CN102539649A - 一种用于土壤墒情现场数据采集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于土壤墒情现场数据采集装置，包括由多个分别对土壤内部水分含量进行实时检测的水分传感器组成的数据采集单元、内部存储有多种植物品种标准土壤墒情参数的数据存储单元、结合数据存储单元内部所存储数据对数据采集单元所采集的信息进行分析处理且相应得出土壤内部的实际含水量并相应判断得出是否需进行灌溉的数据分析模块、LED显示模块、供电模块和参数输入单元，多个水分传感器均为FDR土壤水分探测器且均安装在一个能竖直向插入土体内部的叉子或铲子内。本发明体积小、安装维护方便、功耗低且操作简便、性能可靠、携带方便，测量时不破坏土壤结构，能对所采集数据与是否需要进行灌溉等提示信息进行同步显示。
Description
技术领域
本发明属于土壤墒情数据采集技术领域，尤其是涉及一种用于土壤墒情现场数据采集装置。
背景技术
土壤墒情即土壤中的水分状况，是最重要和最常用的土壤信息。它是影响农作物生长发育、区域干旱程度的重要指标，由于区域地形地貌、土壤物理化学特性、气象等因素的差异，致使区域墒情分布亦既不均匀，适时掌握区域土壤墒情的动态信息，对于探明作物生长发育期内土壤水分盈亏，以便做出灌溉、施肥决策或排水措施，对于提高抗旱管理水平，科学指导抗旱救灾，预防和减轻干旱灾害及其造成的损失，保障生活用水、生态用水、科学用水具有重要的意义。因此，在各种农业水土工程管理、农业试验、农业气象、灌溉管理和旱情监测中，都离不开对土壤墒情的监测。
目前，对土壤水分的监测方法主要有烘干法、中子仪法、γ射线法等，但这些方法均在技术上存在不足和弊端。烘干法即取土壤试样，称重后进行烘干，测出土壤的水分含量，此办法虽然简单易行，但必须不断地变更取土地点，扰动土样的原状。由于土壤物理特性空间的各向异性，使得测定结果往往发生很大的变化，及结果会有很大的变动性。另外，中子仪法和射线法在测量时虽然不用采土，不破坏土壤结构，也可以连续监测，快速准确(理论上)。但因其价格昂贵，特别的它的辐射很强，危害相当大，在实际测量时由于土壤的容重不同，土壤的软硬不同，在实际测量时结果不十分理想。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于土壤墒情现场数据采集装置，其体积小、安装及维护方便、功耗低且操作简便、性能可靠、携带方便，测量时不破坏土壤结构，同时能对所采集数据与是否需要进行灌溉等提示信息进行同步显示。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于土壤墒情现场数据采集装置，其特征在于：包括由多个分别对土壤内部水分含量进行实时检测的水分传感器组成的数据采集单元、内部存储有多种植物品种标准土壤墒情参数的数据存储单元、结合数据存储单元内部所存储数据对数据采集单元所采集的信息进行分析处理且相应得出土壤内部的实际含水量并相应判断得出是否需进行灌溉的数据分析模块、由数据分析模块进行控制的LED显示模块、与数据分析模块相接的供电模块和与数据分析模块相接的参数输入单元，所述数据采集单元、数据存储单元和LED显示模块均与数据分析模块相接；多个所述水分传感器均为FDR土壤水分探测器，多个所述FDR土壤水分探测器均安装在一个能竖直向插入土体内部的叉子或铲子内，且多个所述FDR土壤水分探测器均通过自所述叉子或铲子内部引出的连接电缆与数据分析模块相接。
上述一种用于土壤墒情现场数据采集装置，其特征是：多个所述FDR土壤水分探测器均为模拟信号传感器，且多个所述模拟信号传感器均与A/D转换电路模块相接。
上述一种用于土壤墒情现场数据采集装置，其特征是：还包括与数据分析模块相接的告警提示单元。
上述一种用于土壤墒情现场数据采集装置，其特征是：所述供电模块为太阳能充电模块，且所述太阳能充电模块包括太阳能充电电池板和与太阳能充电电池板相接的电源管理模块。
上述一种用于土壤墒情现场数据采集装置，其特征是：还包括与数据分析模块相接的数据通信接口，所述数据分析模块通过所述数据通信接口与PC机进行双向通信。
上述一种用于土壤墒情现场数据采集装置，其特征是：所述数据通信接口为RS232串行通信接口。
上述一种用于土壤墒情现场数据采集装置，其特征是：所述数据存储单元为RAM存储器。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、体积小、结构简单且操作简单方便，安装方便、性能可靠，成本低且实用性强。
2、采用对灵敏度高、响应时间短的高精度微传感器即FDR土壤水分探测器，具有防震、防水、抗干扰能力强，保证数据的可信度。
3、通过LED显示屏对所采集数据与是否需要进行灌溉等提示信息进行同步、直观显示。
4、整机功耗小，整机功耗不大于2W。
5、配有RS-32数据接口可与电脑相连，功能强大且数据查看方便，随时可以将记录仪中的数据导出到计算机中，并可以存储为EXCEL表格文件，生成数据曲线，以供其它分析软件进一步进行数据处理。
6、体积小、携带方便，测量时不破坏土壤结构。
综上所述，本发明体积小、安装及维护方便、功耗低且操作简便、性能可靠、携带方便，测量时不破坏土壤结构，并且所测量数据能够随时传至计算机中，同时能对所采集数据与是否需要进行灌溉等提示信息进行同步显示。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的电路原理框图。
附图标记说明：
1-数据采集单元；1-1-FDR土壤水分 1-2-A/D转换电路模
探测器； 块；
2-数据分析模块； 3-LED显示模块； 4-供电模块；
4-1-太阳能充电电池板； 4-2-电源管理模块； 5-数据存储单元；
6-告警提示单元； 7-PC机； 8-RS232串行通信接
口；
