專利名稱：植物生理生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及植物生理生態(tài)測量技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，本實(shí)用新型涉及一種植物生理生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著全球生態(tài)環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，各國相繼建立不同專題的生態(tài)監(jiān)測研究網(wǎng)絡(luò)。其中，最著名的有美國長期生態(tài)學(xué)研究 網(wǎng)絡(luò)(LTER)、英國環(huán)境變化研究網(wǎng)絡(luò)(ECN)、歐洲森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究網(wǎng)絡(luò)(EFERN)和歐洲生態(tài)網(wǎng)(EEC0NET)等。我國自1950年代開始建設(shè)生態(tài)定位站，到現(xiàn)在已經(jīng)建成了包括中國生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)(CERN)、中國森林生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)(CFERN)在內(nèi)的數(shù)百個生態(tài)定位站。目前這數(shù)百個生態(tài)定位站都在對植物生理生態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，主要包括定期的人工測量和基本的長期監(jiān)測。但是到目前為止，這些定位站對植物最重要的生理指標(biāo)-光合作用的測量還是依賴人工定期測量，無法做到長期、連續(xù)監(jiān)測。授權(quán)公告號為CN 201607286U的中國實(shí)用新型專利建立了基于ZigBee的無線植物生理生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，但其提到的植物光合作用傳感器只能測量光量子或日照輻射，并不能測量植物光合作用。申請?zhí)枮?01220018939. 7的中國實(shí)用新型專利申請建立了集成多探頭葉綠素?zé)晒鈧鞲衅鞯南到y(tǒng)用于植物光合作用的長期、連續(xù)監(jiān)測，但沒有測量其它植物生理生態(tài)指標(biāo)。為了更多對生態(tài)系統(tǒng)特別是作為生態(tài)系統(tǒng)核心組成部分之一的植物進(jìn)行長期、連續(xù)監(jiān)測，急需建立一種能夠?qū)χ参锏纳砩鷳B(tài)包括光合作用、莖流、莖桿和果實(shí)的生長等進(jìn)行長期、連續(xù)監(jiān)測的系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠長期、連續(xù)地在野外全天候?qū)χ参锷砩鷳B(tài)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測的系統(tǒng)，并無線遠(yuǎn)程傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種植物生理生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，包括監(jiān)測端和客戶端，兩者通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送/接收監(jiān)測數(shù)據(jù)；其中，所述監(jiān)測端包括太陽能供電系統(tǒng)，收集太陽能為所述監(jiān)測端提供電力供應(yīng)；傳感器系統(tǒng)，與所述太陽能供電系統(tǒng)相連接，測量植物的生理生態(tài)指標(biāo)和環(huán)境指標(biāo)；數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，分別與所述太陽能供電系統(tǒng)、所述傳感器系統(tǒng)相連接，通過所述傳感器系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)并通過所述無線通訊網(wǎng)絡(luò)將所述監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送到所述客戶端。可選地，所述太陽能供電系統(tǒng)包括太陽能板，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能；蓄電池組，存儲所述電能；[0016]太陽能電池控制器，分別與所述太陽能板和所述蓄電池組相連接，將所述太陽能板轉(zhuǎn)化的電能存儲到所述蓄電池組上，并將所述蓄電池組輸出的電力穩(wěn)壓后向所述傳感器系統(tǒng)和所述數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)供電?？蛇x地，所述傳感器系統(tǒng)包括葉綠素?zé)晒鈧鞲衅?，用于測量所述植物葉片的光合作用活性；莖流傳感器，用于測量所述植物的莖流；莖桿生長傳感器，用于測量所述植物莖桿的生長；果實(shí)生長傳感器，用于測量所述植物果實(shí)的生長；葉片溫度傳感器，用于測量所述植物葉片的溫度。
可選地，所述傳感器系統(tǒng)還包括光輻射傳感器，用于測量環(huán)境光輻射強(qiáng)度；空氣溫濕度傳感器，用于測量空氣溫度和濕度；土壤水分傳感器，用于測量所述植物的根部土壤的水分含量；土壤溫度傳感器，用于測量所述植物的根部土壤的溫度。可選地，所述數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊，與所述傳感器系統(tǒng)中的各傳感器相連接，采集所述各傳感器的數(shù)據(jù)信號形成監(jiān)測數(shù)據(jù)；無線通訊模塊，與所述數(shù)據(jù)采集模塊相連接，借助天線將所述監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)由所述無線通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到所述客戶端。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型能夠?qū)Πㄖ参锕夂献饔?、莖流、莖桿和果實(shí)生長、葉片溫度、光輻射、空氣溫濕度、土壤水分和溫度在內(nèi)的植物生理指標(biāo)和影響植物生理的環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行長期、連續(xù)監(jiān)測，整套系統(tǒng)由太陽能供電，數(shù)據(jù)無線傳輸，是長期生態(tài)定位研究的強(qiáng)大助力。

