專利名稱：一種土壤水勢和溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測預(yù)警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及土壤參數(shù)監(jiān)測裝置，具體地說，涉及一種土壤水勢和溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測預(yù)警裝置。
背景技術(shù)：
土壤是陸生植物生活的基質(zhì)，是生態(tài)系統(tǒng)中非常重要的生態(tài)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(jìn)行著頻繁的物質(zhì)交換。因此通過控制土壤因素就可影響植物的生長和產(chǎn)量。無論是從事生態(tài)學(xué)研究，還是從事農(nóng)業(yè)研究特別是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究，對(duì)土壤因素的長期測量是非常重要的。傳統(tǒng)的測量方法主要是人工攜帶儀器到現(xiàn)場測量，需要耗費(fèi)大量的人力，效率低， 且數(shù)據(jù)獲取的頻率也較低。對(duì)于地理位置偏遠(yuǎn)且條件艱苦的野外實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，獲取數(shù)據(jù)的成本非常高。因此迫切需要能夠在野外長期在線監(jiān)測且能遠(yuǎn)程無線傳輸數(shù)據(jù)的土壤監(jiān)測系統(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容基于上述現(xiàn)狀，本實(shí)用新型的目的在于提供一種土壤水勢和溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測預(yù)警裝置，該裝置可實(shí)現(xiàn)無人值守，并能長期在線監(jiān)測土壤水勢和溫度等土壤參數(shù)，以遠(yuǎn)程傳輸?shù)姆绞綄⒈O(jiān)測數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)測中心。本實(shí)用新型的另一個(gè)目的在于，還提供一種土壤水勢和溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測預(yù)警裝置， 其可以預(yù)設(shè)預(yù)警參數(shù)，實(shí)現(xiàn)土壤水勢和溫度預(yù)警。根據(jù)上述目的，本實(shí)用新型的土壤水勢和溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測預(yù)警裝置包括土壤水勢傳感器，設(shè)置于被監(jiān)測的土壤中，產(chǎn)生土壤水勢數(shù)據(jù)信號(hào)；土壤溫度傳感器，設(shè)置于被監(jiān)測的土壤中，產(chǎn)生土壤溫度數(shù)據(jù)信號(hào)；數(shù)據(jù)采集器，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(chǎn)生的所述土壤水勢數(shù)據(jù)信號(hào)和所述土壤溫度數(shù)據(jù)信號(hào)；無線通信模塊，與所述數(shù)據(jù)采集器相連，接收所述數(shù)據(jù)采集器接收到的所述土壤水勢數(shù)據(jù)信號(hào)和所述土壤溫度數(shù)據(jù)信號(hào)，并通過無線通信網(wǎng)絡(luò)向外傳送所述土壤水勢數(shù)據(jù)信號(hào)和所述土壤溫度數(shù)據(jù)信號(hào)。如上所述的土壤水勢和溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測預(yù)警裝置，還包括預(yù)警模塊，與所述數(shù)據(jù)采集器相連，在所述預(yù)警模塊中存儲(chǔ)土壤水勢預(yù)警值和土壤溫度預(yù)警值；所述預(yù)警模塊根據(jù)所述土壤水勢預(yù)警值和所述土壤溫度預(yù)警值以及接收到的所述土壤水勢數(shù)據(jù)信號(hào)或所述土壤溫度數(shù)據(jù)信號(hào)，產(chǎn)生土壤水勢預(yù)警信號(hào)或土壤溫度預(yù)警信號(hào)；所述預(yù)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(fā)送所述土壤水勢預(yù)警信號(hào)或所述土壤溫度預(yù)警信號(hào)。如上所述的土壤水勢和溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測預(yù)警裝置，還包括太陽能電池板，將太陽能轉(zhuǎn)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(chǔ)所述太陽能電池板產(chǎn)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(shù)據(jù)采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(gè)單元提供電力。如上所述，本實(shí)用新型采用了無線通信的方式，實(shí)現(xiàn)了土壤水勢和溫度的遠(yuǎn)程監(jiān)測，無需專門人員值守，可以根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)定時(shí)定點(diǎn)的土壤水勢數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)等各種數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。此外，在本實(shí)用新型中還可以設(shè)置太陽能供電裝置，如此可以實(shí)現(xiàn)野外長期無人值守的連續(xù)在線監(jiān)測，大大降低了人工成本，提高了工作效率。

