CN108362342A - 便携式林地土壤参数动态监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式林地土壤参数动态监测装置。本发明包括太太阳能电池板、开合叶件、壳体支架固定件、金属壳体、壳体支架调节件、壳体支架、土壤温湿度传感器、数据传输线、电脑终端、底板、侧板、液晶显示屏、透明玻璃、开孔顶板、顶板防水盖、太阳能电池板支架、测控系统安装板、铅蓄电池、电源指示灯、电量指示灯、电源开关、主控电路板、无线模块和光伏控制器。本发明采用便携以及多点安装为理念，以林地参数分析为目的，实现了对整块林地多点和多时数据的高精度采集、处理、显示和分析，并且可以根据异常数据进行针对性的灌溉、施肥或排水等重要保护措施，及时保护植物的生存环境，为林地的水分研究提供有效的依据。

Description

便携式林地土壤参数动态监测装置

技术领域

本发明涉及林地智能仪器领域，具体地说是一种便携式林地土壤参数动态监测装置。

背景技术

智能仪器是含有微型计算机或者微型处理器的测量仪器，拥有对数据的存储运算逻辑及自动化操作等功能。林地参数平衡是植树造林设计与环境参数研究的核心。将智能仪器用于获取林地参数研究可以准确地测量测算树木蒸腾耗水量、林地土壤水含量等参数，是林地水分定量研究的重大突破。其中，土壤水分状况是决定植被布局与配置的关键因素，土壤水分的研究历来受到重视。土壤水分监测技术就是对林地土壤的水含量进行快速、准确地测定，以便做出灌溉、施肥或排水等重要保护措施。

就目前现状而言，国内虽然已经对土壤水分快速测试仪进行了研制与开发，但是现有测量装置不利于携带，不适合多地点安装的要求，同时现有装置仅实现实时测量土壤水含量的功能，并未对同一地点长时间或者多地点同时间的情况下将采集的数据进行比对分析，未能形成整块林地的无线传感器网络系统，因此不能满足对大片林地土壤水分信息的参数需求，无法进行整个林地水分参数的数据分析，极大地影响了林地保护措施的实施。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种便携式林地土壤参数动态监测装置。

本发明包括太阳能电池板、开合叶件、壳体支架固定件、金属壳体、壳体支架调节件、壳体支架 、土壤温湿度传感器、数据传输线、电脑终端、底板、侧板、液晶显示屏、透明玻璃、开孔顶板、顶板防水盖、太阳能电池板支架、测控系统安装板、铅蓄电池、电源指示灯、电量指示灯、电源开关、主控电路板、无线模块和光伏控制器。

所述的太阳能电池板与所述的开孔顶板用所述的开合叶件进行连接，所述的太阳能电池板支架支撑所述的太阳能电池板并与所述的开孔顶板进行位置固定，所述的太阳能电池板、所述的铅蓄电池以及所述的主控电路板与所述的光伏控制器进行连接，所述的土壤温湿度传感器、所述的无线模块、所述的液晶显示屏、所述的电源开关、所述的电源指示灯以及所述的电量指示灯与所述的主控电路板进行连接。

所述的铅蓄电池、所述的光伏控制器以及所述的主控电路板安装在所述的测控系统安装板下侧，所述的测控系统安装板安装在所述的开孔顶板的下侧，所述的顶板防水盖安装在所述的开孔顶板的上侧，所述的液晶显示屏嵌入在所述的侧板上、所述的透明玻璃与安装所述的液晶屏的所述的侧板进行覆盖安装，所述的壳体支架固定件和所述的金属外壳进行固定连接，所述的开孔顶板、所述的侧板以及所述的底板安装成一个封闭壳体，所述的壳体支架通过所述的支架固定件与所述的侧板进行连接，所述的支架调节件安装在所述的壳体支架底部，所述的无线模块将采集的数据传输给所述的电脑终端。

工作时：首先打开开关按钮，此时电源指示灯闪亮，接着系统进行初始化，之后进行土壤温湿度采集，并将采集到的数据保存到主控电路板中，然后检测电量是否正常，若电量正常则继续进行土壤温湿度采集，若电量不正常则电量指示灯闪亮并继续判断电量是否正常，由于多台装置同时工作，所有装置通过无线模块将采集到的数据传输给远程的电脑终端，建立一个整块林地的无线传感器网络系统，与林地参数进行多数据对比与分析。

本发明采用便携以及多点安装为理念，以林地参数分析为目的，实现了对整块林地多点和多时数据的高精度采集、处理、显示和分析，通过无线传感器网络对整块林地土壤温湿度的数据分析，从而判断土壤性质是否发生改变，或林木的生命状态变化，并且可以根据异常数据进行针对性的灌溉、施肥或排水等重要保护措施，及时保护植物的生存环境，为林地的水分研究提供有效的依据，为林地的生态发展提供了保障，减少了外界环境因素的干扰。

附图说明

图1是本发明的立体结构图；

图2是本发明的除去底板、壳体支架后的结构图；

图3 是本发明控制系统原理图；

图4是本发明完成一次测量的工作流程图；

图5是本发明软件的执行流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步描述。

如图1和图2所示，本发明包括太阳能电池板1、开合叶件2、壳体支架固定件3、金属壳体4、壳体支架调节件5、壳体支架 6、壳体支架支撑件7、土壤温湿度传感器8、数据传输线9、电脑终端10、底板11、侧板12、液晶显示屏13、透明玻璃14、开孔顶板15、顶板防水盖16、太阳能电池板支架17、漏水孔18、测控系统安装板19、铅蓄电池20、穿线孔21、电源指示灯22、电量指示灯23、电源开关24、主控电路板25、无线模块26、光伏控制器27、螺纹孔28。

