結合數據分析功能的便攜土壤檢測儀

眾所周知，很多偉大的發明都來自科學家對生活的細微觀察，青少年的創新活動亦是如此。本期“少年工程院”就展示了少先隊員的一項小發明，相信他的探索過程會對大家有所啟發。“紅領巾留言板”則為廣大參與科技創新的青少年、科技輔導教師提供交流學習的平臺，歡迎讀者朋友積極來稿交流。

小小工程師

在家庭農場植物養殖場景中，不少用戶反映培育過程較難、不易取得良好栽培效果，尤其是在土壤定量施肥養護方面存在一定困難。

針對這個問題，本項目設計并開發了一款便攜式土壤檢測儀，保證便利性的基礎之上可通過插入探頭的方式讀取土壤相關參數，并基于數據庫提供的養護建議來提高種植成功率。

首先，本項目調研了市面上現有的土壤檢測儀以及文獻查找得到的常見土壤參數分析方法，發現大部分設備存在無法對特定無機鹽濃度及酸堿度同時進行實時檢測、操作較為繁瑣、成本過高且樣本處理與檢測時間較長等問題。故本項目基于便攜式土壤傳感器以及所需的通信協議，設計并組裝了可實現數據傳輸的便攜式土壤檢測裝置。

對該便攜土壤裝置進行測試后發現：新設計的便攜式土壤檢測儀相比傳統速測試劑具有測量項目多、量程范圍大、精度更高等優勢，可較好滿足家庭環境進行簡易土壤測量需求，在利用串口通信輸入作物類別后，可根據當前測量數據進行養護指導，便于作物得到最優生長環境。

因此，該便攜式土壤檢測裝置能夠有效地解決家庭農場等場景所需的便捷土壤定量分析問題，可以同時滿足氮、磷、鉀、無機鹽濃度、濕度與酸堿度的測量、校準工作，具有高準確性、操作簡便、成本較低以及可推薦指導等優勢。

留言板

教師點評

少年工程院特邀指導專家張永進：本課題設計與裝置可以基本滿足設計需求，但仍存在一些有待優化升級的部分。

由于土壤氮磷鉀、酸堿度測量值需要定期校準，實際過程中較為繁瑣、可維護性差，后續可添加獨立的校準功能，利用串口監視器輸入形式實現簡單調試功能。此外，在未來可以針對不同作物生長情況進行數據細化采集，從而實現更優算法。

隊員互評

上海市閔行區實驗小學孟栩哲：我從小到大一直是“植物殺手”，養過各種植物都沒有成活。如果我有了這么智能的產品，是不是可以成為養植物的高手呢？真期待啊！

上海市閔行區莘光小學王一朵：周琳婷姐姐真是一個有想法、有干勁的“小小發明家”！這個儀器能夠精準地判斷出土壤“好壞”，但如果是小花園，只測少量土壤，感覺會造成較大誤差，不知道周姐姐會不會進一步更新自己的數據庫呢？