一种丘陵区水土保持在线监测系统的制作方法

本发明属于环境检测的技术领域，尤其涉及一种丘陵区水土保持在线监测系统。

背景技术：

水土保持是指对自然因素和人为活动造成水土流失所采取的预防和治理措施。水土保持是防治水土流失，保护、改良和合理利用水土资源，建立良好生态环境的工作；运用农、林、牧、水利等综合措施，如修筑梯田，实行等高耕作、带状种植，进行封山育林、植树种草，以及修筑谷坊、塘坝和开挖环山沟等，借以涵养水源，减少地表径流，增加地面覆盖，防止土壤侵蚀，促进农、林、牧、副业的全面发展。对于发展山丘区和风沙区的生产和建设、减免下游河床淤积、削减洪峰、保障水利设施的正常运行和保证交通运输、工矿建设、城镇安全，具有重大意义。

水土保持主要区域是山区、丘陵区。在进行水土保持工作过程中，对对应区域内的土壤的水土保持状态的实时监测是必不可少的环节；目前多采用人工定期取样或现场检测的形式获取坡面水土信息，不仅精确度低，及时性差，获取的数据存在较大的误差，并且浪费人，坡面检测的体力消耗过大，对于数据统计以及整合十分繁琐；而利用检测装置，其在水量监测、水土流失方面灵活性差，获取的数据可靠性低。

技术实现要素：

基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种丘陵区水土保持在线监测系统，能够实时获得土壤监测的多个相关参数，能够自动获取相关水土保持数据信息，能够直观显示所监测的丘陵坡面的水土实时参数的动态变化，并基于大数据整合获取水土的周期变化信息以及相关数据报告，传输效率高，数据精度高，获取的数据可靠性高。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案来实现：

本发明提供一种丘陵区水土保持在线监测系统，包括水土信息在线采集模块、远程交互模块、在线分析显示模块；

所述水土信息在线采集模块用于实时获取丘陵坡面的水土信息；

所述远程交互模块用于建立所述在线分析显示模块与水土信息在线采集模块之间的信息传递以及远程控制；

所述在线分析显示模块用于接收显示所述水土信息在线采集模块获取的水土信息并实时显示，同时生成水土保持状态的数据报告。

优选的，所述水土信息在线采集模块包括沿丘陵坡面呈梯度等间隔排列设置的水土监测装置，该水土监测装置包括插入固定在丘陵坡面内的定位销杆，定位销杆的顶部安装有水平的顶板，顶板上安装有开口向上的雨水收集杯，雨水收集杯内设置有用于雨量检测的液位传感器；

所述顶板的底面两端分别安装有用于测量对应丘陵坡面高度的距离传感器，定位销杆的内部嵌装有排水管，定位销杆的下端内嵌装有土壤湿度传感器，土壤湿度传感器的检测端伸出定位销杆并插入土壤内。

进一步的，所述排水管的上端与雨水收集杯的底部连通，并在连通处安装电控阀，排水管的下端向下嵌入定位销杆内并在下端倾斜向下弯折形成有穿出定位销杆并插入土壤内的出水管。

可选的，所述水土信息在线采集模块还包括供电单元，该供电单元为封装在定位销杆内的纽扣电池，所述纽扣电池分别与所述液位传感器、距离传感器、电控阀、土壤湿度传感器电性连接。

可选的，所述远程交互模块包括：

无线传输单元，分别与所述水土信息在线采集模块内的液位传感器、距离传感器、土壤湿度传感器的输出端连接，并与所述在线分析显示模块的输入端连接，用于建立水土信息在线采集模块和线分析显示模块之间的信息传输转化；

主控驱动单元，分别与时间设定单元的输出端以及电控阀的控制端连接；

时间设定单元，用于设定所述雨水收集杯内的液位升高后保持不变的时间以及排水时间，并将信号发送至所述主控驱动单元，在到达液位升高后保持不变的设定时间时，触发电控阀开启将雨水收集杯内的水量排出，排出设定时间后，触发电控阀关闭，进行下一次雨水收集。

可选的，所述在线分析显示模块包括：

大屏显示单元，用于实时显示所获取的水土信息在线采集模块的相关水土信息，包括每次雨水收集杯内的雨量、距离传感器测得的对应海拔处的坡面高度、土壤湿度传感器测得的土壤湿度数据；

数据分析单元，基于水土保持数据库的大数据终端，用于将获取的水土信息进行整合分析，并提取异常参数；

水土周期变化分析单元，用于以周期为单位生成水土保持的各参数与时间的变化关系，并以图表的形式在大屏显示单元处显示；

报告生成单元，用于将所述数据分析单元和水土周期变化分析单元的数据进行整合，并生成关于水土保持状态的数据报表。

由上，本发明的丘陵区水土保持在线监测系统至少具有如下有益效果：

1.本发明提供的水土监测装置的稳定性好，利用定位销杆深入嵌入在丘陵坡面的土壤内，不易倾斜翻倒；雨水收集杯用于检测每次的降雨量，并能及时自动将雨水排出，便于下一次的收集，使用方便；利用距离传感器实时获取对应海拔高度处的坡面高度，利用土壤湿度传感器获取坡面内的土壤湿度，能够实时获得土壤监测的多个相关参数，便于在线远程监测。

