CN113029240A - 一种基于无线传感技术的水稻试验田微环境监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种试验田微环境监测系统,尤其是水稻试验田微环境的监测系统,其包括:信息采集机箱、防水底座、支撑横梁、连接杆和中央处理器,所述信息采集机箱底部设置防水底座,所述防水底座顶部设置有与信息采集机箱连接的底座支杆,所述防水底座底部设置有多个抓地齿,所述防水底座右侧壁设置有液位传感器,所述信息采集机箱右侧壁设置有多个支撑横梁,能够检测不同深度土壤的温度,田间水层高度、不同冠层的温湿度和不同冠层高度的光照强度,对地下不同层次土壤温度和地上不同高度空气温湿度、光照进行实时监测,方便精密的田间小气候实验研究应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种试验田微环境监测系统,尤其是水稻试验田微环境的监测系统。
背景技术
传统的田间监测系统应用于大田生态环境的参数监测,系统能采集各类大田环境数据,如:空气温湿度、土壤温湿度、稻田水位。系统通过zigbee网络将数据汇总到中继节点,再远程传输到中央服务器中。系统广泛应用于各种水稻的生产作业中。
但现有田间监测系统的缺点:监测的点比较少,精度不高,只适用于大尺度和比较粗略的生产监测。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊,而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有水稻试验田微环境监测系统中存在的问题,提出了本发明。
因此,本发明的目的是提供一种基于无线传感技术的水稻试验田微环境监测系统,能够检测不同深度土壤的温度,田间水层高度、不同冠层的温湿度和不同冠层高度的光照强度,对地下不同层次土壤温度和地上不同高度空气温湿度、光照进行实时监测,方便精密的田间小气候实验研究应用。
为解决上述技术问题,根据本发明的一个方面,本发明提供了如下技术方案:
一种基于无线传感技术的水稻试验田微环境监测系统,其包括:信息采集机箱、防水底座、支撑横梁、连接杆和中央处理器,所述信息采集机箱底部设置防水底座,所述防水底座顶部设置有与信息采集机箱连接的底座支杆,所述防水底座底部设置有多个抓地齿,所述防水底座右侧壁设置有液位传感器,所述信息采集机箱右侧壁设置有多个支撑横梁,所述支撑横梁顶部均设置有多个空气温湿度传感器和光照强度传感器,所述信息采集机箱底部设置连接杆,所述连接杆底部设置有多个插地杆,所述插地杆外壁均设置有多个土壤温度传感器,所述信息采集机箱内部设置中央处理器,所述中央处理器电性双向连接有数据存储模块、无线传输模块和计时模块,所述计时模块电性输入连接液位传感器、空气温湿度传感器、光照强度传感器和土壤温度传感器。
作为本发明所述的一种基于无线传感技术的水稻试验田微环境监测系统的一种优选方案,其中:所述信息采集机箱前侧壁顶部设置有触摸显示屏和控制按钮,所述中央处理器电性输入连接触摸显示屏和控制按钮。
作为本发明所述的一种基于无线传感技术的水稻试验田微环境监测系统的一种优选方案,其中:所述支撑横梁、连接杆和插地杆均为防水空心杆。
作为本发明所述的一种基于无线传感技术的水稻试验田微环境监测系统的一种优选方案,其中:多个所述抓地齿在防水底座底部均匀分布,多个所述抓地齿外部均设置有防腐涂层。
作为本发明所述的一种基于无线传感技术的水稻试验田微环境监测系统的一种优选方案,其中:多个所述支撑横梁在信息采集机箱右侧壁均匀分布,多个所述空气温湿度传感器和光照强度传感器在支撑横梁顶部均匀分布。
作为本发明所述的一种基于无线传感技术的水稻试验田微环境监测系统的一种优选方案,其中:多个所述插地杆在连接杆底部均匀分布,多个所述土壤温度传感器在插地杆右侧壁均匀分布。
作为本发明所述的一种基于无线传感技术的水稻试验田微环境监测系统的一种优选方案,其中:所述信息采集机箱顶部设置有太阳能电池板。
作为本发明所述的一种基于无线传感技术的水稻试验田微环境监测系统的一种优选方案,其中:所述信息采集机箱外部缝隙处均涂有防水密封胶。
与现有技术相比:通过液位传感器检测田间的水稻液位高度,通过空气温湿度传感器和光照强度传感器对不同位置水稻不同冠层的空气温湿度和光照强度进行检测,通过土壤温度传感器对水稻不同位置不同深度的土壤进行检测,能够检测不同深度土壤的温度,田间水层高度、不同冠层的温湿度和不同冠层高度的光照强度,对地下不同层次土壤温度和地上不同高度空气温湿度、光照进行实时监测,方便精密的田间小气候实验研究应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案,下面将结合附图和详细实施方式对本发明进行详细说明,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。其中:
图1为本发明结构示意图;
