专利名称：一种多层土壤墒情同步监测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种土壤墒情监测系统，尤其是涉及一种多层土壤墒情同步监测系统。
背景技术：
对土壤墒情的测定是土壤中一项重要的指标参数，土壤的墒情是指土壤湿度的情况。土壤湿度是土壤的干湿程度，即土壤的实际含水量，可用土壤含水量占烘干土重的百分数表示土壤含水量=水分重/烘干土重χιοο%。也可以土壤含水量相当于田间持水量的百分比，或相对于饱和水量的百分比等相对含水量表示。土壤墒情(温度和湿度等)是重要的土壤信息，是农作物和植被生长的重要生态因素，因而进行土壤土层墒情的测定，掌握土壤墒情变化的规律，实时的土壤墒情的数据采集，对森林生态状况的监测和预报具有重要意义。但是实际使用过程中，市场现有的测量设备往往土壤样本选取不便、取土的方式不灵活、不能同时对不同土层的土壤墒情信息进行同步采集、智能分析等多种缺陷和不足， 因而使用效果不理想。为了对本地区的土壤墒情进行有效监测，需要比较简单易行的获得需要测定的土壤，以获取多方位的数据，供相关部门调阅、监测和分析。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种多层土壤墒情同步监测系统，其设计合理、布网及维护方便、操作简便且使用效果好、智能化程度高， 能对同一区域多土层土壤墒情同步进行现场测量，并可将各层土壤墒情信息连同土层深度与测试区域地理位置信息同步进行采集。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种多层土壤墒情同步监测系统，其特征在于包括长度可调的取土铲、由上至下竖直向安装在所述取土铲内的多个传感器组、与传感器组相接的数据采集模块、安装在所述取土铲上且对取样过程中所述取土铲所处的地理位置信息进行检测的GPS定位模块、对多组传感器组所检测信息进行分组整理的数据处理模块以及分别与数据处理模块相接的电源模块和无线通信模块，所述数据采集模块和GPS定位模块均与数据处理模块相接，所述数据处理模块通过无线通信模块与上位监控机相接；所述传感器组包括取样过程中对传感器组所布设位置处的土壤水分含量进行实时检测的土壤水分传感器和同步对土壤水分传感器所处位置进行实时检测的位置检测单元，所述土壤水分传感器和位置检测单元均与数据采集模块相接。上述一种多层土壤墒情同步监测系统，其特征是多个所述传感器组布设在一条竖直线上，且多个所述传感器组均呈均勻布设。上述一种多层土壤墒情同步监测系统，其特征是所述无线通信模块为射频无线收发模块，且无线通信模块上安装有收发天线。上述一种多层土壤墒情同步监测系统，其特征是所述电源模块包括电源管理模块以及分别与电源管理模块相接的可充电电池和太阳能充电电池，所述电源管理模块与数据处理模块相接。上述一种多层土壤墒情同步监测系统，其特征是还包括与数据处理模块相接的参数设置单元和LED显示单元，所述参数设置单元与数据处理模块之间以无线通信进行双向通信。上述一种多层土壤墒情同步监测系统，其特征是所述土壤水分传感器和位置检测单元均为模拟信号传感器，且所述模拟信号传感器与A/D转换电路模块相接，所述A/D转换电路模块与数据采集模块相接。上述一种多层土壤墒情同步监测系统，其特征是还包括与数据处理模块相接且由数据处理模块进行控制的告警提示单元。本发明与现有技术相比具有以下优点1、设计合理，实用性且功能多样。2、用户可以对同一区域的土壤的多土层的墒情同步进行现场测量，并可将各层土壤墒情连同土层深度与测试区域地理位置信息同步进行采集，因而所采集数据全面且易于整理。3、实现固定站无人值守情况下的土壤墒情数据的自动采集和无线传输，数据在监测中心自动接收入库。4、本设备可以实现M小时连续在线监测并实时将监测数据通过无线传输方式将土壤墒情监测数据实时传输到监测中心，生成报表，统计分析。5、监测中心可以对现场监测设备进行远程控制修改采集时间等，实现工作人员能够及时准确地掌握监测站的土壤状况，从而更加全面、科学、真实地反映被监测区的土壤变化情况，提供有效的减灾抗旱的土壤墒情信息。综上所述，本发明设计合理、布网及维护方便、操作简便且使用效果好、智能化程度高，能对同一区域多土层土壤墒情同步进行现场测量，并可将各层土壤墒情信息连同土层深度与测试区域地理位置信息同步进行采集。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明的电路原理框图。附图标记说明1-传感器组；1-1- 土壤水分传感器1-3-A/D转换电路模块；2-数据采集模块；4-数据处理模块； 5-电源模块；5-2-可充电电池； 5-3-太阳能充电电池7-上位监控机；8-收发天线；10-LED显示单元； 11-告警提示单元；
1-2-位置检测单元 3-GPS定位模块；
5-1-电源管理模块
6-无线通信模块； 9-参数设置单元； 12-数据存储模块。
具体实施例方式
