土壤湿度传感器模块电路图
土壤、虫感知、EC、PM、CO2功能描述图片及参数-广州大气候
土壤温湿度传感器土壤温湿度传感器实时采集土壤温度、土壤容积含水量，采用FDR频域反射原理，利用土壤介电常数和土壤容积含水量存在的线性关系来检测含水量，测量精确、性能可靠。
通过ZIGBEE无线方式与农眼及其他设备通讯，进行数据可靠传输。
通信距离可达到100M（空旷地带），支持128-bit AES的加密方式和16通道通信，数据传输高效安全。
可实现多个传感器与农眼同时通讯。
使用探测头+探测体式的设计，并支持软连接方式，线缆长度可扩展至2M。
监测深度可按实际情况调整。
探针采用不锈钢，硬度强，防刮伤。
特殊的防水、防潮设计，可长期埋于土壤中。
具有较强的耐候性，防酸、碱、盐；低洼地，积水应不影响设备正常工作。
设备线缆可防止老鼠，白蚁等虫类蚀咬。
基本参数供电方式8节AA碱性电池续航时间≧5年线缆长度0-2M（可调）默认0.5M通讯方式zigbee无线传输传输距离≤100M（空旷地带）组网方式自组网外形尺寸220MM*70MM温度测量范围-40～60℃测量精度±0.8℃分辨率0.1℃湿度测量范围0～100%容积含水率测量精度±5%分辨率1%虫情信息采集器基本参数工作温度10℃～60℃工作时间夜间，可设置工作时长0-6小时/晚，可设置诱虫灯功率8W诱虫灯光谱365±50nm高压电网电压5KV覆盖范围10亩功耗≤13W通讯接口RS485\ZIGBEE\GPRS无光照续航时长18小时自洁频次1次/天，支持手动清洁虫情信息采集器根据昆虫具有趋光性的特点，利用昆虫敏感的特定光谱范围的诱虫光源，诱集消灭昆虫，并统计虫害数量。
虫害情况可按小时，天，月等不同时间单位呈现。
配合农眼气象数据，GPS位置信息，通过大数据运算分析，可以建立一个完整的病虫害模型，病虫害模型可随数据积累自主学习不断完善。
对比病虫害模型和当前虫害情况，可以对病虫害做出预测，指导农户经济高效的控制农药使用剂量，严控虫害。
虫情信息采集器，可单独工作，也可集成于农眼之上。
湿度传感器PPT模板
1.3 主要参数
1．测量范围 指能保证湿度传感器正常工作的被测湿度最大变化范围。 2．灵敏度 指在一定湿度范围内，湿度变化为1%RH时，其感湿特征量的变化值或变化率。 指在一定温度环境下，当被测湿度发生变化时，输出的感湿特征值达
湿度为 W
T
100%
（6-5）
如
式中， 和max 分别表示某温度下空气的绝对湿度和饱和湿度； PV 和 PW 分
别表示某温度下实际水蒸气压和饱和水蒸气压。
1.2 常见的湿度传感器
1．氯化锂湿度传感器
氯化锂湿度传感器是利用吸湿性盐类（即含有氯化 锂成分的混合液体）潮解使离子导电率发生变化而制成 的测湿元件。它主要由引线、基片、感湿层和金属极板 组成。
3．响应时间 到稳定变化量的规定比例所需的时间。
4．温度系数 指感湿特性曲线随温度变化的特性。
6.3.1 结构及工作原理
1．土壤湿度检测
SLHT5-1型土壤湿度传感器（见图6-15）可以 检测农作物周围土壤的湿度，它具有很好的抵抗环 境其他因素干扰的能力，而且不会因为土壤湿度发 生突变而造成检测不准确，因此不需要额外增加信 号稳定电路。
传感器原理与应用
1.1 湿度的表示方法
1．绝对湿度
单位体积的空气中所含水蒸气的质量称为绝对湿度（AH），它也指空气中水蒸气的
密度，其定义式为
mV V
（6-4）
式中， 表示被测空气的绝对湿度，单位是 g/L 或 mg/L； mV 表示被测空气中水蒸气的
质量，单位是 g 或 mg；V 表示被测气体的体积，单位是 L。
【雕爷学编程】Arduino动手做（70）---土壤湿度传感器
【雕爷学编程】Arduino动⼿做（70）---⼟壤湿度传感器37款传感器与执⾏器的提法，在⽹络上⼴泛流传，其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不⽌这37种的。
鉴于本⼈⼿头积累了⼀些传感器和执⾏器模块，依照实践出真知（⼀定要动⼿做）的理念，以学习和交流为⽬的，这⾥准备逐⼀动⼿尝试系列实验，不管成功（程序⾛通）与否，都会记录下来---⼩⼩的进步或是搞不掂的问题，希望能够抛砖引⽟。
