CN106338537A - 基于二维码水果全程多源信息追溯的土壤墒情检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于二维码水果全程多源信息追溯的土壤墒情检测装置，解决了现有技术浪费能源、不具备预警功能和测量不准确的问题。本发明包括PC机、信号处理器、控制器、电动机、螺旋驱动轴、预警模块、竖直轻杆、土壤墒情检测仪、PVC管、细小孔隙、支撑架、太阳能电池板、电源控制器、太阳能蓄电池组、电源板、备用电源、圆锥形探头、铜棒、电流表、外壳。本发明构思精妙、设计科学合理、使用简单，具备突出的实质性特点和显著的进步。
Description
技术领域
本发明涉及一种土壤检测仪器，具体地说，是涉及一种基于二维码水果全程多源信息追溯的土壤墒情检测装置。
背景技术
土壤是陆生植物生长的基质，是水果生态系统中非常重要的生态因子，水果植物的根系与土壤有着极大的接触面，在水果植物和土壤之间进行着频繁的物质交换。因此通过调节土壤中的营养元素就可以影响植物的生长和产量。其中，土壤墒情是诸多土壤元素中最重要的因素之一。
土壤墒情决定农作物的水分供应状况。土壤湿度过低，造成土壤干旱，作用光合作用不能正常进行，降低作物的产量和品质；严重缺水甚至会导致作物凋萎和死亡。土壤湿度过高，恶化土壤通气性，又会影响土壤中微生物的活动，使作物根系的呼吸、生长等生命活动受到阻碍，从而影响作物地上部分的正常生长，造成徒长、倒伏、病害滋生等现象出现。因此，对土壤墒情进行监测，并对出现了不利于水果生长的土壤墒情进行提前预警，成为水果种植过程中的重要环节。
传统测量土壤墒情的方法主要是人工携带仪器到现场测量，需要耗费大量的人力，效率低，且数据获取的频率也较低，根本无法实现及时性。对于地理位置偏远且条件艰苦的野外实验点，获取数据的成本非常高，而且持续的检测对能源损耗较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种基于二维码水果全程多源信息追溯的土壤墒情检测装置，该土壤墒情检测装置具备结构简单、能源环保、测量精度高、以及出现不利水果生长环境时能提前预警的特点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
基于二维码水果全程多源信息追溯的土壤墒情检测装置，包括用于无线数据接收、存储和显示的PC机，与该PC机连接的预警模块，通过无线网络与PC机连接、用于信号采集且将所采集信号转化为数据并发送出去的信号处理器，与该信号处理器连接、具备时间继电功能的控制器，与该控制器连接的电动机，与该电动机驱动轴固定连接的螺旋驱动轴，用于支撑该螺旋驱动轴和电动机的支撑架，数量为两个以上、长度为三米、分别与所述螺旋驱动轴连接、并可在所述螺旋驱动轴的转动下进行升降的竖直轻杆，与该竖直轻杆下端连接的土壤墒情检测仪，设置在土壤墒情检测点地表下、数量与所述竖直轻杆的数量相对应、长度为三米的PVC管，以及分别与所述信号处理器、控制器、电动机电连接的太阳能供电设备；所述竖直轻杆和与竖直轻杆相连的土壤墒情检测仪均置于相对应的PVC管内、并可在相对应的PVC管内做竖直升降运动；所述PVC管下端开口、上端密闭，仅能使竖直轻杆滑动升降，所述PVC管在地表下0.5米以下的管体上密布孔隙；所述太阳能供电设备包括太阳能电池板，与该太阳能电池板连接的电源控制器，分别与该电源控制器连接的太阳能蓄电池组、电源板以及备用电源，所述电源板分别与所述信号处理器、控制器和电动机电连接；所述土壤墒情检测仪包括由锌制成的圆锥形探头，一端与该圆锥形探头绝缘连接的铜棒，以及分别与所述圆锥形探头和铜棒电连接并固定在所述铜棒另一端的电流表；所述电流表与竖直轻杆底部固定连接，且与所述信号处理器电连接。
优选地，为了保护检测仪器，所述土壤墒情检测仪还包括外壳，所述外壳将所述铜棒和电流表整体包裹，且包裹铜棒部分设置有通孔以使铜棒裸露在外。
优选地，所述土壤墒情检测仪整体呈笔形。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明构思精妙、设计科学合理、使用简单。
