專利名稱：一種土壤墑情自動監測終端機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種土壤墑情自動監測終端機，屬土壤墑情監測設備及應用的技 術領域。
背景技術：
墑情，即土壤含水量，是影響農作物生長發育、區域干旱程度的重要指標，由于區 域地形地貌、土壤物理化學特性、氣象等因素的差異，致使區域墑情分布亦極不均勻，適時 掌握區域土壤墑情的動態信息，對于提高抗旱管理水平，科學指導抗旱救災，預防和減輕干 旱災害及其造成的損失，保障生活用水、生態用水、科學利用水資源具有十分重要的意義。對土壤墑情數據進行動態的、實時的、連續的監測，就要有先進的方法和設備，常 用的監測土壤含水量的方法有烘干法、中子儀法、Y射線法等，但這些方法均在技術上存在 不足和弊端。例如烘干法，取土壤試樣，進行烘干，測定土壤的水含量，雖簡單易行，但必須不斷 的變動取土點，擾動土樣的原狀，同時由于土壤物理特性空間的各向異性，使測定結果往往 發生很大變化。例如中子儀測量法，測量時不必采土、不破壞土壤結構，可定點連續監測，快速準 確，但中子儀測定時，室內外曲線差異大，由于土壤物理性質的容重不同、土壤質地不同，都 會造成曲線移動較大，垂直分辨率較差，表層測量困難，且中子儀較昂貴、輻射危害較大、不 能廣泛應用。例如Y射線法，可快速準確測量出墑情值，比中子儀垂直分辨率更高，但與中子 儀相類似，同樣存在安全等問題，使其不能廣泛應用。
發明內容發明目的本實用新型的目的就是針對背景技術的不足，設計一種土壤墑情自動監測裝置， 采用電子信息技術、傳感器技術采集土壤墑情信息，采用GPRS無線通訊網絡傳輸墑情信 息，采用太陽能電池供電，以達到遠程、實時、自動、連續的采集固定點的土壤墑情信息，從 而達到全面準確掌握地域土壤墑情的目的。技術方案本實用新型主要結構由終端箱體、太陽能電池板、GPRS發射天線、避雷針、液晶 顯示屏、指示燈、控制開關、墑情傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、傳感器插座、墑情屏蔽電 路箱、通訊屏蔽電路箱、墑情電路板、通訊電路板、太陽能控制器、屏蔽電纜、太陽能蓄電池、 導線組成；終端箱體1呈立式柜形，終端箱體1的上左部為避雷針4、上右部為GPRS發射天線 3、上中部為太陽能電池板2 ；終端箱體1的前部由上至下設有液晶顯示屏5、指示燈6、控制開關7，下部設有6個墑情傳感器插座11、12、13、14、15、16，墑情傳感器插座11、12、13、14、15、16通過屏蔽電 纜17與埋入周邊地下的墑情傳感器21、22、23、24、25、26聯接；終端箱體1的右側部設有通訊插座8、太陽能電池插座9、溫度傳感器27、濕度傳感 器28 ；通訊插座8通過導線18與GPRS發射天線3聯接；太陽能電池插座9外部通過導線 18與太陽能電池板2聯接，內部通過導線18與太陽能控制器20聯接；太陽能控制器20下 部通過導線18與太陽能蓄電池10聯接、上部與墑情電路板31、通訊電路板32聯接；溫度 傳感器27內部通過導線18與墑情電路板31聯接；濕度傳感器28內部通過導線18與墑情 電路板31聯接；終端箱體1內部設有墑情屏蔽電路箱29、通訊屏蔽電路箱30、太陽能蓄電池10、太 陽能控制器20、墑情傳感器插座11、12、13、14、15、16 ；在終端箱體1的左上部設有墑情屏蔽 電路箱29、右上部設有通訊屏蔽電路箱30，墑情屏蔽電路箱29內為墑情電路板31，通訊屏 蔽電路箱30內為通訊電路板32 ；在墑情屏蔽電路箱29下部設有太陽能控制器20，太陽能 控制器20下部為太陽能蓄電池10 ；太陽能蓄電池10下部設有墑情傳感器插座11、12、13、 14、15、16 ；各部之間由導線18聯接。所述的墑情電路板31，由微計算機控制電路IC1、振蕩電路IC2、串口編程電路 IC3、反向比較器電路IC4、信號指示電路IC5、信號輸入電路IC6、IC7、IC8、IC9、數字模擬轉 換電路IC10、串口輸出電路IC11、太陽能轉換變壓整流電路IC12組成，各分電路之間由導 線18聯接，太陽能轉換變壓整流電路IC12提供+5V電源，并通過導線與各分電路的電源端 Vcc端聯接。所述的通訊電路板32，由GPRS發射接收電路IC15、SIM卡通訊接入電路IC16、串 口通訊模擬電路IC17、接插聯接電路IC18組成，各分電路之間由導線18聯接。