一种多节点多参数的土壤墒情采集传输装置的制造方法

文档序号:10823047阅读:422来源:国知局
一种多节点多参数的土壤墒情采集传输装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种多节点多参数的土壤墒情采集传输装置。目前土壤墒情采集传输系统测量一般只采用3节点的深度,并且只能测量土壤含水量这一种参数。本实用新型包括若干土壤墒情采集装置、信号处理控制系统、通信装置、蓄电池供电装置;其中土壤墒情采集装置包括FDR传感器、A/D转换装置、嵌入式单片机,FDR传感器的频率为75MHZ。本装置能够采集多节点的土壤水分和盐度数据并进行存储和发送,因此能达到判断土壤干旱程度、预测干旱趋势、指导农业灌溉等目的。特别适合抗旱、预报山洪滑坡和农业灌溉中的应用。
【专利说明】
一种多节点多参数的土壤墒情采集传输装置
技术领域
[0001]本实用新型属于水文、农业、气象行业的测量技术领域,涉及一种新型的多节点多参数土壤墒情采集传输装置。
【背景技术】
[0002]目前,土壤墒情采集传输系统测量一般只采用3节点的深度,S卩10、20、40cm深度的土壤,并且只能测量土壤含水量这一种参数。对于一些根系比较深的作物要根据实际种植的作物根系深度选择测点多、深度更深的土壤墒情设备。因此为满足多节点和多参数的测量传输,对原土壤墒情采集传输装置进行了改造,改造后能够测量土壤多节点多参数。来达到判断农作物干旱程度、预测干旱趋势、指导农业灌溉等目的。