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料+代码+图形+仿真）实验七⼗：电容式⼟壤湿度传感器模块不易腐蚀宽电压⼯作（TL555I）TL555I 6位模数转换器 SOP-8 实时时钟芯⽚电容式传感器是以各种类型的电容器作为传感元件，将被测物理量或机械量转换成为电容量变化的⼀种转换装置，实际上就是⼀个具有可变参数的电容器。
电容式传感器⼴泛⽤于位移、⾓度、振动、速度、压⼒、成分分析、介质特性等⽅⾯的测量。
最常⽤的是平⾏板型电容器或圆筒型电容器。
典型的电容式传感器由上下电极、绝缘体和衬底构成。
当薄膜受压⼒作⽤时，薄膜会发⽣⼀定的变形，因此，上下电极之间的距离发⽣⼀定的变化，从⽽使电容发⽣变化。
但电容式压⼒传感器的电容与上下电极之间的距离的关系是⾮线性关系，因此，要⽤具有补偿功能的测量电路对输出电容进⾏⾮线性补偿。
电容式湿度传感器是利⽤湿敏元件的电容值随湿度变化的原理进⾏湿度测量的传感器。
此类湿敏元件实际上是⼀种吸湿性电解质材料的介电常数随湿度⽽变化的薄⽚状电容器，感湿材料为聚酰铵树脂，酰根纤维素和⾦属氧化物如AL2O3等。
国外⼚家⽐较优质的湿度传感器产品主要使⽤聚酰胺树脂，产品结构概要为在硼硅玻璃或蓝宝⽯衬底上真空蒸发制作⾦电极，再喷镀感湿介质材料（如前所述）形式平整的感湿膜，再在薄膜上蒸发上⾦电极，⾦的原度控制在70Um 左右，以保证⽔蒸汽顺利通过.湿敏元件的电容值与相对湿度成正⽐关系，线性度约±2%湿敏电容与相对湿度关系图。
土壤湿度检测电路
北方民族大学实训报告系（部、中心）电气信息工程学院姓名莫文涛学号 20120588专业电子信息工程班级 121班同组人员刘丹20120575、杨文华20120606课程名称专业课程综合实训系列Ⅰ实训题目名称土壤湿度检测电路起止时间2015年3月2日——2015年7月5日成绩指导教师签名北方民族大学教务处制教师评语：土壤湿度检测电路的设计与制作【摘要】本设计主要的内容是土壤湿度检测电路的设计与制作。
该电路的工作原理是由AT89C51单片机和ADC0809组成系统的核心部分，湿度传感器将采集到的数据直接传送到ADC0809的IN端作为输入的模拟信号。
选用湿度传感器和AD 转换，电路内部包含有湿度采集、AD转换、单片机译码显示等功能。
单片机需要采集数据时，发出指令启动A/D 转换器工作，ADC0809根据送来的地址信号选通IN3通道，然后对输入的模拟信号进行转换，转换结束时，EOC输出高电平，通知单片机可以读取转换结果，单片机通过调用中断程序，读取转换后的数据。
最后，单片机把采集到的湿度数据经过软件程序处理后送到LED数码管进行显示。
【关键词】湿度传感器\AD\转换\AT89C51目录一、设计方案选择 (5)1、方框图 (5)二、土壤湿度检测电路的单元电路 (6)1、湿度采集 (6)2、A/D转换与ADC0809 (7)3、AT89C51单片机 (10)三、源程序 (15)四、LED数码管 (16)五、软件调试 (17)六、安装与调试 (18)七、元器件清单 (20)八、系统仿真 (20)九、心得体会 (22)一、设计方案选择方案一：可利用湿度传感器采样土壤中的湿度信号，以提供给显示电路部分，关于湿度含量可采用ADC的方法将模拟信号转换成数字信号，然后再用译码器将转换后的数字信号提给显示电路实现显示，ADC转换电路所需脉冲由555构成的多谐振荡器来提供。
1、方框图方案二：根据传感器采集土壤湿度，提供给ADC0809进行模数转换，转换出的数字信号送给AT89C51单片机进行实时处理，同时由单片机控制ADC0809的转换开始与结束，单片机把处理后的数据经过处理送达LED数码管进行显示。
3种湿度传感器应用电路
3种湿度传感器应用电路湿敏元件主要分为两大类：水分子亲和力型湿敏元件和非水分子亲和力型湿敏元件。
利用水分子有较大的偶极矩，易于附着并渗透入固体表面的特性制成的湿敏元件称为水分子亲和力型湿敏元件。
