基于SDI—12总线的土壤多参数检测仪设计与实现

徐一清 周益民

摘 要：研发了一种基于SDI-12总线的土壤多参数检测仪。该检测仪以单片机为核心控制单元，结合5TE三合一土壤传感器，设计了传感器接口电路、通信时序控制、数据存储电路及显示电路等；将传感器技术、数据通信技术和微计算机技术相结合，在实验室初步实现对土壤水分、电导率和温度等数据的实时采集与传输。检测仪性能试验表明测量参数精度较高，能够满足土壤检测要求。

关鍵词：土壤；多参数；检测仪；单片机；数据采集；SDI-12总线

中图分类号：S151.9 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）12-0101-03

Abstract： This paper proposes and develops a soil multi-parameter detector based on SDI-12 bus. The instrument uses single-chip microcomputer as the core control unit， and in combination with 5TE three-in-one soil sensor， this paper designs a sensor interface circuit， communication timing control， data storage circuit and display circuit. The sensor technology， data communication technology and microcomputer technology are combined to realize the real-time collection and transmission of soil moisture， conductivity and temperature in the laboratory. The performance test of the tester shows that the precision of the measurement parameters is high and can meet the requirements of soil detection.

Keywords： soil； multi-parameter； detector； single-chip microcomputer； data collection； SDI-12 bus

土壤墑情（含水率、电导率及表层温度等）是重要的土壤信息，是农作物和树木生长的重要生态因素，进行土壤墒情的测定，掌握土壤墒情变化的规律，对作物生态状况的监测和预报具有重要意义。目前，土壤含水率、电导率和温度的测量方法国内外有很多种[1-4]，但这些系统的设计功能单一、集成度不高，同时在成本、功耗以及传输速率上不是太理想，系统一般采用RS232、RS485、RS422和CAN等接口标准，不利于在农业生产中进行推广。相比而言，SDI-12（Serial Digital Interface at 1200 Baud）总线不仅规定了硬件电气接口协议，同时也规定了通信协议，这使得该总线在生态水文土壤传感器网络等应用场合中更具有优势[5]。本文设计了一种土壤多参数检测仪，该检测仪以单片机为核心控制单元，采用具有SDI-12接口的5TE三合一土壤传感器，实现了土壤水分、电导率和温度等数据的实时采集与传输，提高了土壤参数测量的效率和精度，有利于对土壤进行全面综合分析，从而能更好地指导农业生产。……