本發(fā)明屬于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要涉及一種基于授時(shí)定位的大田土壤多點(diǎn)溫度遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中，土壤是植物的生長(zhǎng)發(fā)育最直接的物質(zhì)基礎(chǔ)，土壤中有機(jī)物、無(wú)機(jī)物的積累、轉(zhuǎn)化為植物的生長(zhǎng)提供直接的營(yíng)養(yǎng)環(huán)境。在諸多影響植物生長(zhǎng)的環(huán)境因子中，土壤溫度又是直接或間接影響植物生長(zhǎng)和發(fā)育的重要環(huán)境因子，許多植物生理過(guò)程(如養(yǎng)分傳輸、氣孔導(dǎo)度、二氧化碳的吸收、蒸騰)都與土壤溫度密切相關(guān)。研究表明，土壤溫度會(huì)影響植物根系的呼吸、生長(zhǎng)、及養(yǎng)分的吸收，適當(dāng)?shù)耐寥罍囟葧?huì)促進(jìn)作物生長(zhǎng)和發(fā)育及提高糧食作物的產(chǎn)量。土壤溫度數(shù)據(jù)的采集測(cè)量可以幫助我們進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精細(xì)耕作，良好的土壤溫度環(huán)境已成為農(nóng)田作物健康生長(zhǎng)的必要條件。因此，大田生產(chǎn)作業(yè)中，需要在特定的氣候和時(shí)間段對(duì)土壤溫度進(jìn)行快速實(shí)時(shí)的采集測(cè)量，如果采用人工對(duì)土壤溫度進(jìn)行采集測(cè)量，特別是人工同時(shí)采集測(cè)量土壤多點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)，在高緯度地區(qū)春季與秋季溫度日變大，土壤溫度受到很大影響，同時(shí)準(zhǔn)確獲得多點(diǎn)數(shù)據(jù)非常困難，甚至是不可能完成的工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種具有遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力的大田土壤多點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，達(dá)到對(duì)大田土壤多點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)采集監(jiān)測(cè)、有效地掌握土壤的狀況、指導(dǎo)精耕細(xì)作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作效率、增加糧食作物產(chǎn)量的目的。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的：一種大田土壤多點(diǎn)溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析處理服務(wù)器組成；所述前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括北斗/GPS授時(shí)定位模塊、供電模塊、中央處理控制模塊、R485數(shù)據(jù)總線、GPRS通信模塊、GPRS移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、lnternet網(wǎng)絡(luò)、MAX7714A/D轉(zhuǎn)換器、恒流源電路模塊、調(diào)理電路及多個(gè)Pt100熱電阻土壤溫度傳感器，所述北斗/GPS授時(shí)定位模塊和供電模塊通過(guò)導(dǎo)線分別與中央處理控制模塊連通，所述R485數(shù)據(jù)總線將中央處理控制模塊與GPRS通信模塊連通，MAX7714A/D轉(zhuǎn)換器通過(guò)導(dǎo)線分別與中央處理控制模塊和調(diào)理電路連通，多個(gè)Pt100熱電阻土壤溫度傳感器通過(guò)導(dǎo)線分別與恒流源電路模塊和調(diào)理電路呈并聯(lián)連接，所述GPRS通信模塊與GPRS移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)無(wú)線連接，所述lnternet網(wǎng)絡(luò)與GPRS移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)無(wú)線連通，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析處理服務(wù)器與lnternet網(wǎng)絡(luò)無(wú)線連通或有線連接。

本發(fā)明的有益效果在于：通過(guò)采用授時(shí)定位大田土壤多點(diǎn)溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和完成了大田土壤多點(diǎn)高精度快速溫度采集測(cè)量及遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)工作，解決了人工同時(shí)采集測(cè)量土壤多點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)存在的問(wèn)題，具有結(jié)構(gòu)新穎、合理、自動(dòng)化程度高、實(shí)時(shí)性好、監(jiān)測(cè)精度和作業(yè)效率高、節(jié)約人力、勞動(dòng)強(qiáng)度低、使用可靠的特點(diǎn)，尤其適合高緯度地區(qū)農(nóng)田、包括凍土農(nóng)田土壤多點(diǎn)溫度檢測(cè)使用需要，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精耕細(xì)作、提高糧食作物生產(chǎn)產(chǎn)量提供技術(shù)支持。

