太阳能无线土壤水分测定仪的传感器由高频信号发生电路、探针、整流滤波电路、单片机、无线收发模块、太阳能电池、锂电池、充放电管理电路等构成,结构如图1所示。
图1 土壤水分测定仪的系统总体结构示意图
太阳能电池采用滴胶太阳能电池板,其开路电压为5V、短路电流为50mA,用于收集太阳能。锂电池采用650mh•h手机电池,其标称电压为3.7V,充电限制电压为4.2V,用于存储太阳能电池收集到的能量。充放电管理电路实现锂电池的充放电控制并提供电池的状态信息,并将锂电池电压经降压稳压后为整个系统供电。
土壤水分测定仪的无线收发模块采用MRF24G40MA。该模块采用芯片MRF24J40构成,同时集成了无线传输所必需的外围器件和天线,省去了复杂的天线匹配设计与射频电路的设计,提高了系统的可靠性。结合IEEE802.15.4无线网络协议栈,可实现无线传感网络的组网及数据的传输。
土壤水分测定仪的系统工作流程:
图2 土壤水分测定仪的系统工作流程图