如图1所示，本发明包括长度可调的取土铲、由上至下竖直向安装在所述取土铲内的多个传感器组1、与传感器组1相接的数据采集模块2、安装在所述取土铲上且对取样过程中所述取土铲所处的地理位置信息进行检测的GPS定位模块3、对多组传感器组1所检测信息进行分组整理的数据处理模块4以及分别与数据处理模块4相接的电源模块5和无线通信模块6，所述数据采集模块2和GPS定位模块3均与数据处理模块4相接，所述数据处理模块4通过无线通信模块6与上位监控机7相接。所述传感器组1包括取样过程中对传感器组1所布设位置处的土壤水分含量进行实时检测的土壤水分传感器1-1和同步对土壤水分传感器1-1所处位置进行实时检测的位置检测单元1-2，所述土壤水分传感器1-1 和位置检测单元1-2均与数据采集模块2相接。同时，本发明还包括与数据处理模块4相接的数据存储模块12。本实施例中，多个所述传感器组1布设在一条竖直线上，且多个所述传感器组1均呈均勻布设。所述无线通信模块6为射频无线收发模块，且无线通信模块6上安装有收发天线8。本实施例中，所述电源模块5包括电源管理模块5-1以及分别与电源管理模块5-1 相接的可充电电池5-2和太阳能充电电池5-3，所述电源管理模块5-1与数据处理模块4相接。同时，本发明还包括与数据处理模块4相接的参数设置单元9和LED显示单元10， 所述参数设置单元9与数据处理模块4之间以无线通信进行双向通信。本实施例中，所述土壤水分传感器1-1和位置检测单元1-2均为模拟信号传感器，且所述模拟信号传感器与 A/D转换电路模块1-3相接，所述A/D转换电路模块1-3与数据采集模块2相接。同时，本发明还包括与数据处理模块4相接且由数据处理模块4进行控制的告警提示单元11。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
权利要求
1.一种多层土壤墒情同步监测系统，其特征在于包括长度可调的取土铲、由上至下竖直向安装在所述取土铲内的多个传感器组(1)、与传感器组(1)相接的数据采集模块 (2)、安装在所述取土铲上且对取样过程中所述取土铲所处的地理位置信息进行检测的GPS 定位模块( 、对多组传感器组(1)所检测信息进行分组整理的数据处理模块(4)以及分别与数据处理模块(4)相接的电源模块( 和无线通信模块(6)，所述数据采集模块(2)和 GPS定位模块C3)均与数据处理模块(4)相接，所述数据处理模块(4)通过无线通信模块 (6)与上位监控机(7)相接；所述传感器组(1)包括取样过程中对传感器组(1)所布设位置处的土壤水分含量进行实时检测的土壤水分传感器(1-1)和同步对土壤水分传感器(1-1) 所处位置进行实时检测的位置检测单元(1-2)，所述土壤水分传感器(1-1)和位置检测单元(1- 均与数据采集模块(2)相接。
2.按照权利要求1所述的一种多层土壤墒情同步监测系统，其特征在于多个所述传感器组(1)布设在一条竖直线上，且多个所述传感器组(1)均呈均勻布设。
3.按照权利要求1或2所述的一种多层土壤墒情同步监测系统，其特征在于所述无线通信模块(6)为射频无线收发模块，且无线通信模块(6)上安装有收发天线(8)。
4.按照权利要求1或2所述的一种多层土壤墒情同步监测系统，其特征在于所述电源模块( 包括电源管理模块(5-1)以及分别与电源管理模块(5-1)相接的可充电电池 (5-2)和太阳能充电电池(5-3)，所述电源管理模块(5-1)与数据处理模块(4)相接。
5.按照权利要求1或2所述的一种多层土壤墒情同步监测系统，其特征在于还包括与数据处理模块⑷相接的参数设置单元(9)和LED显示单元(10)，所述参数设置单元(9) 与数据处理模块(4)之间以无线通信进行双向通信。
6.按照权利要求1或2所述的一种多层土壤墒情同步监测系统，其特征在于所述土壤水分传感器(1-1)和位置检测单元(1- 均为模拟信号传感器，且所述模拟信号传感器与A/D转换电路模块(1-3)相接，所述A/D转换电路模块(1-3)与数据采集模块(2)相接。
7.按照权利要求1或2所述的一种多层土壤墒情同步监测系统，其特征在于还包括与数据处理模块(4)相接且由数据处理模块(4)进行控制的告警提示单元(11)。
全文摘要
本发明公开了一种多层土壤墒情同步监测系统，包括长度可调的取土铲、由上至下竖直向安装在取土铲内的多个传感器组、数据采集模块、GPS定位模块、对多组传感器组所检测信息进行分组整理的数据处理模块、电源模块和无线通信模块，传感器组包括取样过程中对传感器组所布设位置处的土壤水分含量进行实时检测的土壤水分传感器和同步对土壤水分传感器所处位置进行实时检测的位置检测单元，土壤水分传感器和位置检测单元均与数据采集模块相接。本发明设计合理、布网及维护方便、操作简便且使用效果好、智能化程度高，能对同一区域多土层土壤墒情同步进行现场测量，并可将各层土壤墒情信息连同土层深度与测试区域地理位置信息同步进行采集。
文档编号G01N33/24GK102565299SQ201010596110
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月19日 优先权日2010年12月19日
发明者杨金铭, 蒙海英 申请人:西安联友电子科技有限公司