土壤傳感器在精細農業、生態修復等領域有著重要的意義，其中土壤的含水率、溫度、電導率是基礎的物理量。土壤電導率“EC”是英文單詞“Electrical Conductivity”的縮寫。土壤水溶性鹽是強電解質，它的水溶液具有導電作用，通過測定導電率可以衡量土壤的水溶性鹽濃度。施肥時我們需要測定一個基礎的EC值，不同植物根據需肥特性與生長階段的不同適宜的土壤EC都不同，實現科學施肥。土壤濕度即土壤含水率是表示土壤干濕程度的物理量，通常用土壤含水量占干土重的百分數或者土壤水分容積占土壤總容積的百分數表示。土壤濕度結合土壤溫度的晝夜變化，可以較佳決定農作物的水分供應狀況，智能灌溉。

圖片來源：供應商提供

敏源土壤水分鹽分溫度三合一模組MST（Mysentech Soil Trio）采用高精度數字傳感芯片結合嵌入式處理與計算，采集測量土壤的水分含量、電導率（EC）和溫度。土壤濕度檢測是利用FDR頻域反射原理 (FrequencyDomainReflectometry)，根據電磁波脈沖在介質中傳播頻率來測量土壤的表觀介電常數(ε)，再結合不同土質的頻率-含水率轉換特性算法得到土壤含水量。電導率采用電極式電導測量方式，內置跨導放大電路、數字補償電路提高精度。溫度傳感基于CMOS數字芯片，在探針的導熱方面做了優化。

每個模組出廠前均進行了溫度系數校準以及土壤水分精度標定，保證用戶應用時可直接進行數據采集。模組分有線輸出版本和無線版本，有線版基于RS485或者UART串行總線標準通信，抗干擾能力更強，采用MODBUS協議。無線版采用藍牙或者NBIOT無線數字傳輸到手機或者云平臺。

MST模組具有如下特點：

- 采用自主研發的射頻諧振電路，信號穩定，穿透力強

- 針對不同土壤模型含水率、電導率嵌入式補償計算，可在線標定

- 測量范圍寬、線形度好、適用性廣

- 功耗低，工作溫度范圍寬，數據采集時間短

- 內置存儲器，無需維護和現場校準

通過將塑料外殼、不銹鋼探針等物料一起組裝，土壤水分鹽分溫度模組MST可裝配成如下圖所示的三針型土壤水分鹽分溫度傳感器。

主要技術指標

土壤水分含量測量

- 典型精度：3%

- 分辨率：0.1%

- 量程：0~100%

溫度測量

- 典型精度：0.5℃（或高配：0.1℃精度版本）

- 高精度范圍：0℃~+50℃

- 分辨率：0.1℃

- 量程：-70℃~+150℃

電導率鹽分測量

- 典型精度：3%

- 分辨率：0.01mS/cm

- 量程：0~20mS/cm

工作溫度范圍：-40℃~+85℃

采集時間：< 0.2秒

平均功耗：26.82mA@5V

供電電壓：3V~28V

接口：RS485(MODBUS協議)

模組尺寸：50mm * 38mm * 10.55mm

應用領域

農業、林業、園藝種植及土壤墑情研究等。

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低功耗藍牙、NBIOT土壤三合一傳感器將于2022年底面市，敬請期待。

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