图2为本发明系统结构示意图。
图中:100信息采集机箱、110触摸显示屏、120控制按钮、200防水底座、210底座支杆、220抓地齿、230液位传感器、300支撑横梁、310空气温湿度传感器、320光照强度传感器、400连接杆、410插地杆、420土壤温度传感器、500中央处理器、510数据存储模块、520无线传输模块、530计时模块。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
其次,本发明结合示意图进行详细描述,在详述本发明实施方式时,为便于说明,表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大,而且所述示意图只是示例,其在此不应限制本发明保护的范围。此外,在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明提供一种基于无线传感技术的水稻试验田微环境监测系统,能够检测不同深度土壤的温度,田间水层高度、不同冠层的温湿度和不同冠层高度的光照强度,对地下不同层次土壤温度和地上不同高度空气温湿度、光照进行实时监测,方便精密的田间小气候实验研究应用,请参阅图1和图2,包括:信息采集机箱100、防水底座200、支撑横梁300、连接杆400和中央处理器500;
请再次参阅图1和图2,信息采集机箱100包括触摸显示屏110和控制按钮120,具体的,信息采集机箱100前侧壁顶部设置有触摸显示屏110和控制按钮120,所述中央处理器500电性输入连接触摸显示屏110和控制按钮120,通过触摸显示屏110和控制按钮120输入控制信息对信息采集机箱100进行控制。
请再次参阅图1和图2,防水底座200包括底座支杆210、抓地齿220和液位传感器230,具体的,防水底座200安装在信息采集机箱100底部,防水底座200顶部焊接底座支杆210,通过底座支杆210对信息采集机箱100进行连接支撑,防水底座200底部焊接均匀分布的抓地齿220,抓地齿220埋设在田间土壤中,通过抓地齿220提高防水底座200的放置稳定性高,防水底座200右侧壁安装液位传感器230,通过液位传感器230检测田间的水稻液位高度,液位传感器230电性输出连接计时模块530,液位传感器230的采集信息通过计时模块530进行定时发送。
请再次参阅图1和图2,支撑横梁300包括空气温湿度传感器310和光照强度传感器320,具体的,支撑横梁300焊接在信息采集机箱100右侧壁,支撑横梁300在信息采集机箱100均匀分布,分布在水稻不同冠层,通过空气温湿度传感器310和光照强度传感器320对不同位置水稻不同冠层的空气温湿度和光照强度进行检测,空气温湿度传感器310和光照强度传感器320电性输出连接计时模块530,空气温湿度传感器310和光照强度传感器320的采集信息通过计时模块530进行定时发送。
请再次参阅图1和图2,连接杆400包括插地杆410和土壤温度传感器420,具体的,连接杆400左端连接在信息采集机箱100底部,连接杆400铺设在田间地面上,连接杆400底部连接插地杆410,插地杆410插入土壤中,插地杆410右侧壁安装均匀分布的土壤温度传感器420,通过土壤温度传感器420对水稻不同位置不同深度的土壤进行检测,土壤温度传感器420电性输出连接计时模块530,土壤温度传感器420的采集信息通过计时模块530进行定时发送。
请再次参阅图2,中央处理器500包括数据存储模块510、无线传输模块520和计时模块530,具体的,中央处理器500安装在信息采集机箱100内部,中央处理器500电性双向连接有数据存储模块510、无线传输模块520和计时模块530,计时模块530电性输入连接液位传感器230、空气温湿度传感器310、光照强度传感器320和土壤温度传感器420,液位传感器230、空气温湿度传感器310、光照强度传感器320和土壤温度传感器420检测的信息通过计时模块530分别定时发送至中央处理器500中进行汇总处理,中央处理器500将处理信息存储在数据存储模块510中,同时通过无线传输模块520将信息发送至外部中继节点,再远程传输到中央服务器中。
液位传感器230、温湿度传感器310、光照强度传感器320和土壤温度传感器420可采用单体传感器放在稻田中,由太用能电池和充电电池供电工作,单体体积小功耗低昼夜工作,将单体传感器放置在稻田的不同位置,对稻田环境进行测量,液位传感器230、温湿度传感器310、光照强度传感器320和土壤温度传感器420的测量数据集中在中央处理器500中,在由中央处理器500存储和上传数据至云端服务器,供服务器数据分析系统分析处理。