(2)本发明利用太阳能发电以提供工作电源，有效地节约了能源，实现能源绿色环保目的，并且还设置有备用电源以防止连续阴雨天气致使太阳能电源不足出现检测数据中断的情况。
(3)本发明通过设置预警模块，当土壤墒情出现不利水果植物生长的情况时，能提前进行预警，从而可以通过人工干预的方式改变现有的不利环境，以提高水果植物的生长和水果品质。
(4)本发明通过采用主要材料为锌铜的高灵敏土壤墒情检测仪，使本发明的检测精度得到保障。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中土壤墒情检测仪的结构示意图。
其中，附图标记对应的名称为：
1-PC机、2-信号处理器、3-控制器、4-电动机、5-螺旋驱动轴、6-预警模块、7-竖直轻杆、8-土壤墒情检测仪、9-PVC管、10-孔隙、11-支撑架、12-太阳能电池板、13-电源控制器、14-太阳能蓄电池组、15-电源板、16-备用电源、17-圆锥形探头、18-铜棒、19-电流表、20-外壳。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
实施例
如图1和2所示，基于二维码水果全程多源信息追溯的土壤墒情检测装置，包括用于无线数据接收、存储和显示的PC机1，与PC机1连接的预警模块6，通过无线网络与PC机连接、用于信号采集、且将所采集信号转化称数据并发射的信号处理器2，与信号处理器2连接、具备时间继电功能的控制器3，与控制器3连接的电动机4，与电动机4驱动轴固定连接的螺旋驱动轴5，用于支撑螺旋驱动轴5和电动机4的支撑架11，数量为两个以上、长度为三米、分别与螺旋驱动轴5连接、并可同时在螺旋驱动轴5的转动下在竖直方向上上升或下降的竖直轻杆7，与竖直轻杆7下端连接的土壤墒情检测仪8，设置在土壤墒情检测点地表下、数量与竖直轻杆7的数量相对应、长度为三米的PVC管9，设置分别与信号处理器2、控制器3、电动机4电连接的太阳能供电设备；所述竖直轻杆7和与竖直轻杆7相连的土壤墒情检测仪8均置于相对应的PVC管9内、并可在相对应的PVC管9内做自由竖直升降运动，所述PVC管9下端开口、上端密闭，仅能使竖直轻杆7滑动升降，所述PVC管9在地表下0.5米以下的管体上密布细小的孔隙10，该孔隙10既能很好地阻隔土壤进入PVC管9以阻碍竖直轻杆7和土壤墒情检测仪8做竖直上下运动，又能使土壤墒情检测仪8更多地与土壤接触，从而使检测数据更精确；所述太阳能供电设备包括太阳能电池板12，与太阳能电池板12连接的电源控制器13，分别与电源控制器13连接的太阳能蓄电池组14、电源板15、以及备用电源16，所述电源板15分别同时与信号处理器2、控制器3、电动机4电连接；所述土壤墒情检测仪8包括由锌制成的圆锥形探头17，一端与圆锥形探头17绝缘连接的铜棒18，分别与圆锥形探头17和铜棒18电连接并固定在该铜棒18另一端的电流表19，以及外壳20。所述电流表19与竖直轻杆7底部固定连接，且与信号处理器2电连接，所述外壳20将铜棒18和电流表19整体包裹，且包裹铜棒18部分设置有通孔以使铜棒18裸露在外，所述土壤墒情检测仪8整体呈笔形。
本发明的竖直轻杆7、土壤墒情检测仪8和PVC管9为成套配置，每个监测点设置有六套，所有装置依次间隔0.5米设置，PVC管9竖直埋入地下，并高出地表10厘米。当需要进行检测时，PC机1可以通过信号处理器2对控制器3下达工作指令，控制器3接收到PC机1预设的工作指令后，控制电源板15与电动机4接通并为电动机4供电，同时控制电动机4开启，此时螺旋驱动轴5转动，从而带动所有竖直轻杆7以恒定的速度竖直上升，当连在竖直轻杆7下端的土壤墒情检测仪8上升到距离地表5厘米时，控制器3控制电动机4反向驱动，此时螺旋驱动轴5也反向旋转，竖直轻杆7随即开始以恒定的速度竖直下降，如此反复竖直上下5个来回；此过程中土壤墒情检测仪8将检测到的信号适时地传输至信号处理器2，信号处理器2及时将接收到的信号转化成数据通过无线网络发送给PC机1，PC机1接收到数据后，首先将该数据进行存储，然后再对在存储的数据进行分析筛选，当PC机1筛选到异常数据后及时启动预警模块6进行预警，当工作人员接到预警信息后可以调取产生预警的数据进行分析，最后通过人工干预的方式消除不利水果生长的因素，从而使土壤环境恢复利于水果生长的环境。PC机1可以设定每隔一小时对土壤墒情进行一次检测，并将检测到的数据以二维码读取方式进行存储，以方便需要了解该数据的所有人通过手机等设备扫描二维码读取。