圖1示出了本實(shí)用新型的土壤水勢和溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測預(yù)警裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖和一具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述和說明。應(yīng)當(dāng)理解，下面的描述僅是一具體的較佳的實(shí)施例，不應(yīng)以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，其保護(hù)范圍當(dāng)由權(quán)利要求書來確定。圖1示出了本實(shí)用新型的土壤水勢和溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測預(yù)警裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖 1所示，本實(shí)用新型的土壤水勢和溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測預(yù)警裝置包括土壤水勢傳感器1、土壤溫度傳感感器9、數(shù)據(jù)采集器2和無線通信模塊3。這是本實(shí)用新型的土壤水勢和溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測預(yù)警裝置最基本的結(jié)構(gòu)。土壤水勢傳感器1設(shè)置于被監(jiān)測的土壤中，用于測量土壤的水勢。土壤水勢傳感器可以采用例如EQ2 土壤水勢傳感器、EQ15 土壤水勢傳感器、2710系列土壤張力計(jì)、2725 系列張力計(jì)等，土壤水勢傳感器1根據(jù)土壤的情況產(chǎn)生土壤水勢數(shù)據(jù)信號(hào)(電信號(hào))。土壤溫度傳感器9同樣可設(shè)置于被監(jiān)測的土壤中，用于測量土壤的溫度數(shù)據(jù)。土壤溫度傳感器可以采用例如=PTioo鉬金電阻，土壤溫度傳感器10根據(jù)土壤的情況產(chǎn)生土壤溫度數(shù)據(jù)信號(hào)(電信號(hào))。數(shù)據(jù)采集器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(chǎn)生的土壤水勢數(shù)據(jù)信號(hào)和土壤溫度傳感器9產(chǎn)生的土壤溫度數(shù)據(jù)信號(hào)。然后，數(shù)據(jù)采集器2將采集到的土壤水勢數(shù)據(jù)信號(hào)和土壤溫度數(shù)據(jù)信號(hào)通過無線通信模塊3 利用無線通信網(wǎng)絡(luò)向外傳送。在本實(shí)用新型中，較佳地可以采用諸如GPRS、CDMA或GSM等現(xiàn)有的無線通信網(wǎng)絡(luò)，其實(shí)現(xiàn)較為方便。當(dāng)然，也可以根據(jù)需要設(shè)置專用的無線通信網(wǎng)絡(luò)， 至于無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)并非本實(shí)用新型之重點(diǎn)，且屬于現(xiàn)有技術(shù)，因此在此不再贅述。監(jiān)測中心30可以配備與本實(shí)用新型的土壤水勢和溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測預(yù)警裝置相對(duì)應(yīng)的無線通信接收裝置接收其通過無線通信網(wǎng)絡(luò)傳送的土壤水勢和溫度數(shù)據(jù)信號(hào)，用于土壤參數(shù)的監(jiān)測和分析。在上述的實(shí)施例中，土壤水勢傳感器1和土壤溫度傳感器9的數(shù)量可以根據(jù)需要
4來設(shè)定，例如，數(shù)量的一個(gè)實(shí)施例是1-200個(gè)。這些傳感器的分布方式靈活多樣，可以根據(jù)不同的監(jiān)測需要而定。例如，可以在監(jiān)測區(qū)域布設(shè)多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)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(gè)實(shí)施例中，可以在監(jiān)測區(qū)域布設(shè)多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)分別安裝多個(gè)土壤水勢傳感器1和土壤溫度傳感器9，這些傳感器分布于不同的土層深度，以監(jiān)測多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)土壤剖面的水勢含量和溫度參數(shù)。在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型的再一個(gè)實(shí)施例中還可以包括一個(gè)預(yù)警模塊 11。該預(yù)警模塊11與數(shù)據(jù)采集器2相連。在預(yù)警模塊11中存儲(chǔ)土壤水勢預(yù)警值和土壤溫度預(yù)警值。預(yù)警值根據(jù)需要而設(shè)定，例如預(yù)警值可以是一個(gè)范圍，當(dāng)被監(jiān)測數(shù)據(jù)落在該范圍外，預(yù)警模塊11就產(chǎn)生相應(yīng)的預(yù)警信號(hào)，例如產(chǎn)生土壤水勢預(yù)警信號(hào)或土壤溫度預(yù)警信號(hào)。預(yù)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(fā)送土壤水勢預(yù)警信號(hào)或土壤溫度預(yù)警信號(hào)。為了適應(yīng)野外工作環(huán)境，本實(shí)用新型的土壤水勢和溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測預(yù)警裝置除了在有電力供應(yīng)的場合使用外界供電之外，還可以采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(gè)實(shí)施例。如圖1所示，在該實(shí)施例中，土壤水勢和溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測預(yù)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用于采集太陽能并轉(zhuǎn)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(wěn)定太陽能發(fā)電的電壓為土壤水分遠(yuǎn)程監(jiān)測預(yù)警裝置提供電力，并對(duì)蓄電池組5進(jìn)行充電。