在具体的使用时,通过液位传感器230检测田间的水稻液位高度,通过空气温湿度传感器310和光照强度传感器320对不同位置水稻不同冠层的空气温湿度和光照强度进行检测,通过土壤温度传感器420对水稻不同位置不同深度的土壤进行检测,液位传感器230、空气温湿度传感器310、光照强度传感器320和土壤温度传感器420检测的信息通过计时模块530分别定时发送至中央处理器500中进行汇总处理,中央处理器500将处理信息存储在数据存储模块510中,同时通过无线传输模块520将信息发送至外部中继节点,再远程传输到中央服务器中;
具体为监测地表0cm、5cm、10cm、15cm、20cm、25cm的温度,按照气象监测规律,每天自动采集2时、8时、14时、20时各点温度;
监测田间灌溉情况,用技术自动采集4次田间水层高度;
监测不同冠层的温度、湿度;在水稻生育期内自动采集地上10cm-150cm的温度和湿度;
监测不同冠层高度的光照强度,从冠层下部10cm-150cm。
所述支撑横梁300、连接杆400和插地杆410均为防水空心杆,空心杆内部可用于安装电缆和导线。
多个所述抓地齿220在防水底座200底部均匀分布,多个所述抓地齿220外部均设置有防腐涂层,使抓地齿220在土壤中能够长时间使用,避免腐蚀损坏。
所述信息采集机箱100顶部设置有太阳能电池板,为信息采集机箱100进行供电。
所述信息采集机箱100外部缝隙处均涂有防水密封胶,提高信息采集机箱100防水效果。
虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述,然而在不脱离本发明的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用,在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此,本发明并不局限于文中公开的特定实施方式,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (8)
1.一种基于无线传感技术的水稻试验田微环境监测系统,其特征在于,包括:信息采集机箱(100)、防水底座(200)、支撑横梁(300)、连接杆(400)和中央处理器(500),所述信息采集机箱(100)底部设置防水底座(200),所述防水底座(200)顶部设置有与信息采集机箱(100)连接的底座支杆(210),所述防水底座(200)底部设置有多个抓地齿(220),所述防水底座(200)右侧壁设置有液位传感器(230),所述信息采集机箱(100)右侧壁设置有多个支撑横梁(300),所述支撑横梁(300)顶部均设置有多个空气温湿度传感器(310)和光照强度传感器(320),所述信息采集机箱(100)底部设置连接杆(400),所述连接杆(400)底部设置有多个插地杆(410),所述插地杆(410)外壁均设置有多个土壤温度传感器(420),所述信息采集机箱(100)内部设置中央处理器(500),所述中央处理器(500)电性双向连接有数据存储模块(510)、无线传输模块(520)和计时模块(530),所述计时模块(530)电性输入连接液位传感器(230)、空气温湿度传感器(310)、光照强度传感器(320)和土壤温度传感器(420)。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感技术的水稻试验田微环境监测系统,其特征在于,所述信息采集机箱(100)前侧壁顶部设置有触摸显示屏(110)和控制按钮(120),所述中央处理器(500)电性输入连接触摸显示屏(110)和控制按钮(120)。
3.根据权利要求1所述的一种基于无线传感技术的水稻试验田微环境监测系统,其特征在于,所述支撑横梁(300)、连接杆(400)和插地杆(410)均为防水空心杆。
4.根据权利要求1所述的一种基于无线传感技术的水稻试验田微环境监测系统,其特征在于,多个所述抓地齿(220)在防水底座(200)底部均匀分布,多个所述抓地齿(220)外部均设置有防腐涂层。
5.根据权利要求1所述的一种基于无线传感技术的水稻试验田微环境监测系统,其特征在于,多个所述支撑横梁(300)在信息采集机箱(100)右侧壁均匀分布,多个所述空气温湿度传感器(310)和光照强度传感器(320)在支撑横梁(300)顶部均匀分布。
6.根据权利要求1所述的一种基于无线传感技术的水稻试验田微环境监测系统,其特征在于,多个所述插地杆(410)在连接杆(400)底部均匀分布,多个所述土壤温度传感器(420)在插地杆(410)右侧壁均匀分布。
7.根据权利要求1所述的一种基于无线传感技术的水稻试验田微环境监测系统,其特征在于,所述信息采集机箱(100)顶部设置有太阳能电池板。
8.根据权利要求1所述的一种基于无线传感技术的水稻试验田微环境监测系统,其特征在于,所述信息采集机箱(100)外部缝隙处均涂有防水密封胶。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210625 |
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