描述
<p>注：*为必填项。</p>
<p>【请在报名阶段填写 ↓】
* 简要介绍作品：本参赛作品是一款具有校准功能的modbus协议的土壤湿度传感器，可以完成对不同土质土壤的水分含量的测定，提供多种数据通信接口。设计结构简单，成本较低。</p>
<p>【请在竞赛阶段填写 ↓】
<em> 一、作品详情；
针对不同湿度的土壤，其电导率会发生改变，继而可得其土壤电阻阻值会发生改变，通过交流信号与土壤电阻相连，继而可以匹配不同电导率下的电压，让后通过数据拟合，建立函数，将匹配的电压与土壤湿度进行拟合，便可以对相同土质，不同湿度的土壤进行土壤湿度的测量。
</em> 二、描述作品所面临的挑战及所解决的问题；
现有的土壤湿度传感器精度不高，并且价格昂贵。多数传感器为了支持PLC，所以通常只支持modbus协议。传感器一直处于工作状态，功耗较高。
<em> 三、描述作品硬件、软件部分涉及到的关键点；
对于不同湿度的土壤，通过从两个contactor端口引出的交流信号对土壤进行电压匹配，对于不同湿度的土壤，其土壤电阻不一致，因此，通过check端口检测出基本唯一的电压，电压的检测通过单片机内部的AD转换进行获取，并在此基础上建立湿度与电压的关系。部分实验数据如下图：
<img src="//image.lceda.cn/pullimage/haIZ0g8F9YypGKFVjRgdOAc9JNJyeEjr4CrYQHCy.png" alt="image.png">
数据检测完毕后，需要建立函数关系，即将湿度和检测电压进行匹配，本设计的数据采用了MATLAB软件进行拟合，通过MATLAB生成土壤湿度的函数，并使用表格建立基本的函数图像。如下图：
<img src="//image.lceda.cn/pullimage/C84YrXYeTJX1hZYdfZWNgsPMVGfVt3OySk7GoUmw.png" alt="image.png"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/IuREyqsnkUCFdcd4tIy2W4XX1GYpJN1oM8EjTYuA.png" alt="image.png">
通过MATLAB获得拟合函数后，需要将函数写入到单片机中，通过单片机编程工具KEIL进行函数的建立，使其针对匹配到的不同的电压值进行土壤湿度的返回。从而达到土壤湿度测量的目的。
硬件层面，在本设计中直接采用了STC公司的15F系列单片机，该单片机内部集成多路10位精度的AD，可以快速的完成数模转换。并且不需要外部晶振（通过内部的RC震荡）即可获得时钟源，时钟最高可以达到24MHz。在一定程度上可以满足本设计的要求。为了方便485数据的传输，在设计时提供了硬件485的支持，芯片采用了美信公司的MAX3485芯片作为485电平的转换芯片。
</em> 四、作品材料清单；
速封胶；
不锈钢棒；
导线若干；
电路板；
电阻；
电容；
电感；
STC8A8K单片机；
等....；
<em> 五、作品图片上传；（PCB上须有大赛logo标识并拍照上传，若无视为放弃参赛）
<img src="//image.lceda.cn/pullimage/nyYdyCczq91HahxRPq7lrUyVhxLsypkJ49dLWdup.jpeg" alt="TIM图片20190919213534.jpg">
</em> 六、演示您的作品并录制成视频上传；（视频内容须包含：作品介绍；功能演示；性能测试；PCB上大赛logo标识特写镜头，若无视为放弃参赛）
<a href="https://www.bilibili.com/video/av68304315#reply1971398425" target="_blank">https://www.bilibili.com/video/av68304315#reply1971398425</a>
七、开源文档。
项目在立创EDA中，链接如下🔗：
<a href="https://lceda.cn/Argon/tu-rang-shi-du-zhuan-gan-qi" target="_blank">https://lceda.cn/Argon/tu-rang-shi-du-zhuan-gan-qi</a></p>
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