9-参数输入单元。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括由多个分别对土壤内部水分含量进行实时检测的水分传感器组成的数据采集单元1、内部存储有多种植物品种标准土壤墒情参数的数据存储单元5、结合数据存储单元5内部所存储数据对数据采集单元1所采集的信息进行分析处理且相应得出土壤内部的实际含水量并相应判断得出是否需进行灌溉的数据分析模块2、由数据分析模块2进行控制的LED显示模块3、与数据分析模块2相接的供电模块4和与数据分析模块2相接的参数输入单元9，所述数据采集单元1、数据存储单元5和LED显示模块3均与数据分析模块2相接。多个所述水分传感器均为FDR土壤水分探测器1-1，多个所述FDR土壤水分探测器1-1均安装在一个能竖直向插入土体内部的叉子或铲子内，且多个所述FDR土壤水分探测器1-1均通过自所述叉子或铲子内部引出的连接电缆与数据分析模块2相接。
本实施例中，多个所述FDR土壤水分探测器1-1均为模拟信号传感器，且多个所述模拟信号传感器均与A/D转换电路模块1-2相接。同时，本发明还包括与数据分析模块2相接的告警提示单元6。
实际使用过程中，所述供电模块4为太阳能充电模块，且所述太阳能充电模块包括太阳能充电电池板4-1和与太阳能充电电池板4-1相接的电源管理模块4-2。
同时，本发明还包括与数据分析模块2相接的数据通信接口，所述数据分析模块2通过所述数据通信接口与PC机7进行双向通信。本实施例中，所述数据通信接口为RS232串行通信接口8。所述数据存储单元5为RAM存储器。
实际使用时，首先选择好要测量的区域，然后将不锈钢叉子直接插入土壤内，根据测量的需要可以自行控制插入深度，便可以测量不同土壤层的墒情。待叉子插入土壤以后，打开装置电源开关并进行初始化，初始化完成进行测量，安装在不锈钢叉子内的高精度土壤墒情传感器即FDR土壤水分探测器1-1开始发射一定频率的电磁波，电磁波沿探针传输，到达底部后返回且检测探头输出的电压，由于土壤介电常数的变化通常取决于土壤的含水量，由输出电压和水分的关系则可计算出土壤的含水量。CPU模块提取特征数据，依据特定算法计算得到土壤的实际含水量。所述数据分析模块2将FDR土壤水分探测器1-1所检测信息实时显示在LED显示模块3上，同时如输入该区域的种植品种，数据分析模块2中相应程序开始判断当前土壤墒情下是否需要灌溉，并在LED显示模块3上给予相应显示。独有的带电RAM存储器，可以实时的存储测量数据，还可以根据用户需求进行个性化存储。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (7)
1.一种用于土壤墒情现场数据采集装置，其特征在于：包括由多个分别对土壤内部水分含量进行实时检测的水分传感器组成的数据采集单元(1)、内部存储有多种植物品种标准土壤墒情参数的数据存储单元(5)、结合数据存储单元(5)内部所存储数据对数据采集单元(1)所采集的信息进行分析处理且相应得出土壤内部的实际含水量并相应判断得出是否需进行灌溉的数据分析模块(2)、由数据分析模块(2)进行控制的LED显示模块(3)、与数据分析模块(2)相接的供电模块(4)和与数据分析模块(2)相接的参数输入单元(9)，所述数据采集单元(1)、数据存储单元(5)和LED显示模块(3)均与数据分析模块(2)相接；多个所述水分传感器均为FDR土壤水分探测器(1-1)，多个所述FDR土壤水分探测器(1-1)均安装在一个能竖直向插入土体内部的叉子或铲子内，且多个所述FDR土壤水分探测器(1-1)均通过自所述叉子或铲子内部引出的连接电缆与数据分析模块(2)相接。
2.按照权利要求1所述的一种用于土壤墒情现场数据采集装置，其特征在于：多个所述FDR土壤水分探测器(1-1)均为模拟信号传感器，且多个所述模拟信号传感器均与A/D转换电路模块(1-2)相接。
3.按照权利要求1或2所述的一种用于土壤墒情现场数据采集装置，其特征在于：还包括与数据分析模块(2)相接的告警提示单元(6)。
4.按照权利要求1或2所述的一种用于土壤墒情现场数据采集装置，其特征在于：所述供电模块(4)为太阳能充电模块，且所述太阳能充电模块包括太阳能充电电池板(4-1)和与太阳能充电电池板(4-1)相接的电源管理模块(4-2)。
5.按照权利要求1或2所述的-种用于土壤墒情现场数据采集装置，其特征在于：还包括与数据分析模块(2)相接的数据通信接口，所述数据分析模块(2)通过所述数据通信接口与PC机(7)进行双向通信。
6.按照权利要求5所述的一种用于土壤墒情现场数据采集装置，其特征在于：所述数据通信接口为RS232串行通信接口(8)。
7.按照权利要求1或2所述的一种用于土壤墒情现场数据采集装置，其特征在于：所述数据存储单元(5)为RAM存储器。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN 201010596345 CN102539649A (zh) | 2010-12-18 | 2010-12-18 | 一种用于土壤墒情现场数据采集装置 |
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| CN 201010596345 CN102539649A (zh) | 2010-12-18 | 2010-12-18 | 一种用于土壤墒情现场数据采集装置 |
Publications (1)
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| CN 201010596345 Pending CN102539649A (zh) | 2010-12-18 | 2010-12-18 | 一种用于土壤墒情现场数据采集装置 |
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2010
- 2010-12-18 CN CN 201010596345 patent/CN102539649A/zh active Pending
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