【发明内容】

[0003]本实用新型的目的在于针对现有技术中土壤参数采集的类型和深度问题,提出了一种新型的土壤墒情采集传输装置。它在测量土壤墒情参数时,还能够测量土壤多节点的水分和盐度2种参数,并通过移动GPRS信道每隔15分钟发送一次数据,充分掌握土壤含水量和盐度的变化。同时具有工作可靠、安装简便、使用周期长、无需市电供应、可在野外长期工作等优势。
[0004]为了解决上述技术问题,本实用新型通过下述技术方案得以解决:
[0005]—种新型的土壤墒情采集传输装置,包括若干土壤墒情采集装置、信号处理控制系统、通信装置、蓄电池供电装置;土壤墒情采集装置的信号端与信号处理控制系统的信号端连接,信号处理控制系统的信号输出端与通信装置的信号输入端连接,蓄电池供电装置为信号处理控制系统供电;
[0006]所述的土壤墒情采集装置包括roR传感器、A/D转换装置、嵌入式单片机,FDR传感器的信号输出端与A/D转换装置的信号输入端连接,A/D转换装置的信号输出端与嵌入式单片机的信号输入端连接,嵌入式单片机的信号输出端作为土壤墒情采集装置的信号输出端。
[0007]所述的FDR传感器的输入端接振荡器,输出端接一个串联谐振电路;其中H)R传感器的频率为75MHZ,该频率作为信号源并产生扫描频率,根据电磁波在介质中传播频率来测量土壤的表观介电常数(ε)和土壤的电导率(EC),从而得到土壤容积含水量(θν)和土壤的盐度。
[0008]所述的A/D转换装置,将FDR传感器送来的模拟电压信号转换为数字信号,并输出到嵌入式单片机,单片机根据建立的数学模型和当地土壤状态等相关系数,进行计数、转换、修正等处理,计算出当前土壤水分和盐度。
[0009]作为优选,在土壤水分采集装置中连接有RS232或RS485通信接口,将处理后的土壤水分和盐度数据通过该通信接口输出。
[0010]作为优选,在信号处理控制系统装置中连接有RS232或RS485通信接口,每隔I小时采集土壤水分采集装置中的水分和盐度数据,并经由其相应的协议数据封装。
[0011]作为优选,所述的蓄电池供电装置连接有太阳能储能板。由于土壤墒情测量一般都位于野外,远离城区的环境中,通常接入市电也不方便。因此利用可反复充电的蓄电池做电源,太阳能储能板作为实时充电设备,对蓄电池进行浮充充电。
[0012]本实用新型是一种多节点多参数的土壤墒情采集传输装置,能够采集多节点的土壤水分和盐度数据并进行存储和发送,因此能达到判断土壤干旱程度、预测干旱趋势、指导农业灌溉等目的。特别适合抗旱、预报山洪滑坡和农业灌溉中的应用。本实用新型在农业、水文、气象行业的测量技术领域中有良好的应用前景。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图1与实施例对本实用新型作进一步详细描述。
[0015]本实用新型装置,如图1所示,包括土壤水分采集装置、信号处理控制系统、通信装置、蓄电池和太阳能储能板。
[0016]土壤水分采集装置(I)内安装FDR传感器(2)在传输线的输入端接入一个的振荡器,输出端连接有一个串联谐振电路。设计中采用频率(75MHZ)作为信号源并产生扫描频率,根据电磁波在介质中传播频率来测量土壤的表观介电常数(ε)和土壤的电导率(EC),从而得到土壤容积含水量(θν)和土壤的盐度。
[0017]土壤水分采集装置(I)内安装A/D转换装置(3)将FDR传感器(2)送来的模拟电压信号转换为数字信号,并输出到嵌入式单片机(4),单片机根据建立的数学模型和当地土壤状态等相关系数,进行计数、转换、修正等处理,计算出当前土壤水分和盐度。
[0018]通信装置(6)上有RS232通信接口,将信号处理控制系统装置(5)传来的数据通过移动的GPRS网络将数据传送到用户终端上。
[0019]信号处理控制系统上(5)有RS232通信接口,用来控制土壤水分采集装置中的数据采集和进行特点的协议封装。
[0020]信号处理控制系统(5)上连接有蓄电池(7),蓄电池(8)连接有太阳能储能板。
[0021]本实用新型装置通过增设多个土壤水分采集装置和修改土壤水分采集装置中的振荡频率,利用频域反射法(FDR)通过测量土壤中水和其他介质电常数的差异得到土壤含水量和盐度参数数据。再经A/D转换装置和嵌入式单片机将测量到的这些参数的模拟信号转换为开关信号并通过预先设定好的数学模型进行计算、分析。信号处理控制系统每隔I小时去读取这些数据,并将这些数据进行特定的协议封装和存储,通过串口通信将这些数据每隔15分钟利用移动GPRS网络发送到用户接收系统上。
[0022]上述所采用的嵌入式单片机的产品型号为STC公司生产的51系列的STCl 2C5A60S2、信号处理控制系统的产品型号为浙江省水文局研发的语润YR-3000型。
[0023]总之,以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰,皆应属本实用新型专利的涵盖范围。
【主权项】
1.一种多节点多参数的土壤墒情采集传输装置,其特征在于包括若干土壤墒情采集装置、信号处理控制系统、通信装置、蓄电池供电装置;土壤墒情采集装置的信号端与信号处理控制系统的信号端连接,信号处理控制系统的信号输出端与通信装置的信号输入端连接,蓄电池供电装置为信号处理控制系统供电; 所述的土壤墒情采集装置包括roR传感器、A/D转换装置、嵌入式单片机,FDR传感器的信号输出端与A/D转换装置的信号输入端连接,A/D转换装置的信号输出端与嵌入式单片机的信号输入端连接,嵌入式单片机的信号输出端作为土壤墒情采集装置的信号输出端; 所述的FDR传感器的频率为75MHZ,该频率作为信号源并产生扫描频率。2.如权利要求1所述的一种多节点多参数的土壤墒情采集传输装置,其特征在于所述的FDR传感器的输入端接振荡器,其中一个输出端接一个串联谐振电路。3.如权利要求1所述的一种多节点多参数的土壤墒情采集传输装置,其特征在于在土壤水分采集装置中连接有RS232或RS485通信接口,将处理后的土壤水分和盐度数据通过该通信接口输出。4.如权利要求1所述的一种多节点多参数的土壤墒情采集传输装置,其特征在于在信号处理控制系统装置中连接有RS232或RS485通信接口,每隔一段时间采集各土壤水分采集装置中的水分和盐度数据,并经由其相应的协议数据封装。5.如权利要求1所述的一种多节点多参数的土壤墒情采集传输装置,其特征在于所述的蓄电池供电装置连接有太阳能储能板。6.如权利要求1所述的一种多节点多参数的土壤墒情采集传输装置,其特征在于H)R传感器基于75MHZ频率作为信号源,进而检测得到土壤容积含水量和土壤盐度。
【文档编号】G01N33/24GK205506819SQ201620146338
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年2月26日
【发明人】孙映宏, 王玉明, 孟健, 姬战生, 李国强, 王英英, 薛庆云, 王逸锋, 童览, 陈巍莉
【申请人】杭州市水文水资源监测总站
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