成都蓝格时代科技有限公司研制的土芯孙®AI智能土壤在线监测仪是包括设备硬件、软件、云平台组成的一个完整体系，能够实现对土壤温度、土壤水分、土壤电导率、土壤PH、土壤肥力(氮磷钾)等要素进行24小时全天候监测，通过专用高灵敏度传感器采集数据，将采集到的数据实时上传到智慧农业管理云平台。以光伏电池、物联网、人工智能、大数据、互联网等技术为基础，用户可通过PC端WEB网页、APP移动端等方式查看数据，同时提供数据处理、储存、统计、分析、报警等功能。用户可以不受时间、地点限制对监控目标进行实时监控、管理、查看。土芯孙®AI智能土壤在线监测系统能够全面、科学、真实地反映被监测区的土壤变化，可及时、准确地提供各监测点的土壤墒情状况，为减灾抗旱、灌溉提供了重要的基础信息，土壤肥力监测为施肥提供了理论依据。
仪器土壤PH值酸碱度传感器实时检测土壤酸碱度，采用国际上新一代FDR测量方式,可达到3%以内的精度;信号稳定，测量范围宽，传输距离远。土壤PH检测仪器不会随时间的变化而产生漂移，大大增强产品稳定性和延长使用寿命。
通过检测土壤中氮磷钾的含量来判断土壤的肥沃程度，进而方便系统的评估土壤情况。土壤氮磷钾传感器又称土壤养分速测仪，适用于检测土壤中氮磷钾的含量，通过检测土壤中氮磷钾的含量来判断土壤的肥沃程度，进而方便系统的评估土壤情况。
仪器开机可自动检测并语音播报设备联网状态、传感器连接状态；当人从仪器前面经过，仪器会主动和人打招呼，可以与人进行智能语音问答交互关于土壤多个因子的实时监测信息；可以回答常用相关农作物种植常识与经验，也可以通过它了解天气变化、日期时间等信息，让用户使用更加快捷和方便，既是一台监测仪器又是一本教科书，同时也是生活好助手；仪器性能稳定灵敏度高，该仪器是观测和研究盐渍土的发生、演变、改良以及水盐动态的重要工具；通过测量土壤的介电常数，能直接稳定地反映各种土壤的真实水分含量。可测量土壤水分的体积百分比，是符合目前国际标准的土壤水分测量方法。该传感器适用于土壤墒情监测、科学试验、节水灌溉、温室大棚、花卉蔬菜、草地牧场、土壤速测、植物培养、污水处理、精细农业等场合。
二、功能特点
① 土壤酸碱度（PH）在线实时监测；
② 土壤氮含量在线实时监测；
③ 土壤磷含量在线实时监测；
④ 土壤钾含量在线实时监测；
⑤ 土壤温度在线实时监测；
⑥ 土壤含水率在线实时监测；
⑦ 土壤电导率在线实时监测；
⑧ 其他定制类土壤监测。
2)AI人工智能：
② 仪器能语音智能识别并报告当日日期和时间等信息；
③ 仪器能语音智能识别并按指令进行数据清单打印；
④ AI人工智能语音解答常见问题、知识科普。
3)数据超标报警：
② 手机端APP报警；
③ 本地AI智能语音报警；
④ 报警查询及处理。
4)本地数据存储：
支持本地传感器数据、日志等数据存储（出厂标配64G容量TF卡，可定制128G)。
5)无线传输与控制功能：
仪器集成无线4G全网通工业级路由器，支持数据双向传输；
6)太阳能供电结合市电设备支持太阳能供电和市电供电，便于安装于各种监测工作环境。
7)平台管理：
② 大屏预览和管理；
③ 数据统计与分析功能；
④ 历史数据查询功能；
⑤ 历史数据导出与打印功能；
⑥ 远程修订报警阈值参数；
⑦ 远程可定义修改并跨平台迁移设备；
⑧ 远程科对设备分区、分组进行变更管理；
⑨ 远程电量余额查看管理；
⑩ 用户管理（注册、密码、登录、分配、操作权限等）功能；
⑪ 设备管理；
⑫ 项目管理；
⑬ 设备运维管理。
三、性能特点
2）精度高，响应快，互换性好，探针插入式设计保证测量精确，性能可靠。
3）电极采用特殊处理的合金材料，可承受较强的外力冲击，不易损坏。
4）插针密封，耐酸碱腐蚀，可埋入土壤或直接投入水中进行长期动态检测。
5）主机IP65防护等级，插针式传感器IP68防护等级，耐候性：可全天候运行。适应室内、大棚、户外等各种气候环境，密封性强，防水防尘防腐蚀，外接插件全部采用航空插头；传感器耐酸碱腐蚀，可直接投入水中使用。
6）主机外壳ABS材质或防水铝盒（可选定制）：抗压、防摔，密封性强，防水防尘防腐蚀。
7）多参数多环境适用范围广：受土壤含盐量影响较小，可适用于各种土质。适用于水果种植、花卉栽培、林业育苗、公园植被智慧养护、种子公司作物培育等农作物生长环境的监测与控制。
8）监控主机和太阳能系统基于立杆安装简单、即插即用。
9）设备主机工业级设计，运行稳定，设备在线率98%以上。
四、应用场景
该传感器适用于土壤墒情监测、科学试验、节水灌溉、温室大棚、花卉蔬菜、草地牧场、土壤速测、植物培养、污水处理、精细农业等场合。
五、设备参数
| 序号 | 技术指标 | 技术参致 | |
| 1 | 土壤酸碱度（PH) | 最程 | 3-9PH |
| 分辨率 | 0.1 | ||
| 精度 | ±0.3PH | ||
| 探针 | 防腐等制电机 | ||
