一种可远程定位、监控、控制的土壤取样系统的制作方法

【技术领域】

本实用新型涉及土壤采样取样技术领域，尤其是指一种可远程定位、监控、控制的土壤取样系统。

背景技术：

现有土壤取样器，基本为简易的金属筒状或螺旋状工具，由人工插入或钻入土壤带出土样，其意义在于提供一种取样的掘进及取出工具。如果所取样品涉及重要利益，需要保证土壤的客观数据，或取样距离较远时，都必须由检测单位或关联方亲自去取样,并由权威第三方背书，才能保证取样的客观性、公正性和真实性，但是这样势必会产生较大的人力和资源成本，当取样点空间距离较远且分散时，这种成本会成倍放大，并且无法保证时效。

针对上述问题，我们提供了一种新的技术方案，以克服传统取样器，在由第三方取样过程中无法保证土壤样品的真实有效性的缺点，实现在由任意第三方取样时，均可确保土壤样品的数据真实客观。

技术实现要素：

本实用新型的目的是在于克服现有技术的不足，提供了一种可远程定位、监控、控制的土壤取样系统。

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用下述技术方案：

一种可远程定位、监控、控制的土壤取样系统，其特征在于，包括有远程控制设备、基站、土壤取样设备和土壤样品存贮设备；所述基站包括有基站支架，在所述基站支架上设有主机仪表箱和供电设备，在基站支架的顶部设有摄录设备，在主机仪表箱中设有基站控制设备、无线连接设备、卫星定位设备，所述土壤取样设备亦设置于主机仪表箱中，所述供电设备与基站控制设备通电连接，所述摄录设备、无线连接设备、卫星定位设备、土壤取样设备、土壤样品存贮设备均分别与基站控制设备通讯连接和供电设备通电连接；所述土壤取样设备包括有下压把手，以及设置于下压把手上的土壤取样控制箱、连接于下压把手下端的取样器，在取样器的下端设有取样筒，在取样筒中设有用于将土壤样品抽入或推出的电动往复泵装置，在取样器的上端设有与电动往复泵装置连接的驱动电机，土壤取样控制箱中设有土壤取样控制装置，所述驱动电机与土壤取样控制装置连接并受其控制，在下压把手上设有控制驱动电机是否启动的控制键位；所述土壤样品存贮设备包括有贮样容器和贮样控制装置，在贮样容器上部设有可封闭或开启贮样容器口部的阀部，以及控制阀部工作的阀控制器，所述阀控制器与贮样控制装置连接并在取样筒将其内的土壤样品注入至贮样容器后命令阀控制器控制阀部封闭贮样容器口部；所述远程控制设备可通过无线连接设备监控基站的定位信息、摄录设备的实时摄录信息、土壤取样设备的驱动电机工作信息、土壤样品存贮设备的阀部封闭和开启信息，并可控制土壤取样设备、土壤样品存贮设备的通/断电。

在进一步的改进方案中，在所述土壤取样控制箱中设有与土壤取样控制装置连接土壤墒情传感器，在所述土壤墒情传感器监测到取样筒接触土壤后，土壤取样控制装置即命令驱动电机控制电动往复泵装置工作将土壤样品抽入至取样筒内，或在土壤墒情传感器监测到取样筒脱离土壤后，土壤取样控制装置即命令驱动电机停止工作。

在进一步的改进方案中，在所述土壤取样控制箱中设有与土壤取样控制装置连接卫星定位装置，在卫星定位装置监测到土壤取样设备脱离指定定位区域后，土壤取样控制装置即控制驱动电机停止工作。

在进一步的改进方案中，所述取样筒为金属取样筒，在贮样容器口部设有金属传感器，所述金属传感器与贮样控制装置连接，并在当金属传感器检测到贮样容器口部与金属取样筒脱离时，贮样控制装置即命令阀控制器控制阀部封闭贮样容器口部。

在进一步的改进方案中，在所述土壤取样控制箱中设有与土壤取样控制装置连接空间传感装置，在所述空间传感装置监测到取样筒呈水平状态或倒置状态时，土壤取样控制装置即命令驱动电机控制电动往复泵装置工作将已抽入至取样筒内的土壤样品推出。

在进一步的改进方案中，在取样筒的下端设有可与贮样容器口部固定连接的螺旋固定部。

在进一步的改进方案中，所述基站控制设备、土壤取样控制装置、贮样控制装置均为单片机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：其结合远程控制设备、基站、土壤取样设备和土壤样品存贮设备，通过遥感、定位、远程视频监控、远程控制等技术共同完成取样过程，使取样过程每一个步骤都在实时监控和定位下，具备排他侵入的特性，从而保证所取土壤样品不可更换，不受人为影响，能保证土壤样品完整的客观性、真实性，不必由样品需求者到达现场，也不用检测方或关联方亲自取样，可放心交由第三方独立操作，极大地降低了取样成本费用，节省了大量的人力和资源成本。

