一種多節點多參數的土壤墑情采集傳輸裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種多節點多參數的土壤墑情采集傳輸裝置。目前土壤墑情采集傳輸系統測量一般只采用3節點的深度，并且只能測量土壤含水量這一種參數。本實用新型包括若干土壤墑情采集裝置、信號處理控制系統、通信裝置、蓄電池供電裝置；其中土壤墑情采集裝置包括FDR傳感器、A/D轉換裝置、嵌入式單片機，FDR傳感器的頻率為75MHZ。本裝置能夠采集多節點的土壤水分和鹽度數據并進行存儲和發送，因此能達到判斷土壤干旱程度、預測干旱趨勢、指導農業灌溉等目的。特別適合抗旱、預報山洪滑坡和農業灌溉中的應用。
【專利說明】
一種多節點多參數的土壤墑情采集傳輸裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于水文、農業、氣象行業的測量技術領域，涉及一種新型的多節點多參數土壤墑情采集傳輸裝置。
【背景技術】
[0002]目前，土壤墑情采集傳輸系統測量一般只采用3節點的深度，S卩10、20、40cm深度的土壤，并且只能測量土壤含水量這一種參數。對于一些根系比較深的作物要根據實際種植的作物根系深度選擇測點多、深度更深的土壤墑情設備。因此為滿足多節點和多參數的測量傳輸，對原土壤墑情采集傳輸裝置進行了改造，改造后能夠測量土壤多節點多參數。來達到判斷農作物干旱程度、預測干旱趨勢、指導農業灌溉等目的。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的在于針對現有技術中土壤參數采集的類型和深度問題，提出了一種新型的土壤墑情采集傳輸裝置。它在測量土壤墑情參數時，還能夠測量土壤多節點的水分和鹽度2種參數，并通過移動GPRS信道每隔15分鐘發送一次數據，充分掌握土壤含水量和鹽度的變化。同時具有工作可靠、安裝簡便、使用周期長、無需市電供應、可在野外長期工作等優勢。
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型通過下述技術方案得以解決:
[0005]—種新型的土壤墑情采集傳輸裝置，包括若干土壤墑情采集裝置、信號處理控制系統、通信裝置、蓄電池供電裝置;土壤墑情采集裝置的信號端與信號處理控制系統的信號端連接，信號處理控制系統的信號輸出端與通信裝置的信號輸入端連接，蓄電池供電裝置為信號處理控制系統供電；
[0006]所述的土壤墑情采集裝置包括roR傳感器、A/D轉換裝置、嵌入式單片機，FDR傳感器的信號輸出端與A/D轉換裝置的信號輸入端連接，A/D轉換裝置的信號輸出端與嵌入式單片機的信號輸入端連接，嵌入式單片機的信號輸出端作為土壤墑情采集裝置的信號輸出端。
[0007]所述的FDR傳感器的輸入端接振蕩器，輸出端接一個串聯諧振電路;其中H)R傳感器的頻率為75MHZ，該頻率作為信號源并產生掃描頻率，根據電磁波在介質中傳播頻率來測量土壤的表觀介電常數(ε)和土壤的電導率(EC)，從而得到土壤容積含水量(θν)和土壤的鹽度。
[0008]所述的A/D轉換裝置，將FDR傳感器送來的模擬電壓信號轉換為數字信號，并輸出到嵌入式單片機，單片機根據建立的數學模型和當地土壤狀態等相關系數，進行計數、轉換、修正等處理，計算出當前土壤水分和鹽度。
[0009]作為優選，在土壤水分采集裝置中連接有RS232或RS485通信接口，將處理后的土壤水分和鹽度數據通過該通信接口輸出。
[0010]作為優選，在信號處理控制系統裝置中連接有RS232或RS485通信接口，每隔I小時采集土壤水分采集裝置中的水分和鹽度數據，并經由其相應的協議數據封裝。
[0011]作為優選，所述的蓄電池供電裝置連接有太陽能儲能板。由于土壤墑情測量一般都位于野外，遠離城區的環境中，通常接入市電也不方便。因此利用可反復充電的蓄電池做電源，太陽能儲能板作為實時充電設備，對蓄電池進行浮充充電。
[0012]本實用新型是一種多節點多參數的土壤墑情采集傳輸裝置，能夠采集多節點的土壤水分和鹽度數據并進行存儲和發送，因此能達到判斷土壤干旱程度、預測干旱趨勢、指導農業灌溉等目的。特別適合抗旱、預報山洪滑坡和農業灌溉中的應用。本實用新型在農業、水文、氣象行業的測量技術領域中有良好的應用前景。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖1與實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
