CN110186509A - 一种农田土壤墒情预报警装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种农田土壤墒情预报警装置，属于土壤墒情监测设备技术领域。本发明以土壤温湿度传感器为测量仪器，测量土壤墒情，土壤温湿度传感器可以对土壤水分的含量进行较为精确的测量，此外还能够对土壤的温度进行测量，本发明操作简单，性能可靠，记录时间长，整机通过太阳能电池板供电，多余电量通过蓄电池保存，待机时间长，能耗低，可以有效节约电力能源，本装置数据查看方便，随时可以连接无线网络查看数据，本装置可以接入3路土壤温湿度传感器探头，探头可测量土壤中的温度、湿度分布情况，当土壤温湿度低于设定的安全值时，可以触发装置上的报警灯，从而达到农田土壤墒情预报警效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种农田土壤墒情预报警装置，属于土壤墒情监测设备技术领域。
背景技术
土壤水是植物吸收水分的主要来源(水培植物除外)，另外植物也可以直接吸收少量落在叶片上的水分。土壤水的主要来源是降水和灌溉水，参与岩石圈-生物圈-大气圈-水圈的水分大循环。土壤水存在于土壤孔隙中，尤其是中小孔隙中，大孔隙常被空气所占据。穿插于土壤孔隙中的植物根系从含水土壤孔隙中吸取水分，用于蒸腾。土壤中的水气界面存在湿度梯度，温度升高，梯度加大，因此水会变成水蒸汽蒸发逸出土表。蒸腾和蒸发的水加起来叫做蒸散，是土壤水进入大气的两条途径。表层的土壤水受到重力会向下渗漏，在地表有足够水量补充的情况下，土壤水可以一直入渗到地下水位，继而可能进入江、河、湖、海等地表水。土壤含水量有三个重要指标，一个是土壤饱和含水量，表明该土壤最多能含多少水，此时土壤水势为0。第二是田间持水量，是土壤饱和含水量减去重力水后土壤所能保持的水分。重力水基本上不能被植物吸收利用，此时土壤水势为-0.3巴。
第三是萎蔫系数，是植物萎蔫时土壤仍能保持的水分。这部分水也不能被植物吸收利用，此时土壤水势为-15巴。田间持水量与萎蔫系数之间的水称为土壤有效水是植物可以吸收利用的部分。当然，一般在田间持水量的60%时，即土壤水势-1巴左右就采取措施进行灌溉。土壤水势可细分为重力势、基模势和溶质势。土壤水分重力势以土壤水面与土表面相平时为0。水面高于土表面时为正值(此时也称为压力势)。水面低于土表面时为负值。土壤基模势指土壤中矿质颗粒表面和有机质颗粒表面对水所产生的张力。它的值永远是负值，即总是将土壤表面的水分向土体内吸进来。土壤水分溶质势与土壤溶液中所含溶质数量有关，溶质越多，溶质势越小(即越负)。点水源入渗时，水沿湿度梯度从高水势处向低水势处流动，逐渐形成一个干湿交界分明的椭球体形状，称为湿润球，球面各处土壤水势相等。该球面称为入渗锋，在水头固定不变时，入渗锋的前进速度随着时间的延长而减慢。大部分植物养分都是溶于水后随水移动运输到植物根系被吸收的。无论根系以质流、扩散、截获哪种方式吸收植物养分都在土壤溶液中进行。
墒情，指土壤湿度的情况。土壤湿度是土壤的干湿程度，即土壤的实际含水量，可用土壤含水量占烘干土重的百分数表示:土壤含水量=水分重/烘干土重×100%。也可以土壤含水量相当于田间持水量的百分比，或相对于饱和水量的百分比等相对含水量表示。土壤墒情主要用于反映两个方面的含水量：一是农作物耕作层的土壤含水量；二是农作物对土壤水分的吸收量。这两个方面的含水量是当前农作物生产非常重要的基础数据，直接影响到农作物的产量。此外，对于农作物抗旱来说，土壤墒情的相关数据是非常重要的，在农作物旱情预测的过程之中，经常要使用到土壤墒情相关数据的变化趋势，利用土壤墒情的监测及预告，能够有效提升农作物用水的利用率，进而实现节水灌溉的目的，使旱灾损失得到最大程度的降低。
发明内容
本发明主要解决的技术问题：针对大部分土壤墒情监测系统无法对土壤墒情作出及时监测和预告的问题，本发明提供了一种农田土壤墒情预报警装置。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案：
一种农田土壤墒情预报警装置，由太阳能电池板、太阳能电池板支架、主体箱、土壤数据采集控制器、土壤温湿度传感器、装置控制器、无线网络发射器、天线、主机、蓄电池、报警灯组成。
土壤温湿度传感器将土壤温湿度信息通过土壤数据采集控制器转换为具体数值传输至主机上，主机将土壤墒情数据通过无线网络发射器传输至手机、电脑等终端设备上，天线用于强化稳定无线网络发射器发射的无线网络信号，当土壤墒情值低于安全范围时，主机激活报警灯，从而提供预报警信息，主机通过主体箱上的装置控制器进行操作，土壤数据采集控制器、土壤温湿度传感器、装置控制器、无线网络发射器、主机、报警灯均由太阳能电池板供电，多余电量通过蓄电池保存备用，太阳能电池板通过太阳能电池板支架架于主体箱上方。