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述：

【附图说明】

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中土壤取样设备的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中土壤样品存贮设备的结构示意图。

【具体实施方式】

下面详细描述本实用新型的实施例，所述的实施例示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

附图所显示的方位不能理解为限制本实用新型的具体保护范围，仅供较佳实施例的参考理解，可以图中所示的产品部件进行位置的变化或数量增加或结构简化。

说明书中所述的“连接”及附图中所示出的部件相互“连接”关系，可以理解为固定地连接或可拆卸连接或形成一体的连接；可以是直接直接相连或通过中间媒介相连，本领域普通技术人员可以根据具体情况理解连接关系而可以得出螺接或铆接或焊接或卡接或嵌接等方式以适宜的方式进行不同实施方式替用。

说明书中所述的上、下、左、右、顶、底等方位词及附图中所示出方位，各部件可直接接触或通过它们之间的另外特征接触；如在上方可以为正上方和斜上方，或它仅表示高于其他物；其他方位也可作类推理解。

说明书及附图中所表示出的具有实体形状部件的制作材料，可以采用金属材料或非金属材料或其他合成材料；凡涉及具有实体形状的部件所采用的机械加工工艺可以是冲压、锻压、铸造、线切割、激光切割、铸造、注塑、数铣、三维打印、机加工等等；本领域普通技术人员可以根据不同的加工条件、成本、精度进行适应性地选用或组合选用，但不限于上述材料和制作工艺。

本实用新型提供了一种可远程定位、监控、控制的土壤取样系统，如图1、2、3所示，包括有远程控制设备、基站、土壤取样设备100和土壤样品存贮设备200；所述基站包括有基站支架10，在所述基站支架10上设有主机仪表箱20和供电设备30，在基站支架10的顶部设有摄录设备40，在主机仪表箱20中设有基站控制设备50、无线连接设备60、卫星定位设备70，所述土壤取样设备100亦设置于主机仪表箱20中，所述供电设备30与基站控制设备50通电连接，所述摄录设备40、无线连接设备60、卫星定位设备70、土壤取样设备100、土壤样品存贮设备200均分别与基站控制设备50通讯连接和供电设备30通电连接；所述土壤取样设备100包括有下压把手110，以及设置于下压把手110上的土壤取样控制箱190、连接于下压把手110下端的取样器120，在取样器120的下端设有取样筒130，在取样筒130中设有用于将土壤样品抽入或推出的电动往复泵装置，在取样器120的上端设有与电动往复泵装置连接的驱动电机140，土壤取样控制箱190中设有土壤取样控制装置150，所述驱动电机140与土壤取样控制装置150连接并受其控制，在下压把手110上设有控制驱动电机140是否启动的控制键位141；所述土壤样品存贮设备200包括有贮样容器210和贮样控制装置220，在贮样容器210上部设有可封闭或开启贮样容器口部的阀部230，以及控制阀部230工作的阀控制器240，所述阀控制器240与贮样控制装置220连接并在取样筒130将其内的土壤样品注入至贮样容器210后命令阀控制器240控制阀部230封闭贮样容器210口部；所述远程控制设备可通过无线连接设备监控基站的定位信息、摄录设备40的实时摄录信息、土壤取样设备100的驱动电机140工作信息、土壤样品存贮设备200的阀部230封闭和开启信息，并可控制土壤取样设备100、土壤样品存贮设备200的通/断电。上述基站控制设备50、土壤取样控制装置150、贮样控制装置220均为单片机。

在使用时，基站支架10固定于指定土壤取样点，供电设备30（在实施例中为太阳能光伏电源，也可以为蓄电池）为基站控制设备50、摄录设备40（在实施例中为红外摄像机）、无线连接设备60、卫星定位设备70、土壤取样设备100、土壤样品存贮设备200提供电源，摄录设备40和卫星定位设备70及时通过无线连接设备60发送即时摄录信息和即时定位信息；取样操作时，先将土壤取样设备100从主机仪表箱20中取出，样品需求者通过无线连接设备60确认即时摄录信息和即时定位信息后，通过远程控制设备命令基站控制设备50控制土壤取样设备100通电；在操作者将土壤取样设备100的取样筒130插入至土壤中后，操作控制键位141，使得驱动电机140工作，驱使电动140往复泵装置（在实施例中为推杆142和活塞143）将土壤样品抽入至取样筒130中，完成土壤取样，此时，土壤取样控制装置150控制驱动电机140停止工作锁死，防止土壤样品继续抽入；在取样筒130与土壤样品存贮设备200的贮样容器210口部连接时，样品需求者通过无线连接设备60确认即时摄录信息后，通过远程控制设备命令基站控制设备50控制土壤样品存贮设备200通电，贮样控制装置220命令阀控制器（在实施例中为蝶阀控制器）240控制阀部（在实施例中为蝶阀）230开启贮样容器210口部，然后样品需求者通过无线连接设备60控制土壤取样控制装置150命令驱动电机140启动，将取样筒130内的土壤样品推出至贮样容器210内，并在土壤样品推出完成后，贮样控制装置220命令阀控制器240控制阀部230封闭贮样容器210口部，完成土壤样品存贮封样。