所述的土壤墑情自動監測終端機，通過屏蔽電纜17可與6個埋入土壤內的墑情傳 感器21、22、23、24、25、26聯接，也可與按需設置的2個水位傳感器聯接。所述的土壤墑情自動監測終端機，終端箱體1內部設有墑情屏蔽箱29、通訊屏蔽 箱30，墑情屏蔽箱29內設置墑情電路板31，通訊屏蔽箱30內設置通訊電路板32，墑情電路 板31、通訊電路板32為屏蔽保護，墑情屏蔽箱29、通訊屏蔽箱30材料均為銅鋁合金。所述的太陽能電池板2，攝取的太陽能通過導線18聯接太陽能插座9、太陽能控制 器20、太陽能蓄電池10，太陽能控制器20聯接墑情電路板31、通訊電路板32，供應+5V直 流電源。有益效果本實用新型與背景技術相比具有明顯的先進性，它是根據土壤墑情監測規范的要 求而設計的，野外無人值守的連續監測墑情的終端機，終端機可遠距離設置在不同的固定 墑情點，通過屏蔽電纜聯接墑情傳感器，墑情傳感器根據需要埋入土壤層的不同地點、不同 深度，以采集墑情數據，然后把數據傳輸給終端機，經墑情電路程序處理后，通過移動通訊 網絡，用GPRS通訊或短消息方式傳輸給監測總站，由計算機進行統計分析處理，終端機采 用太陽能電池供電，本機設計先進合理，結構緊湊，安全穩定可靠，節約能源，數據采集傳輸 穩定可靠，可對不同地域的土壤墑情進行遠程自動監測，并可預報墑情狀況，是十分理想的 土壤墑情遠程自動監測裝置。
圖1為墑情采集終端機主視圖圖2為圖1的B-B剖面圖圖3為墑情采集電路板方框圖圖4為墑情采集電路圖圖5為GPRS通訊電路板方框圖圖6為GPRS通訊電路圖圖中所示，附圖標記清單如下1、終端箱體，2、太陽能電池板，3、GPRS發射天線，4、避雷針，5、液晶顯示屏，6、指示 燈，7、控制開關，8、通訊插座，9、太陽能電池插座，10、太陽能蓄電池，11、墑情傳感器插座， 12、墑情傳感器插座，13、墑情傳感器插座，14、墑情傳感器插座，15、墑情傳感器插座，16、墑 情傳感器插座，17、屏蔽電纜，18、導線，19、底座，20、太陽能控制器，21、墑情傳感器，22、墑 情傳感器，23、墑情傳感器，24、墑情傳感器，25、墑情傳感器，26、墑情傳感器，27、溫度傳感 器，28、濕度傳感器，29、墑情屏蔽電路箱，30、通訊屏蔽電路箱，31、墑情電路板，32、通訊電 路板。IC1、微計算機控制電路，IC2、振蕩電路，IC3、串口編程電路，IC4、反向比較器電 路，IC5、信號指示電路，IC6、信號輸入電路，IC7、信號輸入電路，IC8、信號輸入電路，IC9、信 號輸入電路，IC10、數字模擬轉換電路，IC11、串口輸出電路，IC12、太陽能轉換變壓整流電 路，IC15、GPRS發射接收通訊電路，IC16、SIM卡通訊接入電路，IC17、串口通訊模塊電路， IC18、接插聯接電路。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步說明圖1、2所示，為整體結構圖，各部位置，聯接關系要正確，安裝牢固。終端機可與6個墑情傳感器聯接，也可視需要與2個水位傳感器聯接。太陽能電池板白天攝取光能，通過太陽能轉換器變成電能并儲存，不需另設電源。GPRS通訊以短消息方式發送數據，方便準確快捷。墑情電路板、通訊電路板均置于屏蔽箱內，得到了雙重有效保護，防止了溫度、濕 度、雷電等因素的干擾，使運行正常。圖3、4、5、6所示，為墑情電路板，通訊電路板原理圖，由各分電路組成整體電路， 各分電路聯接關系要正確，布置合理，均使用太陽能電池供給+5V直流電源。
權利要求一種土壤墑情自動監測終端機，其特征在于主要結構由終端箱體、太陽能電池板、GPRS發射天線、避雷針、液晶顯示屏、指示燈、控制開關、墑情傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、傳感器插座、墑情屏蔽電路箱、通訊屏蔽電路箱、墑情電路板、通訊電路板、太陽能控制器、屏蔽電纜、太陽能蓄電池、導線組成；終端箱體(1)呈立式柜形，終端箱體(1)的上左部為避雷針(4)、上右部為GPRS發射天線(3)、上中部為太陽能電池板(2)；終端箱體1的前部由上至下設有液晶顯示屏(5)、指示燈(6)、控制開關(7)，下部設有6個墑情傳感器插座(11、12、13、14、15、16)，墑情傳感器插座(11、12、13、14、15、16)通過屏蔽電纜(17)與埋入周邊地下的墑