2.本发明在远程交互模块的过渡连接下，建立水土信息在线采集模块与在线分析显示模块的远程无线数据传输，能够自动获取相关水土保持数据信息，传输效率高，数据精度高，节省人力；水土监测装置呈梯度排列，便于分析丘陵坡面的水土流失情况。

3.本发明的在线分析显示模块能够直观显示所监测的丘陵坡面的水土实时参数的动态变化，并基于大数据整合获取水土的周期变化信息以及相关数据报告，大大方便了水土保持工作的开展以及对相关保护措施的验证。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

图1为本发明的丘陵坡面与水土监测装置的排布结构示意图；

图2为本发明的水土监测装置的结构示意图；

图3为本发明的丘陵区水土保持在线监测系统的模块连接图。

图中：1、丘陵坡面；2、定位销杆；3、顶板；4、雨水收集杯；5、液位传感器；6、距离传感器；7、排水管；8、电控阀；9、出水管；10、土壤湿度传感器。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。在所参照的附图中，不同的图中相同或相似的部件使用相同的附图标号来表示。

如图1至图3所示，本发明提供了一种丘陵区水土保持在线监测系统，包括水土信息在线采集模块、远程交互模块、在线分析显示模块，其中，所述水土信息在线采集模块用于实时获取丘陵坡面1的水土信息，包括沿丘陵坡面1呈梯度等间隔排列设置的水土监测装置，该水土监测装置包括插入固定在丘陵坡面1内的定位销杆2，定位销杆2的顶部安装有水平的顶板3，顶板3上安装有开口向上的雨水收集杯4，雨水收集杯4内设置有用于雨量检测的液位传感器5。所述顶板3的底面两端分别安装有用于测量对应丘陵坡面1高度的距离传感器6，定位销杆2的内部嵌装有排水管7，定位销杆2的下端内嵌装有土壤湿度传感器10，土壤湿度传感器10的检测端伸出定位销杆2并插入土壤内。另外，所述排水管7的上端与雨水收集杯4的底部连通，并在连通处安装电控阀8，排水管7的下端向下嵌入定位销杆2内并在下端倾斜向下弯折形成有穿出定位销杆2并插入土壤内的出水管9。

本发明的远程交互模块用于建立在线分析显示模块与水土信息在线采集模块之间的信息传递以及远程控制，所述远程交互模块包括无线传输单元、主控驱动单元、时间设定单元；其中：

所述无线传输单元分别与水土信息在线采集模块内的液位传感器5、距离传感器6、土壤湿度传感器10的输出端连接，并与在线分析显示模块的输入端连接，用于建立水土信息在线采集模块和线分析显示模块之间的信息传输转化；

所述主控驱动单元分别与时间设定单元的输出端以及电控阀8的控制端连接，时间设定单元用于设定雨水收集杯4内的液位升高后保持不变的时间以及排水时间，并将信号发送至主控驱动单元，在到达液位升高后保持不变的设定时间时，触发电控阀8开启将雨水收集杯4内的水量排出，排出设定时间后，触发电控阀8关闭，进行下一次雨水收集。

本发明的在线分析显示模块用于接收显示水土信息在线采集模块获取的水土信息并实时显示，同时生成水土保持状态的数据报告。所述在线分析显示模块包括大屏显示单元、数据分析单元、水土周期变化分析单元、报告生成单元；其中：

所述大屏显示单元用于实时显示所获取的水土信息在线采集模块的相关水土信息，包括每次雨水收集杯4内的雨量、距离传感器6测得的对应海拔处的坡面高度、土壤湿度传感器10测得的土壤湿度数据等；

所述数据分析单元基于水土保持数据库的大数据终端，将获取的水土信息进行整合分析，并提取异常参数；

所述水土周期变化分析单元用于以周期为单位生成水土保持的各参数与时间的变化关系，并以图表的形式在大屏显示单元处显示；

所述报告生成单元将数据分析单元和水土周期变化分析单元的数据进行整合，并生成关于水土保持状态的数据报表。

进一步的，本发明的水土信息在线采集模块还包括供电单元，该供电单元为封装在定位销杆2内的纽扣电池，该纽扣电池分别与液位传感器5、距离传感器6、电控阀8、土壤湿度传感器10电性连接。

本发明提供的水土监测装置安装稳定性好，利用定位销杆2深入嵌入在丘陵坡面1的土壤内，不易倾斜翻倒；雨水收集杯4用于检测每次的降雨量，并能及时自动将雨水排出，便于下一次的收集，使用方便；利用距离传感器6实时获取对应海拔高度处的坡面高度，利用土壤湿度传感器10获取坡面内的土壤湿度，能够实时获得土壤监测的多个相关参数，便于在线远程监测。在远程交互模块的过渡连接下，建立水土信息在线采集模块与在线分析显示模块的远程无线数据传输，能够自动获取相关水土保持数据信息，传输效率高，数据精度高，节省人力；水土监测装置呈梯度排列，便于分析丘陵坡面1的水土流失情况。在线分析显示模块能够直观显示所监测的丘陵坡面的水土实时参数的动态变化，并基于大数据整合获取水土的周期变化信息以及相关数据报告，大大方便了水土保持工作的开展以及对相关保护措施的验证。

值得注意的是：整个装置通过总控制按钮对其实现控制，由于控制按钮匹配的设备为常用设备，属于现有成熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。

以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。