本實(shí)用新型屬于無(wú)源標(biāo)簽技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種無(wú)源墑情監(jiān)測(cè)標(biāo)簽。

背景技術(shù)：

普通墑情傳感器由于需要電源輸入線和數(shù)據(jù)傳輸線，所以接線多，給安裝和測(cè)量帶來(lái)很大的不方便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型旨在提出一種無(wú)源墑情監(jiān)測(cè)標(biāo)簽，以實(shí)現(xiàn)墑情傳感器的無(wú)源工作，用以方便安裝使用。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種無(wú)源墑情監(jiān)測(cè)標(biāo)簽，包括：

無(wú)線傳感芯片IC1，該無(wú)線傳感芯片IC1接收無(wú)線信號(hào)，并將無(wú)線信號(hào)中的能量轉(zhuǎn)化成電壓供電，同時(shí)該無(wú)線傳感芯片IC1設(shè)有通信接口，輸送通信信號(hào)；

隔離電路，一端與無(wú)線傳感芯片IC1的電壓輸出管腳電連接，另一端為輸出端，該端設(shè)有電壓輸出端VDDSYS輸出供電電壓，所述隔離電路將電路單向隔斷，避免電能反涌；

能量?jī)?chǔ)存電路，一端與隔離電路的輸出端電連接，另一端接地；

電壓監(jiān)測(cè)芯片IC2，該電壓監(jiān)測(cè)芯片IC2的電壓輸入端與隔離電路的輸出端電連接，接地端接地，電壓信號(hào)輸出端輸出信號(hào)電壓，監(jiān)測(cè)電路電壓狀況；

電壓監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)，一端與電壓監(jiān)測(cè)芯片IC2的電壓信號(hào)輸出端電連接，接收電壓監(jiān)測(cè)芯片IC2的信號(hào)電壓，另一端輸出信號(hào)電流；

信號(hào)處理器IC3，與無(wú)線傳感芯片IC1的通信接口通信連接，同時(shí)接收電壓輸出端VDDSYS輸出的供電電壓和電壓監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)輸出的信號(hào)電流；

墑情傳感器，與信號(hào)處理器IC3信號(hào)連接，向信號(hào)處理器IC3輸出墑情監(jiān)測(cè)信號(hào)。

進(jìn)一步的，所述無(wú)線傳感芯片IC1采用FARSENS公司的ANDY100芯片，該無(wú)線傳感芯片IC1的信號(hào)接收端設(shè)有信號(hào)接收天線，其電壓輸出管腳包括電壓供電管腳VDD和IO供電管腳VIO。

進(jìn)一步的，所述隔離電路包括二極管D1，所述二極管D1的正極與無(wú)線傳感芯片IC1的電壓供電管腳VDD電連接，負(fù)極為輸出端，且該二極管D1的負(fù)極與IO供電管腳VIO電連接。

進(jìn)一步的，所述能量?jī)?chǔ)存電路包括電容C1，所述電容C1的一端與所述隔離電路的輸出端電連接，另一端接地。

進(jìn)一步的，所述電壓監(jiān)測(cè)芯片IC2的型號(hào)為MAX6427MR。

進(jìn)一步的，所述電壓監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)包括場(chǎng)效應(yīng)管Q1，所述場(chǎng)效應(yīng)管Q1的柵極與電壓監(jiān)測(cè)芯片IC2的電壓信號(hào)輸出端電連接，源極接地，漏極輸出信號(hào)電流。

進(jìn)一步的，所述信號(hào)處理器IC3為單片機(jī)，型號(hào)為MSP430G2553。

進(jìn)一步的，所述墑情傳感器包括電阻R7和電容式墑情傳感器C5，所述電阻R7與電容式墑情傳感器C5串聯(lián)，該電容式墑情傳感器C5的另一端接地，該電阻R7的另一端以及電阻R7和電容式墑情傳感器C5的連接節(jié)點(diǎn)分別與信號(hào)處理器IC3的信號(hào)輸入端連接。

進(jìn)一步的，所述電容式墑情傳感器C5包括底座、第一電極和第二電極，所述底座呈圓形，該底座由絕緣材料制成，所述第一電極垂直固定在所述底座的下底面的中心，該第一電極與所述電阻R7電連接，所述第二電極有多個(gè)，環(huán)繞所述第一電極分布。

