可延伸式無線土壤量測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本公開關于一種可延伸式無線土壤量測裝置，用于監測地表下土壤內的狀況。
【背景技術】
[0002]無線土壤傳感器通過連續監測土壤水分含量，以及其他土壤條件，通常能有效地用來減少水資源浪費和增加水的效率。傳統的無線土壤傳感器系統將探棒狀的傳感器埋入土壤中。圖1所示為傳統無線土壤傳感器探棒的示意圖。如圖1所示，一種無線土壤傳感器探棒通常包括一頂部101和一桿棒部102。桿棒部102通常制成為筒狀，以容納多個傳感器1021、1022、1023。傳感器1021，1022，1023可監測各種土壤條件，例如:濕氣，特定的化合物，等等，并通過一個電路將所監測的數據傳送至頂部101。頂部101則露出于土壤地表100上面以將收集的土壤數據傳輸到一數據站103。
[0003]傳統的無線土壤傳感器探棒顯示某些使用上的缺點。例如，當部署無線土壤傳感器探棒于一個大面積的范圍時，必須使用大量的傳感器探棒。由于大面積范圍的不同部分可能包括各種不同土壤條件，因此需要針對不同土壤條件的不同部位進行監測。然而，由于傳統無線土壤傳感器探棒的探棒軸部102的長度通常是固定，且每一個土壤傳感器探棒通常包含相同的傳感單元1021、1022、1023，這種缺乏彈性的方式可能增加部署的難度和成本。
【發明內容】
[0004]本發明主要在克服了上述傳統無線土壤傳感器系統的缺點。本發明的主要目的在于提供一種提供靈活且容易進行部署的可延伸的無線土壤測量裝置。
[0005]本發明的實施例公開一種可延伸式的無線土壤測量裝置，包括:一頂部與多個傳感器；其中，該頂部設置于地表或高于地表以上，而該多個傳感器則是埋設于地表下的土壤內，以感測土壤狀況、產生代表土壤狀況的土壤數據、并將該土壤數據傳送至該頂部；該多個傳感器可組裝成一根桿棒，每個傳感器還包含一傳感單元，以感測該土壤狀況；一電路模塊，連接于該傳感單元，以將該感測到的土壤狀況傳送至該頂部；一傳感器容置單元，用于容置該傳感單元與該電路模塊；以及一接合元件，以頭尾相接的方式結合兩個傳感器，以形成一桿棒狀。
[0006]根據本發明的一種實施方式，其中該傳感器容置單元優選地可由金屬，陶瓷或多孔塑料材料制成。
[0007]根據本發明的另一種實施方式，其中該傳感器容置單元還包括:一第一段，包括一個圓管壁和一底部，以形成可與接合元件吻合的一個盤；一第二段，包括一個圓管壁和一底部，當連接時，該第一段的底部和所述第二段形成一個可容納所述該電路模塊的空腔室，以隔絕接觸土壤和保護該電路模塊；底部有一個開口，用于允許將該傳感單元延伸到容納所述容納該電路模塊的空腔室，并電連接到該電路模塊；一第三段，包括一個圓管壁和一底部，連接到第二段以形成用于容納所述傳感單元的一個空腔室，該圓管壁設置有多個開口，以允許土壤進入填充腔室和并接觸傳感器，該傳感單元必須緊密貼合在第二段底部的開口，以確保第二段和第一段的底部形成一個密封的腔室；以及一第四段，包括一個圓管壁，連接到該第三段的底部；其中，所述四個段連接在一起，一體成型以形成一個圓管狀外殼；當組裝兩個傳感器時，前一個傳感器的第四段和下一個傳感器的第一段通過該接合元件接合，以頭尾相連的方式接合延伸，以形成一根桿棒。
[0008]根據本發明的另一種實施方式，進一步包括多個連接器，其中該連接器可被設置于兩個傳感器之間，以及該頂部和該傳感器之間，以調整該可延伸式的無線土壤測量裝置的長度或掩埋的深度。
[0009]根據本發明的另一種實施方式，其中該連接器還包括一金屬線以降低無線信號的傳輸損耗。
[0010]根據本發明的另一種實施方式，其中該金屬線的長度可根據所用傳輸土壤信息的頻率而調整。
[0011]根據本發明的另一種實施方式，其中當傳輸頻率為433MHz時，金屬線的長度優選為 13cm。
[0012]根據本發明的另一種實施方式，其中該頂部可進一步包括一個或多個傳感單元。