當(dāng)太陽能電池板7電力不足時(shí)，蓄電池組5可以通過光伏控制器6為土壤水勢和溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測預(yù)警裝置提供工作電力。電源板8用于從光伏控制器6接受電力，并分別為土壤水勢和溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測預(yù)警裝置的各個(gè)組件供電。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的土壤水勢和溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測預(yù)警裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型采用可以增設(shè)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(xù)、在線監(jiān)測土壤水勢含量和溫度，大大提高了監(jiān)測頻率，避免了由于人力監(jiān)測頻次不夠?qū)е碌臄?shù)據(jù)代表性不強(qiáng)的問題，并且整個(gè)監(jiān)測過程不受人工干擾，獲得的數(shù)據(jù)能夠更加理想的反映土壤水勢含量和溫度的長期動(dòng)態(tài)變化。
權(quán)利要求1.一種土壤水勢和溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測預(yù)警裝置，其特征在于，包括 土壤水勢傳感器，設(shè)置于被監(jiān)測的土壤中，產(chǎn)生土壤水勢數(shù)據(jù)信號(hào)； 土壤溫度傳感器，設(shè)置于被監(jiān)測的土壤中，產(chǎn)生土壤溫度數(shù)據(jù)信號(hào)；數(shù)據(jù)采集器，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(chǎn)生的所述土壤水勢數(shù)據(jù)信號(hào)和土壤溫度數(shù)據(jù)信號(hào)；無線通信模塊，與所述數(shù)據(jù)采集器相連，接收所述數(shù)據(jù)采集器接收到的所述土壤水勢數(shù)據(jù)信號(hào)和土壤溫度數(shù)據(jù)信號(hào)，并通過無線通信網(wǎng)絡(luò)向外傳送所述土壤水勢數(shù)據(jù)信號(hào)和土壤溫度數(shù)據(jù)信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的土壤水勢和溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測預(yù)警裝置，其特征在于，還包括預(yù)警模塊，與所述數(shù)據(jù)采集器相連，在所述預(yù)警模塊中存儲(chǔ)土壤水勢預(yù)警值和土壤溫度預(yù)警值； 所述預(yù)警模塊根據(jù)所述土壤水勢預(yù)警值和所述土壤溫度預(yù)警值以及接收到的所述土壤水勢數(shù)據(jù)信號(hào)或所述土壤溫度數(shù)據(jù)信號(hào)，產(chǎn)生土壤水勢預(yù)警信號(hào)或土壤溫度預(yù)警信號(hào)；所述預(yù)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(fā)送所述土壤水勢預(yù)警信號(hào)或所述土壤溫度預(yù)警信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的土壤水勢和溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測預(yù)警裝置，其特征在于，還包括 太陽能電池板，將太陽能轉(zhuǎn)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(chǔ)所述太陽能電池板產(chǎn)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(shù)據(jù)采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(gè)單元提供電力。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種土壤水勢和溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測預(yù)警裝置。傳統(tǒng)的土壤水勢和溫度測量方法主要是人工攜帶儀器到現(xiàn)場測量，需要耗費(fèi)大量的人力，效率低，且數(shù)據(jù)獲取的頻率也較低。本實(shí)用新型的土壤水勢和溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測預(yù)警裝置包括土壤水勢傳感器，產(chǎn)生土壤水勢數(shù)據(jù)信號(hào)；土壤溫度傳感器，產(chǎn)生土壤溫度數(shù)據(jù)信號(hào)；數(shù)據(jù)采集器，接收土壤水勢數(shù)據(jù)信號(hào)和土壤溫度數(shù)據(jù)信號(hào)；無線通信模塊，接收數(shù)據(jù)采集器接收到的土壤水勢數(shù)據(jù)信號(hào)和土壤溫度數(shù)據(jù)信號(hào)，并通過無線通信網(wǎng)絡(luò)向外傳送。本實(shí)用新型采用了無線通信的方式，實(shí)現(xiàn)了土壤水勢和溫度的遠(yuǎn)程監(jiān)測，無需專門人員值守，可以根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)定時(shí)定點(diǎn)的土壤水勢和溫度數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。
文檔編號(hào)G01N33/24GK202196061SQ20112029025
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者姜星, 韓志國, 顧群 申請人:上海澤泉科技有限公司