一种基于物联网的土壤监测系统的制作方法

1.本发明涉及土壤检测技术领域，具体而言，涉及一种基于物联网的土壤监测系统。


背景技术：

2.土壤监测与水质、大气监测基本一致，通过采用合适的测定方法测定土壤的各种理化性质，铁、锰、总钾、有机质、总氮、有效磷、总磷、水分、总砷、有效硼、氟化物、氯化物、矿物油及全盐量等，达到土壤质量现状监测；土壤污染事故监测；污染物土地处理的动态监测；土壤背景值调查等目的。可广泛应用于林场、森林等环境中。
3.目前的监测装置一般是将传感装置搭载于钻头上，然后通过电机将钻头搓入到土壤层，然后通过传感装置感知土壤层的土壤信息，最终通过信号发射装置发送至远方，工作人员以此获知上述监控的土壤信息。
4.但是这种方式存在着钻头容易发生松动这个严重的缺陷，一旦钻头在土壤层发生松动，那么就会严重影响传感装置所获知信息的准确性，这同时也增加了工作人员的维护成本。
5.可见，现有技术中存在的技术问题亟待解决。


技术实现要素：

6.本发明的主要目的在于提供一种基于物联网的土壤监测系统，以解决目前监测过程钻头在土壤层发生松动的技术缺陷。
7.为了实现上述目的，本发明提供了如下技术：
8.一种基于物联网的土壤监测系统，包括监测基座和远程监控终端，所述监测基座用于监测土壤内的应力信息，所述远程监控终端用于接收并存储监测基座所监测的信号；
9.所述监测基座包括底座、驱动部和土壤插入杆，所述底座固定于地面上，驱动部设于底座上，土壤插入杆在驱动部的作用下插入土壤中；
10.所述土壤插入杆在远离所述驱动部一端搭载有用于监测土壤信息的土壤监测单元；
11.所述监测基座还包括用于控制驱动部开启或关闭的微型处理器，所述微型处理器根据土壤监测单元所监测到的土壤信息来控制驱动部的启停。在实际使用中，在监测基座安装固定完毕之后，土壤插入杆上搭载的土壤监测单元可以实时该处土壤层的土壤信息，并通过远程监控终端展示出来，以便工作人员进行管理；在本装置使用一定时长后，由于外界环境以及土壤环境的变化，当土壤监测单元检测到土壤插入杆受到的压力变小之后，微型处理器经过处理该信号之后，控制驱动部启动工作，从而让土壤插入杆进一步插入到土壤层内部。
12.进一步地，所述土壤监测单元包括压力传感器，还包括温度传感器、gps定位单元、湿度传感器、土壤酸碱度传感器和重金属电化学传感器中的一种或多种；
13.所述压力传感器用于监测土壤插入杆在土壤层中受到的压力大小信息，并将该压
力大小信息发送至所述微型处理器，所述微型处理器根据该压力大小信息来判断是否控制驱动部工作。土壤插入杆搭载的温度传感器、gps定位单元、湿度传感器、土壤酸碱度传感器和重金属电化学传感器能够充分获悉监测处的土壤信息，从而让远端工作人员能对该处土壤信息有充分、客观的认识。
14.进一步地，所述微型处理器根据该压力大小信息来判断是否控制驱动部工作的方式是：
15.在所述土壤插入杆插入到土壤层之后，记录土壤插入杆受到土壤层的初始压力值，以初始压力值为阀值，微型处理器接收并保存该阀值；
16.当土壤插入杆受到土壤层的实时压力小于前述阀值时，微型处理器控制所述驱动部开启工作，进而控制土壤插入杆继续插入土壤层；
17.当土壤插入杆受到土壤层的实时压力大于或等于前述阀值时，微型处理器控制所述驱动部停止工作，进而控制土壤插入杆中止插入土壤层。在实际使用中，这样的设计可以让土壤插入杆持续稳固的插设在土壤层中，且无需使用者到监测现场进行定期维护，不仅能节约大量的人力成本，而且可以在第一时间进行稳固处理，从而保证本系统对各监测数据实时稳定监测。
18.进一步地，所述微型处理器还与所述远程监控终端无线连接，所述微型处理器将土壤监测单元所监测到的土壤信息发送至所述远程监控终端，远程监控终端用于工作人员在远端管控监测基座。
19.进一步地，所述微型处理器还与所述远程监控终端无线连接，所述微型处理器将土壤监测单元所监测到的土壤信息发送至所述远程监控终端，远程监控终端用于工作人员在远端管控监测基座；
20.所述远程监控终端还用于修改前述阀值，所述微型处理器根据远程监控终端新修改的阀值进行数值校验。在实际使用中，遇到环境恶劣的时候，管理人员可以在远端提高阀值，从而让土壤插入杆更加牢固的插入到土壤层中，从而抵抗当下或者即将到来的恶劣天气。
21.进一步地，所述驱动部为气泵，土壤插入杆在气泵的作用下插入到土壤层内部。实际使用中，气泵的成本偏低，且土壤插入杆的组装更加容易，可提高本系统的适用性。
22.进一步的，所述底座四周通过地桩固定在地面上。底座四周固设在地面上，从而保证驱动部对土壤插入杆产生向下的作用力。
23.进一步的，所述监测基座上设有用于为所述驱动部、土壤监测单元和微型处理器供电的供电组件。
24.进一步的，所述供电组件包括蓄电池和太阳能光伏板，太阳能光伏板通过连接线与蓄电池。设置为蓄电池充能的太阳能光伏板，可以让监测基座长期正常工作，进一步节约了工作人员的维护成本。
25.与现有技术相比较，本发明能够带来如下技术效果：
26.本发明通过提供一种基于物联网的土壤监测系统，包括监测基座和远程监控终端，所述监测基座用于监测土壤内的应力信息，所述远程监控终端用于接收并存储监测基座所监测的信号；所述监测基座包括底座、驱动部和土壤插入杆；所述土壤插入杆在远离所述驱动部一端搭载有用于监测土壤信息的土壤监测单元；所述监测基座还包括用于控制驱
