本实用新型涉及树干径流量计量技术领域，尤其涉及一种基于无线传感网络的树干径流监测装置。
背景技术：
森林生态系统是森林群落与其环境在功能流的作用下形成一定结构、功能和自调控的自然综合体，是陆地生态系统中面积最多、最重要的自然生态系统。森林生态系统的雨量统计是反应整个森林状态的重要指标，只有掌握这个指标并实时关注其变化，才能更加了解整个森林的成长历程，掌握其发展规律。
现如今，利用径流仪来测量植物径流量的做法越来越广泛，径流仪是通过加热植物茎干来测量径流速率的一种仪器。但是，现有径流仪的测量精度不高，测量出的数据与实际差距较大，参考意义不高；而且，现有径流仪对植物茎干测量时，需要人力较大，且效率低下，而且很难做到随时观察树干径流数据。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种基于无线传感网络的树干径流监测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于无线传感网络的树干径流监测装置，包括信息处理传输系统、若干个与所述信息处理传输系统电联接的采集系统、移动终端和供电装置，所述采集系统包括热探头、模数转换器、子控制器、子无线模块；所述信息处理传输系统包括主无线模块、主控制器和GSM网络模块，其结构特点是：所述热探头为细长状，由Pt100热敏电阻制成，热探头有两个，分别为第一热探头和第二热探头，所述第一热探头上缠绕有电热丝，所述的两个热探头的顶端均垂直插入到树干中，且第一热探头位于第二热探头的上方，两热探头的另一端均与所述模数转换器电联接，所述模数转换器与所述子控制器电联接，所述模数转换器用于将所述热探头的温度信号转换为电压信号，并将电压信号传输给所述子控制器；所述子控制器与所述子无线模块电联接，所述子无线模块与所述主无线模块电联接，所述主无线模块与所述主控制器电联接，所述主控制器与所述GSM网络模块电联接，所述GSM网络模块通过移动网络与所述移动终端通讯；所述供电装置为所述子控制器和电热丝供电，所述子控制器与电热丝电联接，并控制电热丝加热。
优选地，所述热探头与树干接触的一端的端部尖锐，且其侧壁上设有梯形螺纹。
优选地，所述供电装置包括蓄电池和为所述蓄电池提供电能的太阳能板，所述蓄电池为所述电热丝和子控制器供电。
优选地，所述模数转换器、子控制器和子无线模块均设于壳体内，所述壳体密封且外部绝缘，所述壳体为长方体形，壳体侧壁上开设有弧形的凹槽，所述凹槽两侧固定有绑带；所述壳体的上表面固定有倒“V”字型的护板，所述护板上开设有与所述凹槽相对应的缺口。
优选地，所述凹槽的表面固定有若干竖向的加强筋。
优选地，所述热探头的尾部包裹有隔热层。
优选地，所述移动终端包括手机、电脑。
本实用新型的有益效果是：通过使用铂金属热敏电阻，精度高、价格低廉，寿命长；通过采集系统的设置，可同时采集多个网点的数据并发送给信息处理传输系统，信息处理传输系统将数据发送至移动终端，方便使用者随时随地查看，以便了解植株的生长状况；本实用新型自动化程度高，监测效率高，节省人力，适合推广应用。
附图说明
图1是本实用新型的原理框图。
图2是本实用新型的部分结构示意图。
其中：1-第一热探头，2-第二热探头，3-模数转换器，4-子控制器，5-子无线模块，6-主无线模块，7-主控制器，8-GSM网络模块，9-移动终端，11-电热丝，101-蓄电池，102-太阳能板，103-壳体，104-护板，105-凹槽，106-加强筋，107-隔热层，108-树干。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