情傳感器(21、22、23、24、25、26)聯接；終端箱體(1)的右側部設有通訊插座(8)、太陽能電池插座(9)、溫度傳感器(27)、濕度傳感器(28)；通訊插座(8)通過導線(18)與GPRS發射天線(3)聯接；太陽能電池插座(9)外部通過導線(18)與太陽能電池板(2)聯接，內部通過導線(18)與太陽能控制器(20)聯接；太陽能控制器(20)下部通過導線(18)與太陽能蓄電池(10)聯接、上部與墑情電路板(31)、通訊電路板(32)聯接；溫度傳感器(27)內部通過導線(18)與墑情電路板(31)聯接；濕度傳感器(28)內部通過導線(18)與墑情電路板(31)聯接；終端箱體(1)內部設有墑情屏蔽電路箱(29)、通訊屏蔽電路箱(30)、太陽能蓄電池(10)、太陽能控制器(20)、墑情傳感器插座(11、12、13、14、15、16)；在終端箱體(1)的左上部設有墑情屏蔽電路箱(29)、右上部設有通訊屏蔽電路箱(30)，墑情屏蔽電路箱(29)內為墑情電路板(31)，通訊屏蔽電路箱(30)內為通訊電路板(32)；在墑情屏蔽電路箱(29)下部設有太陽能控制器(20)，太陽能控制器(20)下部為太陽能蓄電池(10)；太陽能蓄電池(10)下部設有墑情傳感器插座(11、12、13、14、15、16)；各部之間由導線(18)聯接。
2.根據權利要求1所述的一種土壤墑情自動監測終端機，其特征在于所述的墑情電 路板(31)，由微計算機控制電路(IC1)、振蕩電路(IC2)、串口編程電路(IC3)、反向比較器 電路(IC4)、信號指示電路(IC5)、信號輸入電路(IC6、IC7、IC8、IC9)、數字模擬轉換電路 (IC10)、串口輸出電路(ICll)、太陽能轉換變壓整流電路(IC12)組成，各分電路之間由導 線(18)聯接，太陽能轉換變壓整流電路(IC12)提供+5V電源，并通過導線與各分電路的電 源端Vcc端聯接。
3.根據權利要求1所述的一種土壤墑情自動監測終端機，其特征在于所述的通訊電 路板(32)，由GPRS發射接收電路(IC15)、SIM卡通訊接入電路(IC16)、串口通訊模擬電路 (IC17)、接插聯接電路(IC18)組成，各分電路之間由導線(18)聯接。
4.根據權利要求1所述的一種土壤墑情自動監測終端機，其特征在于所述的土壤墑 情自動監測終端機，通過屏蔽電纜(17)可與6個埋入土壤內的墑情傳感器(21、22、23、24、 25,26)聯接，也可與按需設置的2個水位傳感器聯接。
5.根據權利要求1所述的一種土壤墑情自動監測終端機，其特征在于所述的土壤墑 情自動監測終端機，終端箱體(1)內部設有墑情屏蔽箱(29)、通訊屏蔽箱(30)，墑情屏蔽箱 (29)內設置墑情電路板(31)，通訊屏蔽箱(30)內設置通訊電路板(32)，墑情電路板(31)、 通訊電路板(32)為屏蔽保護，墑情屏蔽箱(29)、通訊屏蔽箱(30)材料均為銅鋁合金。
6.根據權利要求1所述的一種土壤墑情自動監測終端機，其特征在于所述的太陽能 電池板(2)，攝取的太陽能通過導線(18)聯接太陽能插座(9)、太陽能控制器(20)、太陽能蓄電池(10)，太陽能控制器(20)聯接墑情電路板(31)、通訊電路板(32)，供應+5V直流電源。
7.根據權利要求1所述的一種土壤墑情自動監測終端機，其特征在于所述的土壤墑 情自動監測終端機的墑情信息傳輸，由GPRS無線通訊與短消息通訊兩種方式進行傳輸。
專利摘要本實用新型涉及一種土壤墑情自動監測終端機，主要結構由終端箱體、太陽能電池板、GPRS發射天線、墑情電路板、墑情傳感器、通訊電路板、溫度傳感器、濕度傳感器、墑情屏蔽電路箱、通訊屏蔽電路箱、太陽能蓄電池、太陽能控制器組成，終端機通過屏蔽電纜聯接埋入土壤內的墑情傳感器，然后把墑情信息傳輸給墑情電路，通過通訊電路遠程傳輸給總站計算機進行信息化數字處理，得出某地域土壤墑情狀況，此終端機設計先進合理，結構緊湊，安全穩定可靠，節約能源，數據采集傳輸準確翔實可靠，對不同地域土壤墑情可遠程自動監測，并可預報墑情狀況，是十分理想的土壤墑情遠程自動監測裝置。
文檔編號G08C17/02GK201622689SQ20102016203
公開日2010年11月3日 申請日期2010年4月13日 優先權日2010年4月13日
發明者任煥蓮, 馮琳偉, 華曉凌, 張海瑞, 晉華, 梁睿, 王旭兆 申請人:太原碧藍水利工程設計有限公司