本實(shí)用新型涉及土壤水分測量領(lǐng)域，尤其涉及一種一體化水分測量儀。

背景技術(shù)：

目前，已有的水分測量方案只能對(duì)土壤內(nèi)的水分進(jìn)行監(jiān)測測量，對(duì)于從空中到地表的水分，從地表徑流、滲漏到地下的水分，以及地下水虹吸上升的水分等，沒有一個(gè)完善的實(shí)時(shí)監(jiān)測測量方案，對(duì)于水分循環(huán)整個(gè)過程的水分運(yùn)動(dòng)規(guī)律目前沒有完善的測量裝置。

水為流動(dòng)性很強(qiáng)的液體，現(xiàn)有設(shè)備和方案不能在同一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上同時(shí)測量地面水位、地下土壤水分含量及分布，因此，很難建立起水分從空氣中到地表再到土壤中整個(gè)動(dòng)態(tài)過程的模型，無法為山體滑坡預(yù)警、農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水、水利設(shè)施建設(shè)等提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的水分運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種一體化水分測量儀，實(shí)現(xiàn)一體化測量地面以上和地面以下的水分，進(jìn)而為檢測山體滑坡預(yù)警、農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水、水利設(shè)施建設(shè)等提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的水分運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)據(jù)。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

一體化水分測量儀，包括：管狀結(jié)構(gòu)，以及在管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)依次連接的水分傳感器組、主控器、通信裝置，其中，所述水分傳感器組包括：液位傳感器和土壤水分傳感器組，所述液位傳感器和所述土壤水分傳感器組分別與所述主控器連接。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型通過水分傳感器組同步地采集地表水面高度和地下土壤中的水分含量，能夠直觀得到測量儀安裝地點(diǎn)水分動(dòng)態(tài)變化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，為農(nóng)業(yè)灌溉科學(xué)研究、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生機(jī)理研究、水利工程等提供科學(xué)有效的數(shù)據(jù)支撐，并為山體滑坡預(yù)警、農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水、水利設(shè)施建設(shè)等提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的水分運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)據(jù)。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做如下改進(jìn)。

進(jìn)一步地，所述土壤水分傳感器組包括多個(gè)土壤水分傳感器，多個(gè)所述土壤水分傳感器分別與所述主控器連接。

進(jìn)一步地，所述一體化水分測量儀還包括：溫度傳感器組，與所述主控器連接。

進(jìn)一步地，所述溫度傳感器組包括多個(gè)溫度傳感器，多個(gè)所述溫度傳感器分別與所述主控器連接。

進(jìn)一步地，多個(gè)所述土壤水分傳感器與多個(gè)所述溫度傳感器呈交替分布，相鄰的所述土壤水分傳感器與所述溫度傳感器之間的間隔相同，依次安裝在所述管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部。

進(jìn)一步地，所述一體化水分測量儀還包括：電池，分別與所述水分傳感器組、所述主控器和所述通信裝置連接。

本實(shí)用新型附加的方面的優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實(shí)用新型實(shí)踐了解到。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一體化水分測量儀的結(jié)構(gòu)框架圖；

圖2為本實(shí)用新型另一實(shí)施例提供的一體化水分測量儀的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。

如圖1所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一體化水分測量儀的結(jié)構(gòu)框架圖，該結(jié)構(gòu)包括：

水分傳感器組110，用于同步地采集地面以上的水面高度和地面以下的土壤體積含水量；

主控器120，與水分傳感器組110連接，用于管理并存儲(chǔ)水面高度和土壤體積含水量；

通信裝置130，與主控器120連接，用于獲取水面高度和土壤體積含水量并實(shí)時(shí)上傳至云服務(wù)器，并接收云服務(wù)器發(fā)送的控制指令；

其中，所述水分傳感器組110包括：液位傳感器111和土壤水分傳感器組112，所述液位傳感器111和所述土壤水分傳感器組112分別與所述主控器連接。

上述實(shí)施例提供的一體化水分測量儀，通過水分傳感器組110同步地采集地表水面高度和地下土壤中的水分含量，能夠直觀得到測量儀安裝地點(diǎn)水分動(dòng)態(tài)變化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，為農(nóng)業(yè)灌溉科學(xué)研究、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生機(jī)理研究、水利工程等提供科學(xué)有效的數(shù)據(jù)支撐，并為山體滑坡預(yù)警、農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水、水利設(shè)施建設(shè)等提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的水分運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)據(jù)。

在另一實(shí)施例中，如圖2所示，為本實(shí)用新型另一實(shí)施例提供的一體化水分測量儀的結(jié)構(gòu)示意圖，該一體化水分測量儀的外觀為管狀結(jié)構(gòu)，并在管狀結(jié)構(gòu)外表面標(biāo)識(shí)有地表線，地表線為實(shí)際使用過程中，將一體化水分測量儀插入土壤中后，土壤內(nèi)部和土壤外部的分界線，該一體化水分測量儀具體包括：