动部开启或关闭的微型处理器，在实际使用中，在监测基座安装固定完毕之后，土壤插入杆上搭载的土壤监测单元可以实时该处土壤层的土壤信息，并通过远程监控终端展示出来，以便工作人员进行管理；在本装置使用一定时长后，由于外界环境以及土壤环境的变化，当土壤监测单元检测到土壤插入杆受到的压力变小之后，微型处理器经过处理该信号之后，控制驱动部启动工作，从而让土壤插入杆进一步插入到土壤层内部。
附图说明
27.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，使得本发明的其它特征、目的和优点变得更明显。本发明的示意性实施例附图及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
28.图1是本发明实施例中的监测基座的侧面结构示意图；
29.图2是本发明实施例中的监测基座的立体图；
30.图3是本发明实施例中的一种基于物联网的土壤监测系统的控制框图。
31.图中：10、基座；11、底座；111、地桩；12、驱动部；13、土壤插入杆；20、远程监控终端；30、土壤监测单元；40、微型处理器。
具体实施方式
32.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
33.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
34.在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
35.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
36.另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。
37.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
38.如图1、图2、图3所示，图1是本发明实施例中的监测基座的侧面结构示意图，该土
壤监测系统包括监测基座10和远程监控终端20，所述监测基座10用于监测土壤内的应力信息，所述远程监控终端20用于接收并存储监测基座10所监测的信号，实际使用时，远程监控终端20可以采用pc、平板电脑或智能手机；
39.所述监测基座10包括底座11、驱动部12和土壤插入杆13，所述底座11固定于地面上，驱动部12设于底座11上，土壤插入杆13在驱动部12的作用下插入土壤中；
40.所述土壤插入杆13在远离所述驱动部12一端搭载有用于监测土壤信息的土壤监测单元30；
41.所述监测基座10还包括用于控制驱动部12开启或关闭的微型处理器40(实际可采用型号为：msp430的微型处理器)，所述微型处理器40根据土壤监测单元30所监测到的土壤信息来控制驱动部12的启停。在实际使用时，所述驱动部12为气泵(也可以采用其他驱动装置，例如电机、液压泵等)，土壤插入杆13在气泵的作用下插入到土壤层内部；而所述底座11四周通过地桩111固定在地面上；所述监测基座10上设有用于为所述驱动部12、土壤监测单元30和微型处理器40供电的供电组件。
42.在一些优选的实施方式中，所述土壤监测单元30包括压力传感器，还包括温度传感器、gps定位单元、湿度传感器、土壤酸碱度传感器和重金属电化学传感器中的一种或多种；
43.所述压力传感器用于监测土壤插入杆13在土壤层中受到的压力大小信息，并将该压力大小信息发送至所述微型处理器40，所述微型处理器40根据该压力大小信息来判断是否控制驱动部12工作。
44.在某些优选的实施方式中，所述微型处理器40根据该压力大小信息来判断是否控制驱动部12工作的方式是：
45.在所述土壤插入杆13插入到土壤层之后，记录土壤插入杆13受到土壤层的初始压力值，以初始压力值为阀值，微型处理器40接收并保存该阀值；
46.当土壤插入杆13受到土壤层的实时压力小于前述阀值时，微型处理器40控制所述驱动部12开启工作，进而控制土壤插入杆13继续插入土壤层；
47.当土壤插入杆13受到土壤层的实时压力大于或等于前述阀值时，微型处理器40控制所述驱动部12停止工作，进而控制土壤插入杆13中止插入土壤层；实际使用中，所述微型处理器40还与所述远程监控终端20无线连接，所述微型处理器40将土壤监测单元30所监测到的土壤信息发送至所述远程监控终端20，远程监控终端20用于工作人员在远端管控监测基座10；
48.所述远程监控终端20还用于修改前述阀值，所述微型处理器40根据远程监控终端20新修改的阀值进行数值校验。
49.在另一些优选的实施方式中，所述微型处理器40还与所述远程监控终端20无线连接，所述微型处理器40将土壤监测单元30所监测到的土壤信息发送至所述远程监控终端20，远程监控终端20用于工作人员在远端管控监测基座10。
50.在一些优选的实施方式中，所述供电组件包括蓄电池和太阳能光伏板，太阳能光伏板通过连接线与蓄电池。
51.本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单
片机、芯片或处理器(processor)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
52.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。