標準的土壤水分測量方法。該傳感器適用于土壤墑情監(jiān)測、科學試驗、節(jié)水灌溉、溫室大棚、花卉蔬菜、草地牧場、土壤速測、植物培養(yǎng)、污水處理、精細農(nóng)業(yè)等場合。

二、功能特點

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

⑧ 其他定制類土壤監(jiān)測。

2）AI人工智能：

① 無需登錄平臺或者手機APP，在現(xiàn)場人工詢問，儀器能語音智能識別并報告土壤監(jiān)測數(shù)據(jù)；常用功能支持免喚醒； ② 儀器能語音智能識別并報告當日日期和時間等信息； ③ 儀器能語音智能識別并按指令進行數(shù)據(jù)清單打印；

④ AI人工智能語音解答常見問題、知識科普。

3）數(shù)據(jù)超標報警：

① PC端平臺在線報警； ② 手機端APP報警； ③ 本地AI智能語音報警；

④ 報警查詢及處理。

4）本地數(shù)據(jù)存儲： 支持本地傳感器數(shù)據(jù)、日志等數(shù)據(jù)存儲（出廠標配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)級路由器，支持數(shù)據(jù)雙向傳輸；6）太陽能供電結(jié)合市電設備支持太陽能供電和市電供電，便于安裝于各種監(jiān)測工作環(huán)境。7）平臺管理：

① 設備在線分布及狀態(tài)地圖管理功能； ② 大屏預覽和管理； ③ 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析功能； ④ 歷史數(shù)據(jù)查詢功能； ⑤ 歷史數(shù)據(jù)導出與打印功能； ⑥ 遠程修訂報警閾值參數(shù)； ⑦ 遠程可定義修改并跨平臺遷移設備； ⑧ 遠程科對設備分區(qū)、分組進行變更管理； ⑨ 遠程電量余額查看管理； ⑩ 用戶管理（注冊、密碼、登錄、分配、操作權限等）功能； ? 設備管理；

? 項目管理；

? 設備運維管理。

三、性能特點

1）傳感器使用操作簡單快捷，插針式傳感器，可地表直插速測或地埋： 2）精度高，響應快，互換性好，探針插入式設計保證測量精確，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行長期動態(tài)檢測。 5）主機IP65防護等級，插針式傳感器IP68防護等級，耐候性好：可全天候運行。適應室內(nèi)、大棚、戶外等各種氣候環(huán)境，密封性強，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）主機外殼ABS材質(zhì)或防水鋁盒（可選定制）：抗壓、防摔，密封性強，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、種子公司作物培育等農(nóng)作物生長環(huán)境的監(jiān)測與控制。 8）監(jiān)控主機和太陽能系統(tǒng)基于立桿安裝簡單、即插即用。

9）設備主機工業(yè)級設計，運行穩(wěn)定，設備在線率98%以上。

四、應用場景 該傳感器適用于土壤墑情監(jiān)測、科學試驗、節(jié)水灌溉、溫室大棚、花卉蔬菜、草地牧場、土壤速測、植物培養(yǎng)、污水處理、精細農(nóng)業(yè)等場合。五、設備參數(shù)



六、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

1）主機結(jié)構(gòu)





2）傳感器結(jié)構(gòu)





3）整機結(jié)構(gòu)



七、使用方法

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

如果在較堅硬的地表測量時，應先鉆孔（孔徑應小于探針直徑），再插入土壤中并將土壓實然后測量；傳感器應防止劇烈振動和沖擊，更不能用硬物敲擊。由于傳感器為黑色封裝，在強烈陽光的照射下會使傳感器使急劇升溫（可達50℃以上），為了防止過高溫度對傳感器的溫度測量產(chǎn)生影響，請在田間或野外使用時注意遮陽與防護。

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



2）埋地測量法垂直挖直徑>20cm的坑，在既定的深度將傳感器鋼針水平插入坑壁，將坑填埋嚴實，穩(wěn)定一段時間后，即可進行連續(xù)數(shù)天，數(shù)月乃至更長時間的測量和記錄。如圖3-2



3）注意事項① 測量時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，確保檢測到接近根系位置的真實數(shù)據(jù)。② 避免強烈陽光直接照射到傳感器上而導致溫度過高。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 傳感器防護等級IP68，可以將傳感器整個泡在水中。⑤ 由于在空氣中存在射頻電磁輻射，不宜長時間在空氣中處于通電狀態(tài)。八、設備調(diào)試

1）準備工作：

準備土壤傳感器、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、黃分別對接USB轉(zhuǎn)485線的485A、485B，棕、黑對應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信號線接線時注意A/B兩條線不能接反，總線上多臺設備間地址不能沖突。

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)設置①、選擇正確的COM口（“我的電腦—屬性—設備管理器—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)動名稱。



②、單獨只接一臺設備并上電，點擊軟件的測試波特率，軟件會測試出當前設備的波特率以及地址，默認波特率為4800bit/s,默認地址為0x01。③、根據(jù)使用需要修改地址以及波特率，同時可查詢設備的當前功能狀態(tài)。④、如果測試不成功，請重新檢查設備接線及485驅(qū)動安裝情況。



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)錯誤校驗= 16位CRC碼結(jié)束結(jié)構(gòu)≥4字節(jié)的時間地址碼：為變送器的地址，在通訊網(wǎng)絡中的（出廠默認0x01）。

功能碼：主機所發(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)的校驗碼。

主機問詢幀結(jié)構(gòu)：



從機應答幀結(jié)構(gòu)：