附圖說(shuō)明

圖1是一種大田土壤多點(diǎn)溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中件號(hào)說(shuō)明：

1、北斗/GPS授時(shí)定位模塊、2、供電模塊、3、中央處理控制模塊、4、R485數(shù)據(jù)總線、5、GPRS通信模塊、6、GPRS移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、7、Internet網(wǎng)絡(luò)、8、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析處理服務(wù)器、9、MAX7714A/D轉(zhuǎn)換器、10、恒流源電路模塊、11、調(diào)理電路、12、Pt100熱電阻土壤溫度傳感器、13、前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述。一種大田土壤多點(diǎn)溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)由前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)13和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析處理服務(wù)器8組成；所述前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)13包括北斗/GPS授時(shí)定位模塊1、供電模塊2、中央處理控制模塊3、R485數(shù)據(jù)總線4、GPRS通信模塊5、GPRS移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)6、lnternet網(wǎng)絡(luò)7、MAX7714A/D轉(zhuǎn)換器9、恒流源電路模塊10、調(diào)理電路11及多個(gè)Pt100熱電阻土壤溫度傳感器12，所述北斗/GPS授時(shí)定位模塊1和供電模塊2通過(guò)導(dǎo)線分別與中央處理控制模塊3連通，所述R485數(shù)據(jù)總線4將中央處理控制模塊3與GPRS通信模塊5連通，MAX7714A/D轉(zhuǎn)換器9通過(guò)導(dǎo)線分別與中央處理控制模塊3和調(diào)理電路11連通，多個(gè)Pt100熱電阻土壤溫度傳感器12通過(guò)導(dǎo)線分別與恒流源電路模塊10和調(diào)理電路11呈并聯(lián)連接，所述GPRS通信模塊5與GPRS移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)6無(wú)線連接，所述lnternet網(wǎng)絡(luò)7與GPRS移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)6無(wú)線連通，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析處理服務(wù)器8與lnternet網(wǎng)絡(luò)7無(wú)線連通或有線連接。

作業(yè)使用時(shí)，根據(jù)監(jiān)測(cè)需要，將多個(gè)Pt100熱電阻土壤溫度傳感器12設(shè)置在地塊多點(diǎn)位土壤內(nèi)，供電模塊2提供直流電源為系統(tǒng)供電。由恒流源電路模塊10提供恒流源，激勵(lì)Pt100熱電阻土壤溫度傳感器12產(chǎn)生電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)經(jīng)調(diào)理電路11轉(zhuǎn)換成小于或等于5V的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)，送給MAX7714A/D轉(zhuǎn)換器9轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，由中央處理控制模塊3進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，通過(guò)R485數(shù)據(jù)總線4將數(shù)據(jù)送入GPRS通信模塊5，所述GPRS通信模塊5利用無(wú)線傳輸方式將大田土壤多點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)經(jīng)GPRS移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)6、lnternet網(wǎng)絡(luò)7無(wú)線或有線傳送到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析處理服務(wù)器8中，完成遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)工作。

本系統(tǒng)中采用的Pt100熱電阻土壤溫度傳感器12是一種用金屬鉑做成的電阻值隨環(huán)境溫度變化而改變的溫度傳感器，其三線制導(dǎo)線電阻補(bǔ)償結(jié)構(gòu)消除了導(dǎo)線電阻對(duì)溫度測(cè)量的誤差影響，具有穩(wěn)定性好、精度高、測(cè)溫范圍大的特點(diǎn)。

本系統(tǒng)中使用的MAX7714A/D轉(zhuǎn)換器9是一種采用Σ—Δ轉(zhuǎn)換技術(shù)的A/D轉(zhuǎn)換器，可實(shí)現(xiàn)高達(dá)24位的無(wú)誤碼精度，還具有軟件可編程濾波，1—128的可編程增益量，并有兩路帶緩沖的差分輸入，可在-40—+105℃溫度范圍內(nèi)對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量轉(zhuǎn)換，采集信號(hào)模塊轉(zhuǎn)換精度高。