[0015]本實用新型裝置，如圖1所示，包括土壤水分采集裝置、信號處理控制系統、通信裝置、蓄電池和太陽能儲能板。
[0016]土壤水分采集裝置(I)內安裝FDR傳感器(2)在傳輸線的輸入端接入一個的振蕩器，輸出端連接有一個串聯諧振電路。設計中采用頻率(75MHZ)作為信號源并產生掃描頻率，根據電磁波在介質中傳播頻率來測量土壤的表觀介電常數(ε)和土壤的電導率(EC)，從而得到土壤容積含水量(θν)和土壤的鹽度。
[0017]土壤水分采集裝置(I)內安裝A/D轉換裝置(3)將FDR傳感器(2)送來的模擬電壓信號轉換為數字信號，并輸出到嵌入式單片機(4)，單片機根據建立的數學模型和當地土壤狀態等相關系數，進行計數、轉換、修正等處理，計算出當前土壤水分和鹽度。
[0018]通信裝置(6)上有RS232通信接口，將信號處理控制系統裝置(5)傳來的數據通過移動的GPRS網絡將數據傳送到用戶終端上。
[0019]信號處理控制系統上(5)有RS232通信接口，用來控制土壤水分采集裝置中的數據采集和進行特點的協議封裝。
[0020]信號處理控制系統(5)上連接有蓄電池(7)，蓄電池(8)連接有太陽能儲能板。
[0021]本實用新型裝置通過增設多個土壤水分采集裝置和修改土壤水分采集裝置中的振蕩頻率，利用頻域反射法(FDR)通過測量土壤中水和其他介質電常數的差異得到土壤含水量和鹽度參數數據。再經A/D轉換裝置和嵌入式單片機將測量到的這些參數的模擬信號轉換為開關信號并通過預先設定好的數學模型進行計算、分析。信號處理控制系統每隔I小時去讀取這些數據，并將這些數據進行特定的協議封裝和存儲，通過串口通信將這些數據每隔15分鐘利用移動GPRS網絡發送到用戶接收系統上。
[0022]上述所采用的嵌入式單片機的產品型號為STC公司生產的51系列的STCl 2C5A60S2、信號處理控制系統的產品型號為浙江省水文局研發的語潤YR-3000型。
[0023]總之，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應屬本實用新型專利的涵蓋范圍。
【主權項】
1.一種多節點多參數的土壤墑情采集傳輸裝置，其特征在于包括若干土壤墑情采集裝置、信號處理控制系統、通信裝置、蓄電池供電裝置;土壤墑情采集裝置的信號端與信號處理控制系統的信號端連接，信號處理控制系統的信號輸出端與通信裝置的信號輸入端連接，蓄電池供電裝置為信號處理控制系統供電； 所述的土壤墑情采集裝置包括roR傳感器、A/D轉換裝置、嵌入式單片機，FDR傳感器的信號輸出端與A/D轉換裝置的信號輸入端連接，A/D轉換裝置的信號輸出端與嵌入式單片機的信號輸入端連接，嵌入式單片機的信號輸出端作為土壤墑情采集裝置的信號輸出端； 所述的FDR傳感器的頻率為75MHZ，該頻率作為信號源并產生掃描頻率。2.如權利要求1所述的一種多節點多參數的土壤墑情采集傳輸裝置，其特征在于所述的FDR傳感器的輸入端接振蕩器，其中一個輸出端接一個串聯諧振電路。3.如權利要求1所述的一種多節點多參數的土壤墑情采集傳輸裝置，其特征在于在土壤水分采集裝置中連接有RS232或RS485通信接口，將處理后的土壤水分和鹽度數據通過該通信接口輸出。4.如權利要求1所述的一種多節點多參數的土壤墑情采集傳輸裝置，其特征在于在信號處理控制系統裝置中連接有RS232或RS485通信接口，每隔一段時間采集各土壤水分采集裝置中的水分和鹽度數據，并經由其相應的協議數據封裝。5.如權利要求1所述的一種多節點多參數的土壤墑情采集傳輸裝置，其特征在于所述的蓄電池供電裝置連接有太陽能儲能板。6.如權利要求1所述的一種多節點多參數的土壤墑情采集傳輸裝置，其特征在于H)R傳感器基于75MHZ頻率作為信號源，進而檢測得到土壤容積含水量和土壤鹽度。
【文檔編號】G01N33/24GK205506819SQ201620146338
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年2月26日
【發明人】孫映宏, 王玉明, 孟健, 姬戰生, 李國強, 王英英, 薛慶云, 王逸鋒, 童覽, 陳巍莉
【申請人】杭州市水文水資源監測總站