進(jìn)一步的，所述第二電極有三個(gè)。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型所述的無(wú)源墑情監(jiān)測(cè)標(biāo)簽具有以下優(yōu)勢(shì)：

(1)本實(shí)用新型所述的無(wú)源墑情監(jiān)測(cè)標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)了墑情監(jiān)測(cè)標(biāo)簽的無(wú)源工作，簡(jiǎn)化了墑情監(jiān)測(cè)標(biāo)簽的安裝連線，無(wú)源墑情監(jiān)測(cè)標(biāo)簽由于不需要電源，只需要2根線做為墑情傳感器中電容的兩個(gè)電極與標(biāo)簽相連，就可以通過(guò)讀寫器讀標(biāo)簽數(shù)據(jù)的方式讀出所要測(cè)量的土壤濕度，極大的方便廣大用戶，該無(wú)源墑情監(jiān)測(cè)標(biāo)簽最大特點(diǎn)就是綠色無(wú)源不需要供電，終身免維護(hù)。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的無(wú)源墑情監(jiān)測(cè)標(biāo)簽原理示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的無(wú)源傳感芯片管腳及外圍電路連接示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的信號(hào)處理器管腳及與墑情傳感器的連接示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的電容式墑情傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本實(shí)用新型中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過(guò)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。

如圖1至3所示，本實(shí)用新型包括：

無(wú)線傳感芯片IC1，該無(wú)線傳感芯片IC1接收無(wú)線信號(hào)，并將無(wú)線信號(hào)中的能量轉(zhuǎn)化成電壓供電，同時(shí)該無(wú)線傳感芯片IC1設(shè)有通信接口，輸送通信信號(hào)；

隔離電路，一端與無(wú)線傳感芯片IC1的電壓輸出管腳電連接，另一端為輸出端，該端設(shè)有電壓輸出端VDDSYS輸出供電電壓，隔離電路將電路單向隔斷，避免電能反涌；

能量?jī)?chǔ)存電路，一端與隔離電路的輸出端電連接，另一端接地；

電壓監(jiān)測(cè)芯片IC2，該電壓監(jiān)測(cè)芯片IC2的電壓輸入端與隔離電路的輸出端電連接，接地端接地，電壓信號(hào)輸出端輸出信號(hào)電壓，監(jiān)測(cè)電路電壓狀況；

電壓監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)，一端與電壓監(jiān)測(cè)芯片IC2的電壓信號(hào)輸出端電連接，接收電壓監(jiān)測(cè)芯片IC2的信號(hào)電壓，另一端輸出信號(hào)電流；

信號(hào)處理器IC3，與無(wú)線傳感芯片IC1的通信接口通信連接，同時(shí)接收電壓輸出端VDDSYS輸出的供電電壓和電壓監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)輸出的信號(hào)電流；

墑情傳感器，與信號(hào)處理器IC3信號(hào)連接，向信號(hào)處理器IC3輸出墑情監(jiān)測(cè)信號(hào)。

無(wú)線傳感芯片IC1采用FARSENS公司的ANDY100芯片，該無(wú)線傳感芯片IC1的信號(hào)接收端設(shè)有信號(hào)接收天線，其電壓輸出管腳包括電壓供電管腳VDD和IO供電管腳VIO。

該ANDY100芯片工作在860MHZ～960MHZ的頻率范圍，兼容EPC CLASS-1,Generation 2(EPC C1G2)協(xié)議，兼容ISO18000-6TYPE C協(xié)議，96bit EPC，32bit TID，工作溫度范圍-30℃～85℃。

隔離電路包括二極管D1，二極管D1的正極與無(wú)線傳感芯片IC1的電壓供電管腳VDD電連接，負(fù)極為輸出端，且該二極管D1的負(fù)極與IO供電管腳VIO電連接，該二極管D1使得RFID芯片ANDY100的電源和其余電路的供電電源分開(kāi)。

能量?jī)?chǔ)存電路包括電容C1，電容C1的一端與隔離電路的輸出端電連接，另一端通過(guò)與電壓監(jiān)測(cè)芯片IC2的接地端電連接接地，該電容C1容值較大，以便于能量的儲(chǔ)存，且通過(guò)電壓監(jiān)測(cè)芯片和電壓監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)對(duì)ANDY100以外的供電電路的監(jiān)測(cè)，當(dāng)電容C1充電到2.4V以上時(shí)，后面的電路正常供電，當(dāng)電容電壓小于1.8V時(shí)，后面的電路斷開(kāi)電源，保證了后面信號(hào)處理器IC3和墑情傳感器的正常工作。

