一種土壤水勢和溫度遠程監測預警裝置的製作方法

2023-05-14 20:31:01 1

專利名稱：一種土壤水勢和溫度遠程監測預警裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及土壤參數監測裝置，具體地說，涉及一種土壤水勢和溫度遠程監測預警裝置。
背景技術：
土壤是陸生植物生活的基質，是生態系統中非常重要的生態因子、植物的根系與土壤有著極大的接觸面，在植物和土壤之間進行著頻繁的物質交換。因此通過控制土壤因素就可影響植物的生長和產量。無論是從事生態學研究，還是從事農業研究特別是精準農業研究，對土壤因素的長期測量是非常重要的。傳統的測量方法主要是人工攜帶儀器到現場測量，需要耗費大量的人力，效率低， 且數據獲取的頻率也較低。對於地理位置偏遠且條件艱苦的野外實驗點，獲取數據的成本非常高。因此迫切需要能夠在野外長期在線監測且能遠程無線傳輸數據的土壤監測系統。

實用新型內容基於上述現狀，本實用新型的目的在於提供一種土壤水勢和溫度遠程監測預警裝置，該裝置可實現無人值守，並能長期在線監測土壤水勢和溫度等土壤參數，以遠程傳輸的方式將監測數據傳送至監測中心。本實用新型的另一個目的在於，還提供一種土壤水勢和溫度遠程監測預警裝置， 其可以預設預警參數，實現土壤水勢和溫度預警。根據上述目的，本實用新型的土壤水勢和溫度遠程監測預警裝置包括土壤水勢傳感器，設置於被監測的土壤中，產生土壤水勢數據信號；土壤溫度傳感器，設置於被監測的土壤中，產生土壤溫度數據信號；數據採集器，與所述土壤水勢傳感器和所述土壤溫度傳感器相連，接收所述土壤水勢傳感器和所述土壤溫度傳感器產生的所述土壤水勢數據信號和所述土壤溫度數據信號；無線通信模塊，與所述數據採集器相連，接收所述數據採集器接收到的所述土壤水勢數據信號和所述土壤溫度數據信號，並通過無線通信網絡向外傳送所述土壤水勢數據信號和所述土壤溫度數據信號。如上所述的土壤水勢和溫度遠程監測預警裝置，還包括預警模塊，與所述數據採集器相連，在所述預警模塊中存儲土壤水勢預警值和土壤溫度預警值；所述預警模塊根據所述土壤水勢預警值和所述土壤溫度預警值以及接收到的所述土壤水勢數據信號或所述土壤溫度數據信號，產生土壤水勢預警信號或土壤溫度預警信號；所述預警模塊還與所述無線通信模塊相連，通過所述無線通信模塊發送所述土壤水勢預警信號或所述土壤溫度預警信號。如上所述的土壤水勢和溫度遠程監測預警裝置，還包括太陽能電池板，將太陽能轉換成電能；[0014]光伏控制器，與所述太陽能電池板相連；蓄電池組，與所述光伏控制器相連，存儲所述太陽能電池板產生的電能；電源板，與所述光伏控制器相連，分別向所述土壤水勢傳感器、所述數據採集器和所述無線通信模塊等提供電力；所述太陽能電池板和所述蓄電池組通過所述光伏控制器和所述電源板向上述各個單元提供電力。如上所述，本實用新型採用了無線通信的方式，實現了土壤水勢和溫度的遠程監測，無需專門人員值守，可以根據需要實現定時定點的土壤水勢數據和溫度數據等各種數據的實時監測。此外，在本實用新型中還可以設置太陽能供電裝置，如此可以實現野外長期無人值守的連續在線監測，大大降低了人工成本，提高了工作效率。