一种基于无线传感网络的树干径流监测装置，如图1和图2所示，包括信息处理传输系统、若干个与所述信息处理传输系统电联接的采集系统、移动终端9和供电装置，所述采集系统包括热探头、模数转换器3、子控制器4、子无线模块5；所述信息处理传输系统包括主无线模块6、主控制器7和GSM网络模块8；所述热探头为细长状，由Pt100热敏电阻制成，热探头有两个，分别为第一热探头1和第二热探头2，所述第一热探头1上缠绕有电热丝11，所述供电装置为所述子控制器4和电热丝11供电，所述子控制器4与电热丝11电联接，并控制电热丝11加热；所述的两个热探头的顶端均垂直插入到树干108中，且第一热探头1位于第二热探头2的上方，通过对电热丝11的加热，使两热探头之间产生温差，两热探头的另一端均与所述模数转换器3电联接，所述模数转换器3与所述子控制器4电联接，所述模数转换器3用于将所述热探头的温度信号转换为电压信号，并将电压信号传输给所述子控制器4，通过子控制器4中程序的计算，从而得到树木径流速度；所述子控制器4与所述子无线模块5电联接，所述子无线模块5与所述主无线模块6电联接，所述主无线模块6与所述主控制器7电联接，所述主控制器7与所述GSM网络模块电联接，所述GSM网络模块通过移动网络与所述移动终端9通讯；子控制器4计算出的径流速度后，通过子无线模块5将得到的数据发送至信息处理传输系统中的主无线模块6，再依次通过主控制器7处理和GSM网络模块传输，最终将数据上传至移动终端9，以方便查看。
在本实施例中，所述热探头与树干108接触的一端的端部尖锐，且其侧壁上设有梯形螺纹，这样设置，可使热探头更容易插入到树干108中，热探头上梯形螺纹的设置，可使热探头在树干108中固定的更加牢固。
在本实施例中，所述供电装置包括蓄电池101和为所述蓄电池101提供电能的太阳能板102，所述蓄电池101为电热丝11和子控制器4供电，并通过子控制器4控制电热丝11加热。太阳能板102在阳光照射下可自行为蓄电池101储电，从而提高蓄电池101使用时间，还能充分利用自然资源。
在本实施例中，所述模数转换器3、子控制器4和子无线模块5均设于壳体103内，所述壳体103密封且外部绝缘，所述壳体103为长方体形，壳体103侧壁上开设有弧形的凹槽105，所述凹槽105两侧固定有绑带；所述壳体103的上表面固定有倒“V”字型的护板104，所述护板104上开设有与所述凹槽105相对应的缺口。使用时，将壳体103通过凹槽105及绑带固定到两热探针下方的树干108上，倒“V”字型护板104固定在壳体103上，雨天可减少雨水在壳体103上停留、累积，防止壳体漏电，增加壳体103使用寿命。
在本实施例中，所述凹槽105的表面固定有若干竖向的加强筋106。这样设置，将壳体103绑到树干108上后，加强筋106存在于树干108与壳体之间，可使壳体103与树干108之间存在间隙，这样雨天雨水顺着树干108往下流时，不会流到壳体103上，从而减少壳体103内漏电的可能，增加壳体103使用寿命。
在本实施例中，所述热探头的尾部包裹有隔热层107，以便隔绝外部温度环境的影响。
在本实施例中，所述移动终端9包括手机、电脑。
工作方式及原理：首先，将两热探头插入到树干中，热探头内含灵敏的热敏电阻，可实现温度—电压的转化。第一热探头1通过电热丝恒定连续加热，加热方式采用定时加热，时间由子控制器4控制，第二热探头2作为参考端；第一热探头1产生的热量会往下方转移，不同的热量会使两热探头的热敏电阻阻值不同，那么热探头两端的电压差也会产生差异，以此来达到模数转化的需求；然后，在热探头的温度—电压转化之后，用模数转换器3采集电压差，并将采集的数据传输给子控制器4，通过热敏电阻温度与电压的关系公式计算出两端的温度差，再由标准方程可以得知瞬时液流密度( 为昼夜最大温差； 为瞬时温差，即测量得到的数值； 为瞬时液流密度)；最后将采集到的数据在子控制器4中编辑为短消息格式,利用子无线模块5将编辑的短消息发送至信息处理传输系统。子无线模块5和主无线模块6在本实用新型中起到无线传输数据的作用，主要用于汇集采集的数据，子无线模块5设定为数据发送模式；主无线模块6设定为数据接收模式，汇总接收各子无线模块发来的数据，接收到的数据信息经主控制器7分析处理后，从GSM网络模块8的串口读出并通过网络发送到相应的移动终端9，以便使用者可以通过智能移动设备了解植株的生长情况。
在本实施例中，模数转换器3的具体型号为AD7725，子控制器4和主控制器7均采用STM32系列的控制芯片，子无线模块5和主无线模块6均采用NRF24L01无线模块。
以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。