本可远程定位、监控、控制的土壤取样系统结合远程控制设备、基站、土壤取样设备100和土壤样品存贮设备200，通过遥感、定位、远程视频监控、远程控制等技术共同完成取样过程，使取样过程每一个步骤都在实时监控和定位下，具备排他侵入的特性，从而保证所取土壤样品不可更换，不受人为影响，能保证土壤样品完整的客观性、真实性，不必由样品需求者到达现场，也不用检测方或关联方亲自取样，可放心交由第三方独立操作，极大地降低了取样成本费用，节省了大量的人力和资源成本；其可迭加各种电子传感器，如二氧化碳、pm2.5、土壤温湿度、降水等传感器，可实现全面的土壤环境监测；其可在任意地点定点，也可移动多点采集，可广泛应用于各种需长期监测土壤全面数据的场景，在生态农业领域、环境保护领域，如需要定期监测污染物、土壤农残、重金属、肥力数据，对建立生态农业监测体系，将提供一种全新的、有效的解决方案。

在实施例中，如图2所示，在所述土壤取样控制箱190中设有与土壤取样控制装置150连接土壤墒情传感器160，在所述土壤墒情传感器160监测到取样筒130接触土壤后，土壤取样控制装置150即命令驱动电机140控制电动往复泵装置工作将土壤样品抽入至取样筒130内，或在土壤墒情传感器160监测到取样筒130脱离土壤后，土壤取样控制装置150即命令驱动电机150停止工作。操作者将取样筒130插入指定区域土壤后，电动往复泵装置即开始工作抽取土壤样品，在取样过程中，取样筒130在任何时间脱离土壤，电动往复泵装置均无法工作，保证了土壤样品的单纯性、真实性和客观性。

在实施例中，如图2所示，在所述土壤取样控制箱190中设有与土壤取样控制装置150连接卫星定位装置170，在卫星定位装置170监测到土壤取样设备100脱离指定定位区域后，土壤取样控制装置150即控制驱动电机140停止工作，在取样过程中，取样筒130在任何时间脱离指定取样区域，电动往复泵装置均无法工作，直到取样筒130回到指定取样区域，才可重新释放，保证了土壤样品的单纯性、真实性和客观性。在此，土壤取样设备100中的卫星定位装置170和基站支架10上的卫星定位设备70可互为参照，以确定取样筒130的实时定位地址。

在实施例中，如图2、3所示，所述取样筒130为金属取样筒，在贮样容器210口部设有金属传感器250，所述金属传感器250与贮样控制装置220连接，并在当金属传感器250检测到贮样容器210口部与金属取样筒脱离时，贮样控制装置220即命令阀控制器240控制阀部230封闭贮样容器210口部。在将取样筒130对接贮样容器210口部后，金属传感器250触发，贮样控制装置220即命令阀控制器240控制阀部230开启贮样容器210口部，准备承接样品，在土壤样品注入至贮样容器210的过程中，金属传感器250进行实时识别，一旦检测到贮样容器210口部无金属取样筒时，默认为与金属取样筒脱离，贮样容器210口部即刻封闭，无法继续注入土壤样品，保证了土壤样品的单纯性、真实性和客观性。

在实施例中，如图2所示，在所述土壤取样控制箱190中设有与土壤取样控制装置150连接空间传感装置180，在所述空间传感装置180监测到取样筒130呈水平状态或倒置状态时，土壤取样控制装置150即命令驱动电机140控制电动往复泵装置工作将已抽入至取样筒130内的土壤样品推出。取样筒130在土壤取样过程中，若出现取样筒130水平状态或倒置状态，空间传感装置180即触发，土壤取样控制装置150即命令驱动电机140控制电动往复泵装置工作将已抽入至取样筒130内的土壤样品推出，并随后停止驱动电机140工作，保障其他样品无法进入取样筒130内，极大限度地保证了保证了取样过程的真实性和客观性。

在实施例中，如图2所示，在取样筒130的下端设有可与贮样容器210口部固定连接的螺旋固定部131，在贮样容器210口部设置有连接端口211，防止在土壤样品在注入至贮样容器210时产生移动。

尽管参照上面实施例详细说明了本实用新型，但是通过本公开对于本领域技术人员显而易见的是，而在不脱离所述的权利要求限定的本实用新型的原理及精神范围的情况下，可对本实用新型做出各种变化或修改。因此，本公开实施例的详细描述仅用来解释，而不是用来限制本实用新型，而是由权利要求的内容限定保护的范围。