在检测过程中，当天气晴时，信号处理器2、控制器3和电动机4的工作电源均由太阳能蓄电池组14提供，当出现连续阴雨天气时，随着太阳能蓄电池组14电能的消耗，当电源控制器13检测到太阳能蓄电池组14的电压下降设定值时，电源控制器13控制切断太阳能蓄电池组14与电源板15的连接，并及时控制备用电源16与电源板15接通，改由备用电源16为信号处理器2、控制器3和电动机4提供工作电源，从而保证了检测数据的连续性，进而防止检测数据缺乏代表性；当雨过天晴后，太阳能电池板12立即采集太阳光进行发电，并将电能及时补充入太阳能蓄电池组14中，当电源控制器13检测到太阳能蓄电池组14的电压上升到设定值时，又及时控制改由太阳能蓄电池组14对信号处理器2、控制器3和电动机4进行供电，从而节约能源。
本发明构思精妙，设计科学合理，使用简单，检测评率恒定，检测数据精确，代表性强，具备突出的实质性特点和显著的进步。
上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.基于二维码水果全程多源信息追溯的土壤墒情检测装置，其特征在于：包括用于无线数据接收、存储和显示的PC机(1)，与该PC机(1)连接的预警模块(6)，通过无线网络与PC机连接、用于信号采集且将所采集信号转化为数据并发送出去的信号处理器(2)，与该信号处理器(2)连接、具备时间继电功能的控制器(3)，与该控制器(3)连接的电动机(4)，与该电动机(4)驱动轴固定连接的螺旋驱动轴(5)，用于支撑该螺旋驱动轴(5)和电动机(4)的支撑架(11)，数量为两个以上、长度为三米、分别与所述螺旋驱动轴(5)连接、并可在所述螺旋驱动轴(5)的转动下进行升降的竖直轻杆(7)，与该竖直轻杆(7)下端连接的土壤墒情检测仪(8)，设置在土壤墒情检测点地表下、数量与所述竖直轻杆(7)的数量相对应、长度为三米的PVC管(9)，以及分别与所述信号处理器(2)、控制器(3)、电动机(4)电连接的太阳能供电设备；
所述竖直轻杆(7)和与竖直轻杆(7)相连的土壤墒情检测仪(8)均置于相对应的PVC管(9)内、并可在相对应的PVC管(9)内做竖直升降运动；
所述PVC管(9)下端开口、上端密闭，仅能使竖直轻杆(7)滑动升降，所述PVC管(9)在地表下0.5米以下的管体上密布孔隙(10)；
所述太阳能供电设备包括太阳能电池板(12)，与该太阳能电池板(12)连接的电源控制器(13)，分别与该电源控制器(13)连接的太阳能蓄电池组(14)、电源板(15)以及备用电源(16)，所述电源板(15)分别与所述信号处理器(2)、控制器(3)和电动机(4)电连接；
所述土壤墒情检测仪(8)包括由锌制成的圆锥形探头(17)，一端与该圆锥形探头(17)绝缘连接的铜棒(18)，以及分别与所述圆锥形探头(17)和铜棒(18)电连接并固定在所述铜棒(18)另一端的电流表(19)；所述电流表(19)与竖直轻杆(7)底部固定连接，且与所述信号处理器(2)电连接。
2.根据权利要求1所述的基于二维码水果全程多源信息追溯的土壤墒情检测装置，其特征在于：所述土壤墒情检测仪(8)还包括外壳(20)，所述外壳(20)将所述铜棒(18)和电流表(19)整体包裹，且包裹铜棒(18)部分设置有通孔以使铜棒(18)裸露在外。
3.根据权利要求2所述的基于二维码水果全程多源信息追溯的土壤墒情检测装置，其特征在于：所述土壤墒情检测仪(8)整体呈笔形。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170118 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |