[发明专利]无线多点土壤电阻率测量系统

权利要求书

1.一种无线多点土壤电阻率测量系统，其特征在于，包括主机部分和从机部分，主机部分包括单片机控制电路、液晶显示电路、外部数据存储电路、无线通讯电路及键盘电路；从机部分包括带AD转换的单片机控制电路、无线通讯电路、正弦波发生电路、交变恒流源电路、传感器电极、差分电路、有效值转换电路、信号放大电路、数字电位器；从机的测量电路部分由正弦波发生电路产生失真度较低的正弦波信号，加载到交变恒流源电路上作为测量电路的激励源，接在传感器电极的两电流端，当传感器电极接上激励源后，电极的两电压端就会产生电压差，由差分电路得到这个差值，在经过有效值转换电路得到这个差值的有效值直流信号，由放大电路放大后传给单片机AD转换口做AD转换。最后通过无线模块将AD转换结果发送给主机。

2.根据权利要求1所述的无线多点土壤电阻率测量系统，其特征在于，所述主机部分的单片机为STC89C52单片机，其内部有三个16位的可编程的定时/计数器。

3.根据权利要求1所述的无线多点土壤电阻率测量系统，其特征在于，所述从机采用的单片机自身带有8路10位AD。

4.根据权利要求1所述的无线多点土壤电阻率测量系统，其特征在于，所述主机部分液晶显示电路的液晶屏是HJ1602A图形点阵型液晶模块，带背光，液晶模块与单片机连接需要占用单片机的11个I/O口，单片机的P3.5、P3.6、P3.7口分别与液晶模块的RS、RW、E相连，P2口与液晶模块的RS、RW、E相连，P2口与液晶模块的数据口相连。

5.根据权利要求1所述的无线多点土壤电阻率测量系统，其特征在于，所述主机部分外部数据存储电路AT24C08采用两线串行的总线和单片机通讯，电压最低可以到2.5V，额定电流为1mA，静态电流10uA，电压5.5V，是一个8K位串行CMOS E2PROM，内部含有1024个8位字节，AT24C08有一个16字节页缓存器，该器件通过I2C总线接口进行操作，AT24C08由单片机的P0.6口和P0.7口控制，R1、R2是上拉电阻，AT24C08的数据线和地址线是复用的，采用串口的方式传送数据，只用两根线SCK移位脉冲和SDA数据/地址与单片机传送数据。

6.根据权利要求1所述的无线多点土壤电阻率测量系统，其特征在于，所述主机部分无线通讯电路中的无线模块nRF24L01为一款工作在2.4～2.5GHz ISM频段的单片无线收发器芯片，无线收发器包括：频率发生器、增强型ShockBurst^TM模式控制器、功率放大器、晶体振荡器哦、调制器、解调器，功率输出、频道选择和协议设置通过SPI总线接口进行设置，nRF24L01无线发射接收模块的电源设计和与单片机的连接，使用AMS1117稳压管进行稳压，以得到3.3V稳定电压，使用单片机的P0口与nRF24L01无线发射接收模块连接。

7.根据权利要求1所述的无线多点土壤电阻率测量系统，其特征在于，所述从机部分正弦波发生电路采用专用函数信号发生器ICL8038来产生正弦信号，输出信号Vsin峰峰值为5.2V，频率为330Hz输出信号端Vsin将连接交变恒流源电路输入端。

8.根据权利要求1所述的无线多点土壤电阻率测量系统，其特征在于，所述从机交变恒流源电路采用的改进型Howland电流泵电路，输出端Rsb端可以接地，交变电流源电路有三部分构成，分别是基准源、比较和输出。交流源电路的基准源Vsin是正弦信号，该信号是由正弦波发生电路产生的，输出端Rsb接负载。

9.根据权利要求1所述的无线多点土壤电阻率测量系统，其特征在于，所述从机差分电路差分信号输入端加入了电压跟随器电路。

10.根据权利要求1所述的无线多点土壤电阻率测量系统，其特征在于，所述从机有效值转换电路主要由真有效值转换芯片AD637构成，内部包括有源整流器、平方/除法器、滤波放大器、缓冲器、偏置电路，dB OUT为电平电压输出端，BUFF IN、BUFF OUT分别为缓冲器的输入、输出端。