[0013]根據本發明的另一種實施方式，其中該一個或多個傳感單元是空氣濕度傳感器、氣溫傳感器、光照強度傳感器、CO2濃度傳感器、空氣壓力傳感器、GPS傳感器、加速傳感器、或前述的任意組合。
[0014]根據本發明的另一種實施方式，其中該傳感單元是一加速計、一土壤張力計、一土壤濕度傳感器、一土壤溫度傳感器、一土壤的溶氧傳感器、一土壤PH水準傳感器、一土壤電導率傳感器、一土壤介電頻率傳感器、或前述的任意組合來監測任何組合必要的土壤狀況。
[0015]以下茲配合附圖、實施例的詳細說明及權利要求，將上述及本公開的其他目的與優點詳述于后。
【附圖說明】
[0016]為使本發明的目的、技術特征及優點，能更為相關技術領域人員所了解，并得以實施本發明，在此配合所附的附圖，具體闡明本發明的技術特征與實施方式，并列舉較佳實施例進一步說明。以下文中所對照的附圖，表達與本發明特征有關的示意，并未亦不需要依據實際情形完整繪制；而關于本案實施方式的說明中涉及本領域技術人員所熟知的技術內容，亦不再加以贅述，合先敘明。
[0017]圖1所示為傳統無線土壤傳感器探棒的示意圖。
[0018]圖2所示為本發明的可延伸式的無線土壤量測裝置的示意圖。
[0019]圖3所示為本發明的傳感器的結構的剖面示意圖。
[0020]圖4所示本發明另一實施例的傳感器的結構剖面示意圖。
[0021]圖5所示為本發明另一實施例的可延伸式的無線土壤測定裝置的示意圖。
[0022]圖6所示為本發明的不同頻率的無線信號的傳輸損耗。
[0023]圖7所示為本發明可延伸式土壤量測裝置在實際應用的示意圖。
[0024]【符號說明】
[0025]100 土壤地表
[0026]101 頂部
[0027]102桿棒部
[0028]1021 傳感器
[0029]1022 傳感器
[0030]1023 傳感器
[0031]103數據站
[0032]201 頂部
[0033]202傳感器
[0034]301傳感器容置單元
[0035]3011 第一段
[0036]3012 第二段
[0037]3013 第三段
[0038]3014 第四段
[0039]302接合元件
[0040]303電路模塊
[0041]304傳感單元
[0042]401傳感器容置單元
[0043]4011 第一段
[0044]4012 第二段
[0045]4013 第三段
[0046]402接合元件
[0047]403電路模塊
[0048]404傳感單元
[0049]501 頂部
[0050]502傳感器
[0051]503連接器
[0052]701 頂部
【具體實施方式】
[0053]圖2所示為本發明的可延伸式的無線土壤量測裝置的示意圖。如圖2所示，可延伸式的無線土壤量測裝置包括:一頂部201，以及至少一傳感器202。本實施例中一共標示六個傳感器。頂頭201設置于土壤表面或地表以上，以用于通過無線的方式將所述至少一傳感器收集的土壤數據發送到一遠程數據站。該六個傳感器202組裝成一個桿棒，以便于埋設于在土壤中。每個傳感器能夠感測一個土壤條件，產生代表所感測的土壤條件的土壤數據，并傳輸土壤數據至頂部201。傳感器202和頂部201之間的傳輸可以是通過有線或無線置的手段。本實施例中通過一種無線的手段。
[0054]值得注意的是，前述的至少一個傳感器202可以是相同的或不同的。換句話說，傳感器202可用于監測在不同土壤深度的相同條件在，或者在相同深度的不同土壤條件。如此，可提供各種應用的靈活性。
[0055]圖3所示為本發明的傳感器的結構的剖面示意圖。如圖3所示，傳感器還包括:一傳感器容置單兀301、一接合兀件302、一電路模塊303與一傳感單兀304。該傳感器容置單元301更包括:一第一段3011、一第二段3012、一第三段3013、以及一第四段3014 ;其中，所述四個段連接在一起，一體成型以形成一個圓管狀外殼。傳感器容置單元301優選地可由金屬，陶瓷或多孔塑料材料制成。第一段3011的結構包括一個圓管壁和一底部，以形成可與接合元件302吻合的一個盤。第二段3012的結構也包括一個圓管壁和一底部。當連接時，所述第一段3011