本實(shí)用新型的上述的以及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢將通過
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例的描述而變得更加明顯，其中圖I為本實(shí)用新型一個實(shí)施例的植物生理生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，在以下的描述中闡述了更多的細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型，但是本實(shí)用新型顯然能夠以多種不同于此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實(shí)用新型內(nèi)涵的情況下根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況作類似推廣、演繹，因此不應(yīng)以此具體實(shí)施例的內(nèi)容限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。圖I為本實(shí)用新型一個實(shí)施例的植物生理生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)圖。該監(jiān)測系統(tǒng)100可以長期、連續(xù)的監(jiān)測植物生理活性以及周圍環(huán)境的變化，由太陽能提供監(jiān)測所需的電力供應(yīng)，并實(shí)時遠(yuǎn)程無線傳輸數(shù)據(jù)。如圖I所示，該植物生理生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)100可以包括監(jiān)測端60和客戶端50，兩者通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)40發(fā)送/接收監(jiān)測數(shù)據(jù)。其中，監(jiān)測端60包括太陽能供電系統(tǒng)10、傳感器系統(tǒng)20和數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)30。[0037]太陽能供電系統(tǒng)10收集太陽能為監(jiān)測端60提供電力供應(yīng)。該太陽能供電系統(tǒng)10具體可以包括太陽能板11、太陽能電池控制器12和蓄電池組13。其中，太陽能板11將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，蓄電池組13存儲電能。太陽能電池控制器12分別與太陽能板11和蓄電池組13相連接，用于將太陽能板11轉(zhuǎn)化的電能存儲到蓄電池組13上，同時將蓄電池組13輸出的電力穩(wěn)壓后向傳感器系統(tǒng)20和數(shù)據(jù)米集傳輸系統(tǒng)30供電。傳感器系統(tǒng)20與太陽能供電系統(tǒng)10相連接，測量植物的生理生態(tài)指標(biāo)和環(huán)境指標(biāo)。該傳感器系統(tǒng)20具體可以包括葉綠素?zé)晒鈧鞲衅?01、莖流傳感器202、莖桿生長傳感器203、果實(shí)生長傳感器204和葉片溫度傳感器205等。其中，葉綠素?zé)晒鈧鞲衅?01用于測量植物葉片的光合作用活性；莖流傳感器202用于測量植物的莖流；莖桿生長傳感器203用于測量植物莖桿的生長；果實(shí)生長傳感器204用于測量植物果實(shí)的生長；葉片溫度傳感器205用于測量植物葉片的溫度。上述各傳感器主要用于測量植物本身的生理生態(tài)指標(biāo)。在本實(shí)施例中，該傳感器系統(tǒng)20還可以包括測量植物生長環(huán)境指標(biāo)的各傳感器。該傳感器系統(tǒng)20還可以包括例如光福射傳感器206、空氣溫濕度傳感器207、土壤水分傳感器208、土壤溫度傳感器209和其它傳感器210。其中，光福射傳感器206用于測量環(huán)境光·輻射強(qiáng)度；空氣溫濕度傳感器207用于測量空氣溫度和濕度；土壤水分傳感器208用于測量植物的根部土壤的水分含量；土壤溫度傳感器209用于測量植物的根部土壤的溫度；其它傳感器210用于測量其它指標(biāo)(如氣象、植物或土壤指標(biāo)等)。數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)30分別與太陽能供電系統(tǒng)10、傳感器系統(tǒng)20相連接，通過傳感器系統(tǒng)20采集數(shù)據(jù)并通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)40將監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送到客戶端50。該數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)30具體可以包括數(shù)據(jù)采集模塊31、無線通訊模塊32和天線33等。其中，數(shù)據(jù)采集模塊31與傳感器系統(tǒng)20中的各傳感器相連接，用于采集各傳感器的數(shù)據(jù)信號形成監(jiān)測數(shù)據(jù)。無線通訊模塊32與數(shù)據(jù)采集模塊31相連接，用于借助天線33將監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)由無線通訊網(wǎng)絡(luò)40發(fā)送到客戶端50。本實(shí)用新型能夠?qū)Πㄖ参锕夂献饔?、莖流、莖桿和果實(shí)生長、葉片溫度、光輻射、空氣溫濕度、土壤水分和溫度在內(nèi)的植物生理指標(biāo)和影響植物生理的環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行長期、連續(xù)監(jiān)測，整套系統(tǒng)由太陽能供電，數(shù)據(jù)無線傳輸，是長期生態(tài)定位研究的強(qiáng)大助力。本實(shí)用新型雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本實(shí)用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和修改。