[发明专利]一种基于电磁涡流法的非接触的土壤电导率测量系统

权利要求书

1.一种基于电磁涡流法的非接触的土壤电导率测量系统，其特征在于：

包括控制处理系统、发射线圈和接收线圈，发射线圈和接收线圈置于土壤的上方，发射线圈和接收线圈均电连接到控制处理系统；控制处理系统控制发射线圈通电发出随时间变化的磁场，经过土壤传播后由接收线圈磁感应接收获得信号输入到控制处理系统分析处理得到土壤电导率测量结果；

所述控制处理系统包括MCU模块、震荡检测模块、电源处理模块、电量检测模块和无线通讯模块；震荡检测模块分别和发射线圈、接收线圈连接，震荡检测模块、电源处理模块和无线通讯模块均连接到MCU模块，电量检测模块和电源均连接到电源处理模块；

所述的MCU模块包括单片机U5，单片机U5的NRST脚经电阻R13接D3.3V电源，单片机U5的NRST脚经电容C5接地，单片机U5的PD0-OSC-IN脚和PD1-OSC-OUT脚之间并联有电阻R12和晶振X1，单片机U5的PD0-OSC-IN脚和PD1-OSC-OUT脚分别经电容C3和电容C4后接地，单片机U1的BOOT0脚经电阻R14接地；单片机U1的SWCLK脚、VDD脚、VSS脚、SWDIO脚连接到插口SW；

以补偿电感L_Choke为发射线圈，感应线圈Sensor为接收线圈，震荡检测模块主要包括电压比较器U1和U2以及逻辑芯片U3和U4组成，补偿电感L_Choke一端接激励信号Incentive，另一端依次经零欧电阻R1、电容C1接地，感应线圈Sensor的一端接激励信号Incentive，另一端依次经零欧电阻R2、电容C2接地，在零欧电阻R1和电容C1之间引出相位信号一WAVEN，在零欧电阻R2和电容C2之间引出相位信号二WAVEP；电阻R3～R6依次串联连接在A3.3V电源和地之间，相位信号二WAVEP连接在电阻R4和电阻R5之间，电阻R3和电阻R4之间引出电压信号一V1并接入电压比较器U1的IN-脚，相位信号一WAVEN经电阻R7分别接入电压比较器U1的IN+脚与电压比较器U2的IN-脚，电阻R5和电阻R6之间引出电压信号二V2并接入电压比较器U2的IN+脚；电压比较器U1的OUT脚与电压比较器U2的OUT脚分别连接到与非逻辑单元U3的直接置位端A和到与非逻辑单元U4的直接复位端B，与非逻辑单元U3的直接复位端B连接到到与非逻辑单元U4的OUT脚，与非逻辑单元U4的直接置位端A连接到到与非逻辑单元U3的OUT脚，与非逻辑单元U3的OUT脚经电阻R9后输出单片机U5的PA0-WAKEUP脚；与非逻辑单元U4的OUT脚电阻R8后分别连接到场效应管LOU1和场效应管LOQ1的栅极，场效应管LOU1的源极依次经电阻R10、电阻R11后连接到场效应管LOQ1的漏极，电阻R10和电阻R11之间引出连接到激励信号Incentive，场效应管LOU1的漏极接3.3V电源，场效应管LOQ1的源极接地。

2.根据权利要求1所述的一种基于电磁涡流法的非接触的土壤电导率测量系统，其特征在于：

所述电源处理模块包括降压芯片UP1和芯片稳压芯片AMS1117-3.3，降压芯片UP1的IN引脚与MCU模块中单片机U5的VBAT脚连接，GND引脚接地，OUT引脚与5V电源相连，5V电源和地之间并联有退耦滤波电容CP5、CP6、CP7，单片机U5的VBAT脚和地之间并联有退耦滤波电容CP1、CP2、CP3、CP4，且退耦滤波电容CP1、CP2、CP3、CP4、CP5、CP6、CP7的负极接地；

5V电源通过芯片稳压芯片后得到D3.3V电源，D3.3V电源依次通过退耦滤波电容CP11～CP13、电感L1后再经退耦滤波电容CP11～CP13得到A3.3V电源，使得3.3V更加稳定；退耦滤波电容CP8、CP9、CP10的正极与D3.3V电源相连，退耦滤波电容CP11、CP12、CP13的正极与A3.3V电源相连，负极均与地相连。

3.根据权利要求1所述的一种基于电磁涡流法的非接触的土壤电导率测量系统，其特征在于：所述的电量检测模块主要由串联在单片机U5的VBAT脚和地之间的稳压管Dz1和电阻R15构成，稳压管Dz1和电阻R15之间引出信号源端ADCX，信号源端ADCX连接到单片机U5的AINI脚。

4.根据权利要求1所述的一种基于电磁涡流法的非接触的土壤电导率测量系统，其特征在于：所述的电源采用锂电池，单片机U5的VBAT脚与锂电池的正极相连，稳压管DZ1的负极连接单片机U5的VBAT脚，稳压管DZ1的正极与信号源端ADCX和电阻R15的正极相连，电阻R15另一端与地相连。