例如电阻式湿敏元件、电容式湿敏元件和毛发湿度计。
另一类非水分子亲和力型湿敏元件利用其与水分子接触产生的物理效应来测量湿度。
例如热敏电阻式湿度传感器和红外线吸收式湿度传感器等。
下面介绍3种常用的湿度传感器应用电路。
1 直读式湿度计的应用电路直读式湿度计电路如图1所示，其中RH为氯化锤湿敏电阻器，氯化锤是一种吸湿盐类，氯化锤湿敏电阻器是一种新型湿敏电阻器，属水分子亲和力型湿敏元件，它采用真空镀膜工艺在玻璃片上镀上一层梳状金电极，然后在电极上涂上一层由氯化锤和聚氯乙烯醇等配制的感湿膜。
由于聚氯乙烯醇是一种粘合性很强的多孔性物质，它与氯化锤结合后，水分子会很容易在感湿膜中吸附或释放，从而使湿敏电阻器的电阻值发生迅速的变化。
为了提高湿敏电阻器的抗污染能力，还在湿敏电阻表面涂敷一层多孔性保护膜。
对于一种配方的湿敏电阻，其测试湿度的范围相当狭窄。
要求湿度测量范围较大时，需要将多个湿敏电阻器组合使用，其测量范围才能达到20%～80%RH。
由VT1、VT2和T1等组成测湿电桥的电源，其振荡频率为250～1000Hz。
电桥的输出信号经变压器T2、C3耦合到VT3，经VT3放大后的信号由VD1～VD4桥式整流后输入微安表，指示出由于相对湿度的变化而引起电流的改变。
经标定并把湿度刻划在微安表表盘上，就成为一个简单而实用的直读式湿度计了。
图○12 电容型湿度传感器的应用电路电容型湿度传感器是用高分子材料的湿敏元件作为敏感元件，它利用有机高分子材料的吸湿性能与膨润性能制成的，属水分子亲和力型湿敏元件，吸湿后，介电常数发生明显变化的高分子电介质，可做成电容式湿敏元件。
常用的高分子材料是醋酸纤维素、尼龙和硝酸纤维素等。
高分子湿敏元件的薄膜做得极薄，一般约5000埃，使元件易于很快的吸湿与脱湿，减少了滞后误差，响应速度快。
219335452_基于阿里云的智慧温室大棚系统设计
2023年 / 第6期 物联网技术1310 引 言随着物联网信息技术的发展，我国农业形式正在由传统农业向数字农业、精确农业再到智慧农业转变[1]。
我国作为农业生产大国，农业生产在国民经济发展过程中发挥着不可替代作用。
如今，现有的农业大棚种植大多还是以传统种植方式为主，智能化程度低，消耗人力严重，种植者无法准确获取农作物实时数据并进行科学管理，利用有限的土地创造出更多的农作物产量，提升作物产值。
所以我国必须进行大棚农业种植升级转型，根据传统大棚作物缺陷，智慧温室大棚系统利用物联网技术、传感器技术、阿里云等开发平台设计了一套智慧温室大棚系统。
智慧温室大棚能够根据不同作物对环境的不同要求进行智能感知与调控，使大棚种植向高效率、高产量、低成本的现代农业逐步转变。
1 智慧温室大棚系统设计框架智慧温室大棚系统是基于阿里云平台，主要由智能传感器、MCU 、被控部件和人机交互界面组成，多重传感器分别用来测量作物环境温湿度、土壤湿度、棚内紫外线强度、CO 2浓度、土壤pH 等；控制部件采用STM32F407单片机作为微控制器；被控部件主要由调温设备、控湿设备、通风设备、喷洒设备、CO 2发生器构成，人机交互界面主要是PC 界面与底层数据显示界面[2]。
在保证智能温室大棚软件系统稳定运行的情况下，通过优化底层硬件提升系统稳定性与可靠 性[3]。
智慧温室大棚系统设计框架如图1所示。
图1 智慧温室大棚系统设计框架传感器作为系统的感知部分，也为系统的基础部件。
智能传感器将采集到的作物环境温湿度、棚内紫外线强度、CO 2浓度等信息通过微处理器STM32F407单片机处理，通过4G Cat 1模组上传至阿里云平台，阿里云平台针对大棚内环境信息做出分析与反馈。
2 智慧温室大棚系统硬件设计2.1 传感器模块温湿度传感器具有数据传输稳定、功耗低、控制简单等特点，在选择温湿度传感器时，考虑到温室大棚内的环境温度和湿度对作物影响状况，且系统对数据传输的稳定性要求较高，同时用户希望系统能够操作简单，因此，系统选择常见的DHT11温湿度传感器作为测量大棚内的温湿度情况[4]。
土壤湿度测量系统的设计
SPEAKER