所述的太阳能电池板与所述的开孔顶板用所述的开合叶件进行连接，所述的太阳能电池板支架支撑所述的太阳能电池板并与所述的开孔顶板进行位置固定，所述的太阳能电池板、所述的铅蓄电池以及所述的主控电路板与所述的光伏控制器进行连接，所述的土壤温湿度传感器、所述的无线模块、所述的液晶显示屏、所述的电源开关、所述的电源指示灯以及所述的电量指示灯与所述的主控电路板进行连接。

所述的铅蓄电池、所述的光伏控制器以及所述的主控电路板安装在所述的测控系统安装板下侧，所述的测控系统安装板安装在所述的开孔顶板的下侧，所述的顶板防水盖安装在所述的开孔顶板的上侧，所述的液晶显示屏嵌入在所述的侧板上、所述的透明玻璃与安装所述的液晶屏的所述的侧板进行覆盖安装，所述的壳体支架固定件和所述的金属外壳进行固定连接，所述的开孔顶板、所述的侧板以及所述的底板安装成一个封闭壳体，所述的壳体支架通过所述的支架固定件与所述的侧板进行连接，所述的壳体支架调节件安装在所述的壳体支架底部，所述的无线模块将采集的数据传输给所述的电脑终端。

如图3所示，本发明的控制系统包括供电系统、单片机微处理器、土壤温湿度传感器、液晶显示屏、串口传输、数据存储、无线模块、上位机。

如图4所示，首先打开开关按钮，此时电源指示灯闪亮，接着系统进行初始化，之后进行土壤温湿度采集，并将采集到的数据保存到主控电路板中，然后检测电量是否正常，若电量正常则继续进行土壤温湿度采集，若电量不正常则电量指示灯闪亮并继续判断电量是否正常，由于多台装置同时工作，所有装置通过无线模块将采集到的数据传输给远程的电脑终端，建立一个整块林地的无线传感器网络系统，与林地参数进行多数据对比与分析。

如图5所示，本发明软件具体执行程序包括如下处理步骤：

第一步，进入数据采集界面，点击开始按钮，电源指示灯闪亮；

第二步，硬件进行初始化；

第三步，获取系统时间，判断系统当前时间是否为整点时间，若是整点时间则执行下一步，若不是整点时间则进入休眠状态，到自动唤醒功能，重复执行第三步；

第四步，进行土壤温湿度参数的采集；

第五步，将采集到的数据保存到主控电路板中；

第六步，进行电量检测，判断电量是否正常，若电量正常则执行第三步，若电量不正常则电量指示灯闪亮并重复执行第六步；

第七步，将数据通过无线传输模块发送给电脑；

第八步，建立一个无线传感器网络，将大量数据进行对比分析。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.便携式林地土壤参数动态监测装置，包括太阳能电池板、开合叶件、壳体支架固定件、金属壳体、壳体支架调节件、壳体支架 、土壤温湿度传感器、数据传输线、电脑终端、底板、侧板、液晶显示屏、透明玻璃、开孔顶板、顶板防水盖、太阳能电池板支架、测控系统安装板、铅蓄电池、电源指示灯、电量指示灯、电源开关、主控电路板、无线模块和光伏控制器，其特征在于：

所述的太阳能电池板与所述的开孔顶板用所述的开合叶件进行连接，所述的太阳能电池板支架支撑所述的太阳能电池板并与所述的开孔顶板进行位置固定，所述的太阳能电池板、所述的铅蓄电池以及所述的主控电路板与所述的光伏控制器进行连接，所述的土壤温湿度传感器、所述的无线模块、所述的液晶显示屏、所述的电源开关、所述的电源指示灯以及所述的电量指示灯与所述的主控电路板进行连接；

所述的铅蓄电池、所述的光伏控制器以及所述的主控电路板安装在所述的测控系统安装板下侧，所述的测控系统安装板安装在所述的开孔顶板的下侧，所述的顶板防水盖安装在所述的开孔顶板的上侧，所述的液晶显示屏嵌入在所述的侧板上、所述的透明玻璃与安装所述的液晶屏的所述的侧板进行覆盖安装，所述的壳体支架固定件和所述的金属壳体进行固定连接，所述的开孔顶板、所述的侧板以及所述的底板安装成一个封闭壳体，所述的壳体支架通过所述的支架固定件与所述的侧板进行连接，所述的壳体支架调节件安装在所述的壳体支架底部，所述的无线模块将采集的数据传输给所述的电脑终端。

2.便携式林地土壤参数动态监测系统，包括多个如权利要求1所述的便携式林地土壤参数动态监测装置，其特征在于：每个便携式林地土壤参数动态监测装置作为系统的一个节点，通过无线模块将采集到的数据传输给远程的电脑终端，构建了一个整块林地的无线传感器网络系统，与林地参数进行多数据对比与分析，从而判断土壤性质是否发生改变或确定林木的生命状态变化，并且根据数据进行针对性的灌溉、施肥或排水，及时保护植物的生存环境。

3.根据权利要求1所述的便携式林地土壤参数动态监测装置，其特征在于：还包括如下程序处理步骤：

第一步，进入数据采集界面，电源指示灯闪亮；

第二步，硬件进行初始化；

第三步，获取系统时间，判断系统当前时间是否为整点时间，若是整点时间则执行下一步，若不是整点时间则进入休眠状态，到自动唤醒功能，重复执行第三步；

第四步，进行土壤温湿度参数的采集；

第五步，将采集到的数据保存到主控电路板中；

第六步，进行电量检测，判断电量是否正常，若电量正常则执行第三步，若电量不正常则电量指示灯闪亮并重复执行第六步；

第七步，将数据通过无线传输模块发送给电脑；

第八步，建立一个无线传感器网络，将大量数据进行对比分析。