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(xiàn)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(guò)專(zhuān)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(hù)可通過(guò)PC端WEB網(wǎng)頁(yè)、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(hù)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(xiàn)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(guó)際上新一代FDR測(cè)量方式,可達(dá)到3%以?xún)?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(guò)檢測(cè)土壤中氮磷鉀的含量來(lái)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(chēng)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(guò)檢測(cè)土壤中氮磷鉀的含量來(lái)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(kāi)機(jī)可自動(dòng)檢測(cè)并語(yǔ)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(guò)，儀器會(huì)主動(dòng)和人打招呼，可以與人進(jìn)行智能語(yǔ)音問(wèn)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(guò)它了解天氣變化、日期時(shí)間等信息，讓用戶(hù)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(shū)，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(guò)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?？蓽y(cè)量土壤水分的體積百分比，是符合目前國(guó)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 土壤酸堿度（PH）在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；
② 土壤氮含量在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；
③ 土壤磷含量在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；
④ 土壤鉀含量在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；
⑤ 土壤溫度在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；
⑥ 土壤含水率在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；
⑦ 土壤電導(dǎo)率在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；
⑧ 其他定制類(lèi)土壤監(jiān)測(cè)。
2)AI人工智能：
② 儀器能語(yǔ)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(yǔ)音智能識(shí)別并按指令進(jìn)行數(shù)據(jù)清單打印；
④ AI人工智能語(yǔ)音解答常見(jiàn)問(wèn)題、知識(shí)科普。
3)數(shù)據(jù)超標(biāo)報(bào)警：
② 手機(jī)端APP報(bào)警；
③ 本地AI智能語(yǔ)音報(bào)警；
④ 報(bào)警查詢(xún)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(wú)線(xiàn)傳輸與控制功能：
儀器集成無(wú)線(xiàn)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(yáng)能供電結(jié)合市電設(shè)備支持太陽(yáng)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：
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(xún)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(hù)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)
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：可全天候運(yùn)行。適應(yīng)室內(nèi)、大棚、戶(hù)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(yáng)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(xiàn)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)
| 序號(hào) | 技術(shù)指標(biāo) | 技術(shù)參致 | |
| 1 | 土壤酸堿度（PH) | 最程 | 3-9PH |
| 分辨率 | 0.1 | ||
| 精度 | ±0.3PH | ||
| 探針 | 防腐等制電機(jī) | ||
| 2 | 氮磷鉀參數(shù) | 量程 | 1-1999 mg/kg(mg/L) |
| 分辨率 | 1mg/kg(mg/L) | ||
| 精度 | ±2%FS | ||
| 探針 | 不銹鋼 | ||
| 3 | 電導(dǎo)率參數(shù) | 量程 | 0-20000us/cm |
| 分辨率 | 10us/cm | ||
| 精度 | 0-10000us/cm 范圍內(nèi)為±3%; 10000-20000us/cm范圍內(nèi)為±5% | ||
| 探針 | 防腐特制電極 | ||
| 4 | 土壤水分參數(shù) | 量程 | 0-99% |
| 分辨率 | 0.10% | ||
| 精度 | 0-50%內(nèi)±2%，50-99%內(nèi)±3% 〔棕壤，60%，25℃) | ||
| 探針 | 防腐特制電極 | ||
| 5 | 土壤溫度多數(shù) | 最程 | -40～80℃ |
| 分辨率 | 分辨率:0.1℃ | ||
| 精度 | ±0.5℃（25℃） | ||
| 探針 | 防腐特制電極 | ||
| 6 | 電導(dǎo)率溫度補(bǔ)償 | 內(nèi)置溫度補(bǔ)償傳感器，補(bǔ)償范圍0-50℃ | |
| 7 | 傳感器防護(hù)等級(jí) | IP68 | |
| 8 | 密封材料 | 黑色阻燃環(huán)氧樹(shù)脂 | |
| 9 | 默認(rèn)線(xiàn)纜長(zhǎng)度 | 2米，線(xiàn)纜長(zhǎng)度可按要求定制 | |
| 10 | 外形尺寸 | 45*15*123mm | |
| ll | 輸出估號(hào) | RS485(Modbus 協(xié)議) | |
| 12 | 直流供電《默認(rèn)） | DC4.5-30V | |
| 13 | 功耗 | 0.7W (24V DC供電） | |
| 14 | 工作溫度 | -40℃～+60℃ | |
| 15 | 內(nèi)核芯片耐溫 | 85℃ | |
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(yáng)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(guò)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(yáng)與防護(hù)。
1）速測(cè)方法
選定合適的測(cè)量地點(diǎn)，避開(kāi)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(kāi)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?，將坑填埋?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(yáng)光直接照射到傳感器上而導(dǎo)致溫度過(guò)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(xiàn)，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(xiàn)、串口調(diào)試工具及配置軟件。
將設(shè)備調(diào)試線(xiàn)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(xiàn)的485A、485B，棕、黑對(duì)應(yīng)DC12V電源的電源正和DNG。
2）接口說(shuō)明
寬電壓電源輸入4.5~30V均可。485信號(hào)線(xiàn)接線(xiàn)時(shí)注意A/B兩條線(xiàn)不能接反，總線(xiàn)上多臺(tái)設(shè)備間地址不能沖突。
3）接線(xiàn)說(shuō)明
九、配置軟件安裝及使用
1）軟件選擇
打開(kāi)資料包，選擇“調(diào)試軟件”---“485參數(shù)配置軟件”，找到
打開(kāi)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(chēng)。
③、根據(jù)使用需要修改地址以及波特率，同時(shí)可查詢(xún)?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(xiàn)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)中是的（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(wèn)詢(xún)幀結(jié)構(gòu)：
從機(jī)應(yīng)答幀結(jié)構(gòu)：