Q1 R2 2.2k PNP901 2 SW-PB S2 S1 GND 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 C2 30P
U1 +5 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 REST P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD XTAL2 XTAL1 GND STC8 9C52 R15 30K R13 200 K
+5 D2 2 GND 2 K A LED D1 K A LED 1 R7 1k 1 R8 1k
160 2 16PIN
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
R9 10k
GND +5 GND
11 12 13 14 15 16
D0D1D2D3D4D5D6D7
GND +5
R10 1.5k LS1 +5
6.按键模块
在设置设定值的界面里S1为确定键，S2为下翻键，S3上翻 键。设置界面里有最低值设置和最高值设置两个选项。设 置设定值时，S1为确定键，S2为加一键，S3为减一键。这 些按键通过P1.3、P1.4、P1.5三个引脚与单片机相连。
开始
软件设计模块
扫描键盘
否
是否有摁 键下
是
测量土壤湿度
土壤湿度测量系统的设计
大体计划设计：为了能够精确的测出土壤湿度，设计了以 AT89C52单片机为核心的土壤湿度计。硬件部分采用 LCD1602作为显示屏，土壤湿度传感器则采用HSll01，它 是一款电容式传感器，电容值会随湿度的变化而变化，将 HS1101置于555振荡电路中，将电容信号转换为电压频率 信号。利用单片机的中断读取数据，以单片机为核心对数 据进行记录、存储、处理和报警。电源接口采用的是USB 接口。软件部分则采用C语言实现，通过分模块编写程序， 逐一实现土壤湿度测试，报警等功能。
无线传感器网络节点硬件的模块化设计
无线传感器网络节点硬件的模块化设计时间：2010-12-05 19:36:40 来源：作者：姜凤鸣童玲田雨3．3 采集模块采集模块负责采集数据并调理数据信号。
本设计中，监测的是土壤的温度和湿度数据，采用的传感器是PTWD-3A型土壤温度传感器以及TDR-3型土壤水分传感器。
PTWD-3A型土壤温度传感器采用精密铂电阻作为感应部件，其阻值随温度变化而变化。
为了准确地进行测量，采用四线法测量电阻原理，将电阻信号调理成CC2430芯片A／D通道能采样的电压信号。
图7中，由P354运算放大器、高精度精密贴片电阻以及2．5 V电源构成10 mA恒流源。
10 mA的电流环流经传感器电阻R1、R2将电阻信号转换成为电压信号，由差分放大器LT1991一倍增益将信号转换为单端输出送入CC2430芯片的ADC通道进行采样。
TDR-3型土壤水分传感器输出信号即为电压信号，其调理电路如图8所示。
传感器输出信号通过P354运算放大器送入CC2430芯片的ADC通道进行采样。
3．4 电源模块电源模块负责调理电压、分配能量，分为充电管理模块、双电源切换管理模块、电压转换模块3个模块。
本设计中采用额定电压12 V、电容量3 Ah的铅酸电池供电。
作为环境监测的无线传感器网络应用，节点需要在野外无人看守的情况下进行工作，能量补给是系统持续工作的重要保证。
本设计采用太阳能电池板为节点在野外工作时进行电能的补给，充电管理模块则是根据日照情况以及电池能量状态对铅酸电池进行合理、有效的充电。
如图9所示，光电耦合器TLP521-100和场效应管Q共同构成了充电模块的开关电路，可以由CC2430芯片的I／0口很方便地进行控制。
在太阳能电池板对电池充电时，电池不能对系统进行供电，因此设计中采用了双电源供电方式，保持“一充一供”的工作状态，双电源切换管理模块负责电源的安全、快速切换。
如图10所示，采用了两个开关电路对两块电源进行切换。
在电源进行切换时，总是先打开处于闲置状态的电源，再关闭正在为系统供电的电源，因此会在一段短暂的时间内同时有两个电源对系统供电，这是为了防止系统出现掉电情况。