| 2 | 氮磷钾参数 | 量程 | 1-1999 mg/kg(mg/L) |
| 分辨率 | 1mg/kg(mg/L) | ||
| 精度 | ±2%FS | ||
| 探针 | 不锈钢 | ||
| 3 | 电导率参数 | 量程 | 0-20000us/cm |
| 分辨率 | 10us/cm | ||
| 精度 | 0-10000us/cm 范围内为±3%; 10000-20000us/cm范围内为±5% | ||
| 探针 | 防腐特制电极 | ||
| 4 | 土壤水分参数 | 量程 | 0-99% |
| 分辨率 | 0.10% | ||
| 精度 | 0-50%内±2%，50-99%内±3% 〔棕壤，60%，25℃) | ||
| 探针 | 防腐特制电极 | ||
| 5 | 土壤温度多数 | 最程 | -40～80℃ |
| 分辨率 | 分辨率:0.1℃ | ||
| 精度 | ±0.5℃（25℃） | ||
| 探针 | 防腐特制电极 | ||
| 6 | 电导率温度补偿 | 内置温度补偿传感器，补偿范围0-50℃ | |
| 7 | 传感器防护等级 | IP68 | |
| 8 | 密封材料 | 黑色阻燃环氧树脂 | |
| 9 | 默认线缆长度 | 2米，线缆长度可按要求定制 | |
| 10 | 外形尺寸 | 45*15*123mm | |
| ll | 输出估号 | RS485(Modbus 协议) | |
| 12 | 直流供电《默认） | DC4.5-30V | |
| 13 | 功耗 | 0.7W (24V DC供电） | |
| 14 | 工作温度 | -40℃～+60℃ | |
| 15 | 内核芯片耐温 | 85℃ | |
六、产品结构
1)主机结构
2）传感器结构
3）整机结构
七、使用方法
由于电极直接测定土壤中的可溶盐离子的电导率，因此土壤体积含水率需高于约20%时土壤中的可溶离子才能正确反映土壤的电导率。在长期观测时，灌溉或者降雨后的测量值更接近真实水平。如果进行速测，可先在被测土壤处浇水，待水分充分渗透后进行测量。
如果在较坚硬的地表测量时，应先钻孔（孔径应小于探针直径），再插入土壤中并将土压实然后测量；传感器应防止剧烈振动和冲击，更不能用硬物敲击。由于传感器为黑色封装，在强烈阳光的照射下会使传感器使急剧升温（可达50℃以上），为了防止过高温度对传感器的温度测量产生影响，请在田间或野外使用时注意遮阳与防护。
1）速测方法
选定合适的测量地点，避开石块，确保钢针不会碰到坚硬的物体，按照所需测量深度抛开表层土，保持下面土壤原有的松紧程度，紧握传感器垂直插入土壤，插入时不可左右晃动，一个测点的小范围内建议多次测量求平均值。如图3-1所示。
2）埋地测量法
垂直挖直径>20cm的坑，在既定的深度将传感器钢针水平插入坑壁，将坑填埋严实，稳定一段时间后，即可进行连续数天，数月乃至更长时间的测量和记录。如图3-2
3）注意事项
① 测量时确保传感器钢针必须全部插入土壤里，不同的植物选择不同的深度，确保检测到接近根系位置的真实数据。
② 避免强烈阳光直接照射到传感器上而导致温度过高。野外使用注意防雷击。
③ 精密仪器勿暴力折弯钢针，勿用力拉拽传感器引出线，勿摔打或猛烈撞击传感器。
④ 传感器防护等级IP68，可以将传感器整个泡在水中。
⑤ 由于在空气中存在射频电磁辐射，不宜长时间在空气中处于通电状态。
八、设备调试
1）准备工作：
准备土壤传感器、调试连接线、串口调试工具及配置软件。
将设备调试线航空头与传感器航空接头相连；另一端绿、黄分别对接USB转485线的485A、485B，棕、黑对应DC12V电源的电源正和DNG。
2）接口说明
宽电压电源输入4.5~30V均可。485信号线接线时注意A/B两条线不能接反，总线上多台设备间地址不能冲突。
3）接线说明
九、配置软件安装及使用
1）软件选择
打开资料包，选择“调试软件”---“485参数配置软件”，找到
打开即可。
2） 参数设置
①、选择正确的COM口（“我的电脑—属性—设备管理器—端口”里面查看COM端口），下图列举出几种不同的485转换器的驱动名称。
③、根据使用需要修改地址以及波特率，同时可查询设备的当前功能状态。④、如果测试不成功，请重新检查设备接线及485驱动安装情况。
十、通讯协议
1）通讯基本参数
2）数据帧格式定义
采用Modbus-RTU 通讯规约，格式如下：初始结构 ≥4 字节的时间 地址码 = 1 字节 功能码 = 1 字节 数据区 = N 字节 错误校验 = 16 位CRC 码结束结构 ≥4 字节的时间
地址码：为变送器的地址，在通讯网络中是的（出厂默认0x01）。
功能码：主机所发指令功能指示。数据区：数据区是具体通讯数据，注意16bits数据高字节在前！CRC码：二字节的校验码。
主机问询帧结构：
从机应答帧结构：
