土壤墒情數據上傳裝置及方法與流程
2023-05-14 20:01:11
本發明涉及土壤墒情監測領域。更具體地說，本發明涉及一種土壤墒情數據上傳裝置及方法。
背景技術：
對於農業生產來說，土壤墒情是影響植物生長的重要指標。墒情指標在50％以下的土壤屬於重度乾旱，會造成植物停止發育直至乾枯；墒情指標在60％以下的土壤屬於輕度乾旱，植物生長造成一定程度的不利影響；墒情指標處於60％-80％這一區間的土壤適宜植物生長；墒情指標大於80％則表示土壤含水量過盛，如果有必要應採取排水措施,否則有可能導致植物根部腐敗。可見，準確測量和分析土壤墒情，可以增強預測和應對旱災的能力，並且可以為農業生產中的水、肥供給提供科學依據，對實現節能節水的精細化農田作業具有重要意義。
傳感技術和網際網路技術的進步，使農業物聯網技術得到快速發展，為了準確測量和分析土壤墒情，目前在廣域範圍上進行土壤墒情檢測的主要方法是把大面積農田分成多個輪灌組，並在小地塊上安裝一個或多個土壤溫溼度傳感器，針對各個採樣點的土壤墒情執行周期性測量，從而取得時間和空間上均勻分布的大量採樣點數據，給每個土壤溫溼度傳感器採集儀安裝一個sim卡，基於gprs/gsm無線通信技術將採樣點數據上傳到監控系統，成本高且維護繁瑣。
技術實現要素：
本發明的一個目的是解決至少上述問題，並提供至少後面將說明的優點。
本發明還有一個目的是提供一種土壤墒情數據上傳裝置及方法，其針對採集儀基於gprs/gsm無線通信技術傳輸數據成本高且維護繁瑣的問題，設置土壤墒情網關，以提供一種成本低、功耗低、及通信距離遠的土壤墒情數據上傳方法和裝置。
為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種土壤墒情數據上傳裝置，包括：多個土壤溫溼度傳感器，用於檢測採樣點的土壤墒情信息；
多個採集儀，其分別與土壤溫溼度傳感器一一對應連接，用於接收對應土壤溫溼度傳感器檢測的土壤墒情信息；
土壤墒情網關，其包括與每個採集儀通信連接的lora無線模塊、與lora無線模塊連接的處理器模塊，其中，lora無線模塊用於通過lora無線技術接收採集儀發出的土壤墒情信息，處理器模塊用於接收lora無線模塊傳輸的土壤墒情信息，並將其轉換為以rs232串口的形式發送的土壤墒情信息，得處理土壤墒情信息；
數據匯集模塊，其與所述處理器模塊連接，處理器模塊將處理土壤墒情信息傳輸至數據匯集模塊，數據匯集模塊用於匯集處理土壤墒情信息。
優選的是，所述的土壤墒情數據上傳裝置，還包括：監控系統，其與所述數據匯集模塊連接，數據匯集模塊將匯集的處理土壤墒情信息傳輸至監控系統，監控系統接收並展示處理土壤墒情信息。
優選的是，所述數據匯集模塊與所述監控系統之間通過gprs/gsm形式通信連接。
優選的是，所述處理器模塊為rs232電平轉換晶片。
優選的是，將待檢測地塊分為多個小地塊，每個小地塊均為水平地塊，每個小地塊上設置至少1個土壤溫溼度傳感器，其中，每個小地塊的面積為s1，以小地塊上每個土壤溫溼度傳感器為圓心畫半徑為1-2m的圓，每個小地塊上的多個圓彼此不相交，且每個下地塊上的多個圓與該小地塊重疊面積為s2，s2≥s1的二分之一。
一種土壤墒情數據上傳方法，包括以下步驟：
多個土壤溫溼度傳感器分別安裝於待檢測地塊的採樣點處，檢測採樣點的土壤墒情信息；
多個採集儀分別與土壤溫溼度傳感器一一對應連接，接收對應土壤溫溼度傳感器檢測的土壤墒情信息；
lora無線模塊通過lora無線技術接收採集儀發出的土壤墒情信息；
處理器模塊接收lora無線模塊傳輸的土壤墒情信息，並將其轉換為以rs232串口的形式發送的土壤墒情信息，得處理土壤墒情信息；
數據匯集模塊匯集處理土壤墒情信息，並通過gprs/gsm形式傳輸至監控系統，監控系統接收並展示所述土壤墒情信息。
優選的是，所述處理器模塊為rs232電平轉換晶片。