所述的太阳能电池板的规格为200cm×100cm×10cm。
所述的太阳能电池板支架的高度为20~30cm。
所述的主体箱的规格200cm×100cm×200cm。
所述的土壤数据采集控制器、无线网络发射器、主机、蓄电池均位于主体箱内。
本发明的有益效果是：
（1）本发明以土壤温湿度传感器为测量仪器，测量土壤墒情，土壤温湿度传感器可以对土壤水分的含量进行较为精确的测量，此外还能够对土壤的温度进行测量，土壤温湿度传感器整体上小巧玲珑，比较方便携带，所以在土壤墒情的相关研究里使用得较多，除了湿度以外，还能够得到温度数据，在农田土壤里插入土壤温湿度传感器，其中水分数据用电压信号进行表示，最后转变成数字信号，输送到主机里，最后将坐标信息以及土壤水分温度的一些数据存进储存器里，再通过无线网络发射器发送至终端设备，从而可以实时了解农田土壤墒情数值，达到农田土壤墒情预报警效果；
（2）本发明操作简单，性能可靠，记录间隔可根据要求设置，全程录农田土壤中的温度数据，记录时间长，整机通过太阳能电池板供电，多余电量通过蓄电池保存，待机时间长，能耗低，可以有效节约电力能源，本装置数据查看方便，随时可以连接无线网络查看数据，本装置可以接入3路土壤温湿度传感器探头，探头可测量土壤中的温度、湿度分布情况，当土壤温湿度低于设定的安全值时，可以触发装置上的报警灯，从而达到农田土壤墒情预报警效果。
附图说明
图1为本发明农田土壤墒情预报警装置的构造示意图。
其中，1、太阳能电池板；2、太阳能电池板支架；3、主体箱；4、土壤数据采集控制器；5、土壤温湿度传感器 ；6、装置控制器；7、无线网发射器；8、天线；9、主机；10、蓄电池；11、报警灯。
具体实施方式
一种农田土壤墒情预报警装置，由太阳能电池板1、太阳能电池板支架2、主体箱3、土壤数据采集控制器4、土壤温湿度传感器5、装置控制器6、无线网络发射器7、天线8、主机9、蓄电池10、报警灯11组成。
土壤温湿度传感器5将土壤温湿度信息通过土壤数据采集控制器4转换为具体数值传输至主机9上，主机9将土壤墒情数据通过无线网络发射器7传输至手机、电脑等终端设备上，天线8用于强化稳定无线网络发射器7发射的无线网络信号，当土壤墒情值低于安全范围时，主机9激活报警灯11，从而提供预报警信息，主机9通过主体箱3上的装置控制器6进行操作，土壤数据采集控制器4、土壤温湿度传感器5、装置控制器6、无线网络发射器7、主机9、报警灯11均由太阳能电池板1供电，多余电量通过蓄电池10保存备用，太阳能电池板1通过太阳能电池板支架2架于主体箱3上方。
所述的太阳能电池板1的规格为200cm×100cm×10cm。
所述的太阳能电池板支架2的高度为20~30cm。
所述的主体箱3的规格200cm×100cm×200cm。
所述的土壤数据采集控制器4、无线网络发射器7、主机9、蓄电池10均位于主体箱内。
Claims (6)
1.一种农田土壤墒情预报警装置，由太阳能电池板（1）、太阳能电池板支架（2）、主体箱（3）、土壤数据采集控制器（4）、土壤温湿度传感器（5）、装置控制器（6）、无线网络发射器（7）、天线（8）、主机（9）、蓄电池（10）、报警灯（11）组成。
2.根据权利要求1所述的一种农田土壤墒情预报警装置的应用方法是：土壤温湿度传感器（5）将土壤温湿度信息通过土壤数据采集控制器（4）转换为具体数值传输至主机（9）上，主机（9）将土壤墒情数据通过无线网络发射器（7）传输至手机、电脑等终端设备上，天线（8）用于强化稳定无线网络发射器（7）发射的无线网络信号，当土壤墒情值低于安全范围时，主机（9）激活报警灯（11），从而提供预报警信息，主机（9）通过主体箱（3）上的装置控制器（6）进行操作，土壤数据采集控制器（4）、土壤温湿度传感器（5）、装置控制器（6）、无线网络发射器（7）、主机（9）、报警灯（11）均由太阳能电池板（1）供电，多余电量通过蓄电池（10）保存备用，太阳能电池板（1）通过太阳能电池板支架（2）架于主体箱（3）上方。
3.根据权利要求1所述的一种农田土壤墒情预报警装置，其特征在于：所述的太阳能电池板（1）的规格为200cm×100cm×10cm。
4.根据权利要求1所述的一种农田土壤墒情预报警装置，其特征在于：所述的太阳能电池板支架（2）的高度为20~30cm。
5.根据权利要求1所述的一种农田土壤墒情预报警装置，其特征在于：所述的主体箱（3）的规格200cm×100cm×200cm。