因此，凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何修改、等同變化及修飾，均落入本實(shí)用新型權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種植物生理生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)(100)，其特征在于，包括 監(jiān)測端￠0)和客戶端(50)，兩者通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)(40)發(fā)送/接收監(jiān)測數(shù)據(jù)； 其中，所述監(jiān)測端￠0)包括 太陽能供電系統(tǒng)(10)，收集太陽能為所述監(jiān)測端￠0)提供電力供應(yīng)； 傳感器系統(tǒng)(20)，與所述太陽能供電系統(tǒng)(10)相連接，測量植物的生理生態(tài)指標(biāo)和環(huán)境指標(biāo)； 數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)(30)，分別與所述太陽能供電系統(tǒng)(10)、所述傳感器系統(tǒng)(20)相連接，通過所述傳感器系統(tǒng)(20)采集數(shù)據(jù)并通過所述無線通訊網(wǎng)絡(luò)(40)將所述監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送到所述客戶端(50)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的植物生理生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述太陽能供電系統(tǒng)(10)包括 太陽能板(11)，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能； 蓄電池組(13)，存儲所述電能； 太陽能電池控制器(12)，分別與所述太陽能板(11)和所述蓄電池組(13)相連接，將所述太陽能板(11)轉(zhuǎn)化的電能存儲到所述蓄電池組(13)上，并將所述蓄電池組(13)輸出的電力穩(wěn)壓后向所述傳感器系統(tǒng)(20)和所述數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)(30)供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的植物生理生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述傳感器系統(tǒng)(20)包括 葉綠素?zé)晒鈧鞲衅?201)，用于測量所述植物葉片的光合作用活性； 莖流傳感器(202)，用于測量所述植物的莖流； 莖桿生長傳感器(203)，用于測量所述植物莖桿的生長； 果實(shí)生長傳感器(204)，用于測量所述植物果實(shí)的生長； 葉片溫度傳感器(205)，用于測量所述植物葉片的溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的植物生理生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述傳感器系統(tǒng)(20)還包括 光輻射傳感器(206)，用于測量環(huán)境光輻射強(qiáng)度； 空氣溫濕度傳感器(207)，用于測量空氣溫度和濕度； 土壤水分傳感器(208)，用于測量所述植物的根部土壤的水分含量； 土壤溫度傳感器(209)，用于測量所述植物的根部土壤的溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的植物生理生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)(30)包括 數(shù)據(jù)采集模塊(31)，與所述傳感器系統(tǒng)(20)中的各傳感器相連接，采集所述各傳感器的數(shù)據(jù)信號形成監(jiān)測數(shù)據(jù)； 無線通訊模塊(32)，與所述數(shù)據(jù)采集模塊(31)相連接，借助天線(33)將所述監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)由所述無線通訊網(wǎng)絡(luò)(40)發(fā)送到所述客戶端(50)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種植物生理生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，包括監(jiān)測端和客戶端，兩者通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送/接收監(jiān)測數(shù)據(jù)；其中，監(jiān)測端包括太陽能供電系統(tǒng)，收集太陽能為監(jiān)測端提供電力供應(yīng)；傳感器系統(tǒng)，與太陽能供電系統(tǒng)相連接，測量植物的生理生態(tài)指標(biāo)和環(huán)境指標(biāo)；數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，分別與太陽能供電系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)相連接，通過傳感器系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)并通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送到客戶端。本實(shí)用新型能夠?qū)Πㄖ参锕夂献饔?、莖流、莖桿和果實(shí)生長、葉片溫度、光輻射、空氣溫濕度、土壤水分和溫度在內(nèi)的植物生理指標(biāo)和影響植物生理的環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行長期、連續(xù)監(jiān)測，整套系統(tǒng)由太陽能供電，數(shù)據(jù)無線傳輸，是長期生態(tài)定位研究的強(qiáng)大助力。
文檔編號G08C17/02GK202562527SQ20122021427
公開日2012年11月28日 申請日期2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月11日
發(fā)明者韓志國, 姜星, 顧群 申請人:上海澤泉科技有限公司