優選的是，將待檢測地塊分為多個小地塊，每個小地塊均為水平地塊，每個小地塊上設置至少1個土壤溫溼度傳感器，其中，每個小地塊的面積為s1，以小地塊上每個土壤溫溼度傳感器為圓心畫半徑為1-2m的圓，每個小地塊上的多個圓彼此不相交，且每個下地塊上的多個圓與該小地塊重疊面積為s2，s2≥s1的二分之一。
本發明至少包括以下有益效果：設置土壤墒情網關，利用lora無線模塊通過lora無線技術接收採集儀發出的土壤墒情信息，處理器模塊用於接收lora無線模塊傳輸的土壤墒情信息，並將其轉換為以rs232串口的形式發送的土壤墒情信息，整個傳輸過程成本低、功耗低、通信距離遠，避免了針對採集儀基於gprs/gsm無線通信技術傳輸數據，需要在每一個採集儀上均安裝一個sim卡而造成的成本高且維護繁瑣的問題。
本發明的其它優點、目標和特徵將部分通過下面的說明體現，部分還將通過對本發明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。
附圖說明
圖1為本發明的土壤墒情數據上傳裝置的結構示意圖；
圖2為本發明的土壤墒情數據上傳方法的工作流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
一種土壤墒情數據上傳裝置，包括：
多個土壤溫溼度傳感器，用於檢測採樣點的土壤墒情信息；
多個採集儀，其分別與土壤溫溼度傳感器一一對應連接，用於接收對應土壤溫溼度傳感器檢測的土壤墒情信息；
土壤墒情網關，其包括與每個採集儀通信連接的lora無線模塊、與lora無線模塊連接的處理器模塊，其中，lora無線模塊用於通過lora無線技術接收採集儀發出的土壤墒情信息，處理器模塊用於接收lora無線模塊傳輸的土壤墒情信息，並將其轉換為以rs232串口的形式發送的土壤墒情信息，得處理土壤墒情信息；
數據匯集模塊，其與所述處理器模塊連接，處理器模塊將處理土壤墒情信息傳輸至數據匯集模塊，數據匯集模塊用於匯集處理土壤墒情信息。
在上述技術方案中，將多個土壤溫溼度傳感器安裝於待檢測地塊的檢測點處，採集儀採集並接收對應土壤溫溼度傳感器檢測的土壤墒情信息，並將檢測到的土壤墒情數據傳輸至土壤墒情網關，土壤墒情網關的lora無線模塊通過lora無線技術接收採集儀發出的土壤墒情信息，處理器模塊與lora無線模塊連接，並接收的lora無線模塊發出的土壤墒情信息，並將其轉換為以rs232串口的形式發送的土壤墒情信息，得處理土壤墒情信息，處理器模塊將處理土壤墒情信息傳輸至數據匯集模塊，數據匯集模塊匯集處理土壤墒情信息，其中，數據匯集模塊可以為氣象採集系統。採用該技術方案，設置土壤墒情網關，利用lora無線模塊通過lora無線技術接收採集儀發出的土壤墒情信息，處理器模塊用於接收lora無線模塊傳輸的土壤墒情信息，並將其轉換為以rs232串口的形式發送的土壤墒情信息，整個傳輸過程成本低、功耗低、通信距離遠，避免了針對採集儀基於gprs/gsm無線通信技術傳輸數據，需要在每一個採集儀上均安裝一個sim卡而造成的成本高且維護繁瑣的問題。
在另一種技術方案中，所述的土壤墒情數據上傳裝置，還包括：監控系統，其與所述數據匯集模塊連接，數據匯集模塊將匯集的處理土壤墒情信息傳輸至監控系統，監控系統接收並展示處理土壤墒情信息。採用該技術方案，通過監控系統實時監控土壤墒情信息，由於採集儀可以針對各個採樣點的土壤墒情信息執行周期性測量，從而取得時間和空間上均勻分布的大量採樣點的土壤墒情數據，並通過監控系統實時展示。
在另一種技術方案中，所述數據匯集模塊與所述監控系統之間通過gprs/gsm形式通信連接。採用該技術方案，使用土壤墒情數據上傳裝置監控待檢測地塊，整個待檢測地塊只需要一個安裝有sim卡的gprs/gsm通信設備即可實現數據上傳的問題。
在另一種技術方案中，所述處理器模塊為rs232電平轉換晶片。採用該技術方案，rs232電平轉換晶片接收lora無線模塊傳輸的土壤墒情信息，並將其轉換成rs232串口的形式發送的土壤墒情信息，與rs232電平轉換晶片連接的還有穩壓晶片。