水分傳感器組110，用于同步地采集地面以上的水面高度和地面以下的土壤體積含水量；

主控器120，與水分傳感器組110連接，用于管理并存儲(chǔ)水面高度和土壤體積含水量，所述主控器可以為MCU芯片中的任一種；

通信裝置130，與主控器120連接，用于獲取水面高度和土壤體積含水量并通過GPRS實(shí)時(shí)上傳至云服務(wù)器160，并接收云服務(wù)器160發(fā)送的控制指令；

其中，所述水分傳感器組110包括：液位傳感器111和土壤水分傳感器組112，所述液位傳感器111和所述土壤水分傳感器組112分別與所述主控器連接。

進(jìn)一步，云服務(wù)器160用于配置土壤的參數(shù)信息、被測土壤的深度信息、土壤水分傳感器組112的數(shù)量信息、土壤水分傳感器組112的初始參數(shù)信息以及液位傳感器111的校準(zhǔn)信息。

進(jìn)一步，通信裝置130具體用于將測量得到的相關(guān)數(shù)據(jù)通過GPRS傳輸?shù)皆品?wù)器160，由云服務(wù)器160根據(jù)水分傳感器組110的配置參數(shù)計(jì)算出土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)及土壤表面水位高度數(shù)據(jù)，然后由云服務(wù)器160推送給相關(guān)用戶。

進(jìn)一步，主控器120還用于根據(jù)控制指令對(duì)水分傳感器組110和通信裝置130進(jìn)行管理和控制。

進(jìn)一步，一體化水分測量儀還包括電池140，用于為一體化水分測量儀供電，電池140為可充電電池。

進(jìn)一步，液位傳感器111用于測量土壤表面以上的水分深度，例如，可以采用高度為15cm的高精度水位測量傳感器，水位測量高度為0-15cm，測量精度為±1mm。

進(jìn)一步，土壤水分傳感器組112用于測量土壤表面以下的土壤體積含水量。

進(jìn)一步，土壤水分傳感器組112包括10個(gè)土壤水分傳感器，分別與主控器120連接，這10個(gè)土壤水分傳感器間隔一定距離均勻安裝在管狀結(jié)構(gòu)插入到土壤表面下的部分內(nèi)，管狀結(jié)構(gòu)插入到土壤中的長度為1m，即每兩個(gè)相鄰的土壤水分傳感器的間距為10cm，土壤水分傳感器用于根據(jù)頻域反射技術(shù)(Frequency Domain Reflectometry，F(xiàn)DR)測量土壤表面以下0-100cm的多層土壤的土壤體積含水量，土壤體積含水量測量準(zhǔn)確度為±4％，并且，經(jīng)過率定的準(zhǔn)確度可以達(dá)到±3％以內(nèi)。

進(jìn)一步，還包括溫度傳感器組150，用于測量土壤表面以下的溫度。

進(jìn)一步，溫度傳感器組150包括10個(gè)溫度傳感器，這10個(gè)溫度傳感器分別與主控器120連接，這10個(gè)溫度傳感器均勻安裝在管狀結(jié)構(gòu)插入到土壤表面下的部分內(nèi)，管狀結(jié)構(gòu)插入到土壤中的長度為1m，即每兩個(gè)相鄰的溫度傳感器的間距為10cm，并且距離管狀結(jié)構(gòu)外表面的地表線最近的溫度傳感器位于距離地表線最近的兩個(gè)土壤水分傳感器的中間，溫度傳感器用于測量土壤表面以下0-100cm的多層土壤的溫度。

進(jìn)一步，10個(gè)土壤水分傳感器與10個(gè)溫度傳感器呈交替分布，依次安裝在管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部。

進(jìn)一步，土壤水分傳感器和溫度傳感器的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際需求增加或減少，例如，需要測量2m深度的土壤體積含水量時(shí)，可以使用20個(gè)土壤水分傳感器，相鄰的兩個(gè)土壤水分傳感器之間的距離為10cm。

進(jìn)一步，各裝置/器件的連接方式可以為有線連接和/或無線連接方式，例如，有線連接包括以電力線、標(biāo)準(zhǔn)串口RS485或以太網(wǎng)RJ45為接口的有線連接；無線連接包括基于Zigbee、Z-wave、Wifi或GPRS無線通信傳輸模式的無線連接。

在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的裝置，可以通過其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分組合方式。另外，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口、裝置或單元的間接耦合或通信連接，也可以是電的，機(jī)械的或其它的形式連接。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。