圖1示出了本實用新型的土壤水勢和溫度遠程監測預警裝置的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合附圖和一具體實施例對本實用新型作進一步的描述和說明。應當理解，下面的描述僅是一具體的較佳的實施例，不應以此限制本實用新型的保護範圍，其保護範圍當由權利要求書來確定。圖1示出了本實用新型的土壤水勢和溫度遠程監測預警裝置的結構示意圖。如圖 1所示，本實用新型的土壤水勢和溫度遠程監測預警裝置包括土壤水勢傳感器1、土壤溫度傳感感器9、數據採集器2和無線通信模塊3。這是本實用新型的土壤水勢和溫度遠程監測預警裝置最基本的結構。土壤水勢傳感器1設置於被監測的土壤中，用於測量土壤的水勢。土壤水勢傳感器可以採用例如EQ2 土壤水勢傳感器、EQ15 土壤水勢傳感器、2710系列土壤張力計、2725 系列張力計等，土壤水勢傳感器1根據土壤的情況產生土壤水勢數據信號(電信號)。土壤溫度傳感器9同樣可設置於被監測的土壤中，用於測量土壤的溫度數據。土壤溫度傳感器可以採用例如=PTioo鉬金電阻，土壤溫度傳感器10根據土壤的情況產生土壤溫度數據信號(電信號)。數據採集器2分別與土壤水勢傳感器1和土壤溫度傳感器9電性連接，接收土壤水勢傳感器1產生的土壤水勢數據信號和土壤溫度傳感器9產生的土壤溫度數據信號。然後，數據採集器2將採集到的土壤水勢數據信號和土壤溫度數據信號通過無線通信模塊3 利用無線通信網絡向外傳送。在本實用新型中，較佳地可以採用諸如GPRS、CDMA或GSM等現有的無線通信網絡，其實現較為方便。當然，也可以根據需要設置專用的無線通信網絡， 至於無線網絡技術並非本實用新型之重點，且屬於現有技術，因此在此不再贅述。監測中心30可以配備與本實用新型的土壤水勢和溫度遠程監測預警裝置相對應的無線通信接收裝置接收其通過無線通信網絡傳送的土壤水勢和溫度數據信號，用於土壤參數的監測和分析。在上述的實施例中，土壤水勢傳感器1和土壤溫度傳感器9的數量可以根據需要
4來設定，例如，數量的一個實施例是1-200個。這些傳感器的分布方式靈活多樣，可以根據不同的監測需要而定。例如，可以在監測區域布設多個監測點，每個監測點分別安裝一土壤水勢傳感器1和土壤溫度傳感器9，這些傳感器安置在固定的土層深度。在另一個實施例中，可以在監測區域布設多個監測點，每個監測點分別安裝多個土壤水勢傳感器1和土壤溫度傳感器9，這些傳感器分布於不同的土層深度，以監測多個監測點土壤剖面的水勢含量和溫度參數。在上述實施例的基礎上，本實用新型的再一個實施例中還可以包括一個預警模塊 11。該預警模塊11與數據採集器2相連。在預警模塊11中存儲土壤水勢預警值和土壤溫度預警值。預警值根據需要而設定，例如預警值可以是一個範圍，當被監測數據落在該範圍外，預警模塊11就產生相應的預警信號，例如產生土壤水勢預警信號或土壤溫度預警信號。預警模塊11還與無線通信模塊3相連，通過無線通信模塊3發送土壤水勢預警信號或土壤溫度預警信號。為了適應野外工作環境，本實用新型的土壤水勢和溫度遠程監測預警裝置除了在有電力供應的場合使用外界供電之外，還可以採用蓄電池組和太陽能供電。圖1中還示出了使用蓄電池組和太陽能供電的一個實施例。如圖1所示，在該實施例中，土壤水勢和溫度遠程監測預警裝置還包括電源板8、太陽能電池板7、光伏控制器6和蓄電池組5。太陽能電池板7用於採集太陽能並轉換成電能，太陽能電池板7輸出的電能通過光伏控制器6穩定太陽能發電的電壓為土壤水分遠程監測預警裝置提供電力，並對蓄電池組5進行充電。當太陽能電池板7電力不足時，蓄電池組5可以通過光伏控制器6為土壤水勢和溫度遠程監測預警裝置提供工作電力。電源板8用於從光伏控制器6接受電力，並分別為土壤水勢和溫度遠程監測預警裝置的各個組件供電。與現有技術相比，本實用新型提供的土壤水勢和溫度遠程監測預警裝置具有以下優點本實用新型採用可以增設太陽能供電的工作方式，在野外無人值守的情況下能長期、連續、在線監測土壤水勢含量和溫度，大大提高了監測頻率，避免了由於人力監測頻次不夠導致的數據代表性不強的問題，並且整個監測過程不受人工幹擾，獲得的數據能夠更加理想的反映土壤水勢含量和溫度的長期動態變化。
權利要求1.一種土壤水勢和溫度遠程監測預警裝置，其特徵在於，包括 土壤水勢傳感器，設置於被監測的土壤中，產生土壤水勢數據信號； 土壤溫度傳感器，設置於被監測的土壤中，產生土壤溫度數據信號；數據採集器，與所述土壤水勢傳感器和所述土壤溫度傳感器相連，接收所述土壤水勢傳感器和土壤溫度傳感器產生的所述土壤水勢數據信號和土壤溫度數據信號；無線通信模塊，與所述數據採集器相連，接收所述數據採集器接收到的所述土壤水勢數據信號和土壤溫度數據信號，並通過無線通信網絡向外傳送所述土壤水勢數據信號和土壤溫度數據信號。
2.如權利要求1所述的土壤水勢和溫度遠程監測預警裝置，其特徵在於，還包括預警模塊，與所述數據採集器相連，在所述預警模塊中存儲土壤水勢預警值和土壤溫度預警值； 所述預警模塊根據所述土壤水勢預警值和所述土壤溫度預警值以及接收到的所述土壤水勢數據信號或所述土壤溫度數據信號，產生土壤水勢預警信號或土壤溫度預警信號；所述預警模塊還與所述無線通信模塊相連，通過所述無線通信模塊發送所述土壤水勢預警信號或所述土壤溫度預警信號。
3.如權利要求2所述的土壤水勢和溫度遠程監測預警裝置，其特徵在於，還包括 太陽能電池板，將太陽能轉換成電能；光伏控制器，與所述太陽能電池板相連；蓄電池組，與所述光伏控制器相連，存儲所述太陽能電池板產生的電能； 電源板，與所述光伏控制器相連，分別向所述土壤水勢傳感器、所述數據採集器和所述無線通信模塊提供電力；所述太陽能電池板和所述蓄電池組通過所述光伏控制器和所述電源板向上述各個單元提供電力。
專利摘要本實用新型提供一種土壤水勢和溫度遠程監測預警裝置。傳統的土壤水勢和溫度測量方法主要是人工攜帶儀器到現場測量，需要耗費大量的人力，效率低，且數據獲取的頻率也較低。本實用新型的土壤水勢和溫度遠程監測預警裝置包括土壤水勢傳感器，產生土壤水勢數據信號；土壤溫度傳感器，產生土壤溫度數據信號；數據採集器，接收土壤水勢數據信號和土壤溫度數據信號；無線通信模塊，接收數據採集器接收到的土壤水勢數據信號和土壤溫度數據信號，並通過無線通信網絡向外傳送。本實用新型採用了無線通信的方式，實現了土壤水勢和溫度的遠程監測，無需專門人員值守，可以根據需要實現定時定點的土壤水勢和溫度數據的實時監測。
文檔編號G01N33/24GK202196061SQ20112029025
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月10日 優先權日2011年8月10日
發明者姜星, 韓志國, 顧群 申請人:上海澤泉科技有限公司