在另一種技術方案中，將待檢測地塊分為多個小地塊，每個小地塊均為水平地塊，每個小地塊上設置至少1個土壤溫溼度傳感器，其中，每個小地塊的面積為s1，以小地塊上每個土壤溫溼度傳感器為圓心畫半徑為1-2m的圓，每個小地塊上的多個圓彼此不相交，且每個下地塊上的多個圓與該小地塊重疊面積為s2，s2≥s1的二分之一。採用該技術方案，提高整個數據的檢測精度，其在農田灌溉上的應用為：將農田分為多個灌溉塊，每個灌溉塊即為上述一個小地塊，在每個灌溉塊內安裝土壤溫溼度傳感器，以檢測該灌溉塊的土壤溫溼度，科學灌溉。
一種土壤墒情數據上傳的方法，包括以下步驟：
多個土壤溫溼度傳感器分別安裝於待檢測地塊的採樣點處，檢測採樣點的土壤墒情信息；
多個採集儀分別與土壤溫溼度傳感器一一對應連接，接收對應土壤溫溼度傳感器檢測的土壤墒情信息；
lora無線模塊通過lora無線技術接收採集儀發出的土壤墒情信息；
處理器模塊接收lora無線模塊傳輸的土壤墒情信息，並將其轉換為以rs232串口的形式發送的土壤墒情信息，得處理土壤墒情信息；
數據匯集模塊匯集處理土壤墒情信息，並通過gprs/gsm形式傳輸至監控系統，監控系統接收並展示所述土壤墒情信息。
在上述技術方案中，將多個土壤溫溼度傳感器安裝於待檢測地塊的檢測點處，採集儀採集並接收對應土壤溫溼度傳感器檢測的土壤墒情信息，並將檢測到的土壤墒情數據傳輸至土壤墒情網關，土壤墒情網關的lora無線模塊通過lora無線技術接收採集儀發出的土壤墒情信息，處理器模塊與lora無線模塊連接，並接收的lora無線模塊發出的土壤墒情信息，並將其轉換為以rs232串口的形式發送的土壤墒情信息，得處理土壤墒情信息，處理器模塊將處理土壤墒情信息傳輸至數據匯集模塊，數據匯集模塊匯集處理土壤墒情信息，其中，數據匯集模塊可以為氣象採集系統。採用該技術方案，設置土壤墒情網關，利用lora無線模塊通過lora無線技術接收採集儀發出的土壤墒情信息，處理器模塊用於接收lora無線模塊傳輸的土壤墒情信息，並將其轉換為以rs232串口的形式發送的土壤墒情信息，整個傳輸過程成本低、功耗低、通信距離遠，避免了針對採集儀基於gprs/gsm無線通信技術傳輸數據，需要在每一個採集儀上均安裝一個sim卡而造成的成本高且維護繁瑣的問題，通過監控系統實時監控土壤墒情信息，由於採集儀可以針對各個採樣點的土壤墒情信息執行周期性測量，從而取得時間和空間上均勻分布的大量採樣點的土壤墒情數據，並通過監控系統實時展示，使用土壤墒情數據上傳裝置監控待檢測地塊，整個待檢測地塊只需要一個安裝有sim卡的gprs/gsm通信設備即可實現數據上傳的問題。
在另一種技術方案中，所述處理器模塊為rs232電平轉換晶片。採用該技術方案，rs232電平轉換晶片接收lora無線模塊傳輸的土壤墒情信息，並將其轉換成rs232串口的形式發送的土壤墒情信息，與rs232電平轉換晶片連接的還有穩壓晶片。
在另一種技術方案中，將待檢測地塊分為多個小地塊，每個小地塊均為水平地塊，每個小地塊上設置至少1個土壤溫溼度傳感器，其中，每個小地塊的面積為s1，以小地塊上每個土壤溫溼度傳感器為圓心畫半徑為1-2m的圓，每個小地塊上的多個圓彼此不相交，且每個下地塊上的多個圓與該小地塊重疊面積為s2，s2≥s1的二分之一。採用該技術方案，提高整個數據的檢測精度。
這裡說明的設備數量和處理規模是用來簡化本發明的說明的。對本發明的應用、修改和變化對本領域的技術人員來說是顯而易見的。
儘管本發明的實施方案已公開如上，但其並不僅僅限於說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用於各種適合本發明的領域，對於熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同範圍所限定的一般概念下，本發明並不限於特定的細節和這裡示出與描述的圖例。