電壓監(jiān)測(cè)芯片IC2的型號(hào)為MAX6427MR。

電壓監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)包括場(chǎng)效應(yīng)管Q1，場(chǎng)效應(yīng)管Q1的柵極與電壓監(jiān)測(cè)芯片IC2的電壓信號(hào)輸出端電連接，源極接地，漏極輸出信號(hào)電流。

信號(hào)處理器IC3為單片機(jī)，型號(hào)為MSP430G2553，用于采集墑情傳感器的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)傳輸至ANDY100芯片，由ANDY100芯片的天線發(fā)送。

墑情傳感器包括電阻R7和電容式墑情傳感器C5，電阻R7與電容式墑情傳感器C5串聯(lián)，該電容式墑情傳感器C5的另一端接地，該電阻R7的另一端以及電阻R7和電容式墑情傳感器C5的連接節(jié)點(diǎn)分別與信號(hào)處理器IC3的信號(hào)輸入端連接。

所述電容式墑情傳感器C5包括底座、第一電極和第二電極，所述底座呈圓形，該底座由絕緣材料制成，所述第一電極垂直固定在所述底座的下底面的中心，該第一電極與所述電阻R7電連接，所述第二電極有多個(gè)，環(huán)繞所述第一電極分布。

所述第二電極有三個(gè)。

電容式墑情傳感器C5的三個(gè)探針是電容的一個(gè)極，即第二電極，中間探針是電容的另一個(gè)極，即第一電極，測(cè)量時(shí)，三個(gè)探針應(yīng)完全插入土壤，并壓實(shí)確保與土壤緊密接觸，盡量避開(kāi)孔穴、石子和根莖較多的地方，當(dāng)在較堅(jiān)硬的地表測(cè)量時(shí)，應(yīng)先鉆孔(孔徑小于探針直徑)，再將探針插入土壤中測(cè)量,。

該電容式墑情傳感器C5應(yīng)防止劇烈震動(dòng)和沖擊，更不能用硬物敲擊。

當(dāng)電容式墑情傳感器的探針插入土壤后，第一電極為電容的一個(gè)極，第二電極為電容的一個(gè)極，土壤即為電容的介質(zhì)，介質(zhì)土含水量不同，對(duì)應(yīng)的電容值大小不同，土壤的濕度的變化就轉(zhuǎn)化為電容的變化輸入信號(hào)處理器IC3，信號(hào)處理器為單片機(jī)MSP430G2553，利用其比較器功能，Vref＝VCC×e－Tref/RrefC，取Vref＝0.25VCC，Rref＝100k，則(T/100000*C)＝ln4＝1.38629，控制RC電路的充放電，讀取充放電時(shí)間T值，就可以對(duì)應(yīng)到電容值，從而對(duì)應(yīng)到土壤的濕度數(shù)值。

本實(shí)用新型的工作過(guò)程為：當(dāng)需要該電容式墑情傳感器C5測(cè)量土壤墑情數(shù)據(jù)時(shí)，向無(wú)線傳感芯片IC1發(fā)送工作信號(hào)，無(wú)線傳感芯片IC1接收到工作信號(hào)后，將該工作信號(hào)中的部分能量轉(zhuǎn)化為電能輸出，為信號(hào)處理器IC3及電容式墑情傳感器C5提供電能，并由電壓監(jiān)測(cè)芯片IC2和電壓監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)監(jiān)測(cè)輸出電壓，保證電路的正常工作，同時(shí)向信號(hào)處理器IC3輸送工作啟動(dòng)信號(hào)；

電容式墑情傳感器C5采集土壤濕度數(shù)值輸送至信號(hào)處理器IC3，信號(hào)處理器IC3與無(wú)線傳感芯片IC1通信連接，并將土壤墑情數(shù)據(jù)輸送至無(wú)線傳感芯片IC1中，無(wú)線傳感芯片IC1將土壤墑情數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成無(wú)線信號(hào)由天線發(fā)送，該無(wú)線傳感芯片IC1兼容UHF RFID讀寫器(EPC C1G2)，當(dāng)發(fā)射天線功率2W時(shí)，可以工作距離1.5米，由外部連接的讀寫器接收讀取。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。