6.根据权利要求1所述的一种农田土壤墒情预报警装置，其特征在于：所述的土壤数据采集控制器（4）、无线网络发射器（7）、主机（9）、蓄电池（10）均位于主体箱内。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111353715A (zh) * | 2020-03-05 | 2020-06-30 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 | 一种农业水资源智能分配控制系统 |
| CN118095635A (zh) * | 2024-02-26 | 2024-05-28 | 中国农业大学 | 一种基于云数据的土壤墒情数据管理方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201034964Y (zh) * | 2007-04-20 | 2008-03-12 | 河南省气象科学研究所 | 无线智能土壤水分自动监测仪 |
| CN101144284A (zh) * | 2007-10-18 | 2008-03-19 | 上海交通大学 | 太阳能光伏直流空气取水装置 |
| CN201138345Y (zh) * | 2008-01-07 | 2008-10-22 | 北京农业信息技术研究中心 | 土壤墒情监测终端及由该终端组成的监测系统 |
| CN201561974U (zh) * | 2009-12-16 | 2010-08-25 | 内蒙古河套灌区管理总局 | 一种土壤墒情自动化监测系统 |
| CN201927167U (zh) * | 2010-12-18 | 2011-08-10 | 西安联友电子科技有限公司 | 一种用于测量田间农作物土壤墒情的可控无线传输仪 |
| CN102568171A (zh) * | 2010-12-18 | 2012-07-11 | 西安联友电子科技有限公司 | 一种用于测量田间农作物土壤墒情的可控无线传输仪 |
| CN103542891A (zh) * | 2013-10-24 | 2014-01-29 | 北京科百宏业科技有限公司 | 土壤墒情监测系统 |
-
2019
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201034964Y (zh) * | 2007-04-20 | 2008-03-12 | 河南省气象科学研究所 | 无线智能土壤水分自动监测仪 |
| CN101144284A (zh) * | 2007-10-18 | 2008-03-19 | 上海交通大学 | 太阳能光伏直流空气取水装置 |
| CN201138345Y (zh) * | 2008-01-07 | 2008-10-22 | 北京农业信息技术研究中心 | 土壤墒情监测终端及由该终端组成的监测系统 |
| CN201561974U (zh) * | 2009-12-16 | 2010-08-25 | 内蒙古河套灌区管理总局 | 一种土壤墒情自动化监测系统 |
| CN201927167U (zh) * | 2010-12-18 | 2011-08-10 | 西安联友电子科技有限公司 | 一种用于测量田间农作物土壤墒情的可控无线传输仪 |
| CN102568171A (zh) * | 2010-12-18 | 2012-07-11 | 西安联友电子科技有限公司 | 一种用于测量田间农作物土壤墒情的可控无线传输仪 |
| CN103542891A (zh) * | 2013-10-24 | 2014-01-29 | 北京科百宏业科技有限公司 | 土壤墒情监测系统 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111353715A (zh) * | 2020-03-05 | 2020-06-30 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 | 一种农业水资源智能分配控制系统 |
| CN111353715B (zh) * | 2020-03-05 | 2021-01-26 | 中国科学院西北生态环境资源研究院 | 一种农业水资源智能分配控制系统 |
| CN118095635A (zh) * | 2024-02-26 | 2024-05-28 | 中国农业大学 | 一种基于云数据的土壤墒情数据管理方法 |
| CN118095635B (zh) * | 2024-02-26 | 2024-09-24 | 中国农业大学 | 一种基于云数据的土壤墒情数据管理方法 |
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