CN113533682A - 一种用于土壤污染区的生态遥感检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于土壤污染区的生态遥感检测系统，属于遥感检测技术领域，包括系统主体、用于采集土壤污染区的图像数据的摄像装置、用于带动系统行走的履带装置、用于驱动无线信号收发天线上升以及驱动检测探头下降插入土壤的驱动组件、用于为系统供电的太阳能发电装置、用于接收和发送信息的无线信号收发天线、用于采集土壤中污染物信息数据的检测探头，系统主体，用于接收控制信息、控制遥感检测系统，无线信号收发天线位于驱动组件的上端，检测探头位于驱动组件的下端；本发明针对土壤污染区提供了一种遥感检测系统，实现对面积辽阔不便于人员进入的地方进行土壤实时检测，且检测过程迅速、稳定，检测结果准确。
Description
技术领域
本发明属于遥感检测技术领域，具体涉及一种用于土壤污染区的生态遥感检测系统。
背景技术
为保障我国粮食以及牲畜安全、人民身体健康，有针对性地对被污染土地进行土地修复十分重要。现有的土壤污染区中的土壤污染物大致可分为无机污染物和有机污染物两大类，无机污染物主要包括酸、碱、重金属、盐类等，有机污染物主要包括有机农药合成洗涤剂以及由城市污水、污泥及厩肥带来的有害微生物等。传统的土壤污染检测速度慢，进行土壤修复时针对性不到位，导致修复效果差，造成资金和时间的浪费。因此，对于土壤污染区进行检测十分重要。但是也由于土壤污染区面积广阔，不便于施行人工土壤检测，无法对土壤污染区的土壤情况进行实时检测。遥感检测是利用遥感技术进行检测的技术方法，可以将遥感技术中的数据传输手段，应用至土壤污染区检测中，实现远程实时检测土壤污染区土壤信息，提高检测的实时性，提高检测效率。因此，提出一种用于土壤污染区的生态遥感检测系统。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的一种用于土壤污染区的生态遥感检测系统。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种用于土壤污染区的生态遥感检测系统，包括系统主体、摄像装置、履带装置、驱动组件、太阳能发电装置、无线信号收发天线、检测探头、清洁组件；
摄像装置，用于采集所述土壤污染区的图像数据，并将图像数据传输至系统主体；
履带装置，用于带动系统行走；
驱动组件，用于驱动无线信号收发天线上升以及驱动检测探头下降插入土壤；
太阳能发电装置，用于为系统供电；
检测探头，包括多组传感设备，用于采集土壤中污染物数据，并将污染物数据传输至系统主体；
清洁组件，用于对检测结束的检测探头进行冲洗；
系统主体，用于处理摄像装置、检测探头的数据，生成所述土壤污染区的参数数据，通过无线信号收发天线将所述参数数据发送至远程终端，以及通过无线信号收发天线接收控制信息控制所述遥感检测系统；
其中，所述无线信号收发天线位于驱动组件的上端，所述检测探头位于驱动组件的下端。
作为本发明的进一步优化方案，所述驱动组件设有四组，分别位于系统主体的前后两端靠近边缘位置，每组所述驱动组件包括信号杆和检测杆，信号杆上升的同时检测杆下降插入土壤里，所述无线信号收发天线设置在信号杆的上端，所述检测探头设置在检测杆的下端。
作为本发明的进一步优化方案，所述驱动组件还包括转动齿轮，所述转动齿轮位于信号杆和检测杆之间，所述转动齿轮分别与信号杆和检测杆相对侧端的齿轮齿啮合，转动齿轮转动时同时带动信号杆上升以及检测杆下降。
作为本发明的进一步优化方案，所述信号杆套设在固定于系统主体前后端上方外壁的上限位套上，所述检测杆套设在固定于系统主体前后端下方外壁的下限位套上。
作为本发明的进一步优化方案，所述信号杆和检测杆表面均设有滑槽，信号杆和检测杆的一侧均设有限位块，所述限位块在滑槽上滑动。
作为本发明的进一步优化方案，所述检测杆的底端为尖锐的螺旋状，所述检测杆尖锐上端部分开设有柱状向外具有开口的检测槽，所述检测探头位于检测槽内，所述检测探头在检测杆未下降时检测槽所在区域位于下限位套内。
作为本发明的进一步优化方案，还包括储水组件、清洁组件和雨量筒，所述储水组件用于储存自然降水，所述清洁组件用于对检测结束的检测探头进行冲洗，所述雨量筒用于采集土壤污染区的降水数据并将数据传输至系统主体，所述储水组件和雨量筒均设置在系统主体的前后端，所述雨量筒位于储水组件的上端，所述清洁组件位于储水组件的两侧正对检测杆位置。
作为本发明的进一步优化方案，所述清洁组件包括喷水管和喷头，喷头位于喷水管下端部分，喷头正对检测槽的方向，所述喷头从中间至两侧依次包括水平喷水口和倾斜喷水口，所述储水组件包括水箱、水泵和出水管，所述水箱的顶端侧壁上设有溢水孔，所述雨量筒的上端设有进水口，进水口的下端设有筒体，筒体的底端设有漏水管，所述漏水管的下端延伸至水箱内，所述水泵出水端连接的出水管通过软管连接至喷水管的顶端。
作为本发明的进一步优化方案，所述检测杆的下端中间区域外壁上设有第一齿轮槽，所述喷水管的上端区域外壁上设有第二齿轮槽，所述第一齿轮槽和第二齿轮槽之间啮合连接有齿轮组，所述检测杆下降时带动喷水管下降至喷头位于下限位套下方，当检测杆检测结束后检测槽上升至喷头位置处停留，喷头喷水对检测探头进行冲洗。
作为本发明的进一步优化方案，所述系统主体的前后端靠近下端位置处均设有倾斜的防翻轮。
本发明的有益效果在于：
1、本发明针对土壤污染区提供了一种遥感检测系统，实现对面积辽阔不便于人员进入的地方进行土壤检测。
2、本发明通过将检测探头、无线信号收发天线均设置在驱动组件上，可以同时对不同的检测项进行检测，检测过程迅速且检测过程稳定，数据准确，检测完后还能对检测探头进行清洗。
附图说明
图1是本发明一种用于土壤污染区的生态遥感检测系统的正面示意图；
图2是本发明一种用于土壤污染区的生态遥感检测系统的侧面示意图；
图3是本发明一种用于土壤污染区的生态遥感检测系统的驱动组件整体示意图；
图4是本发明一种用于土壤污染区的生态遥感检测系统的驱动组件与清洁组件连接示意图；
图5是本发明一种用于土壤污染区的生态遥感检测系统的检测探头与清洁组件位置示意图；
图6是本发明一种用于土壤污染区的生态遥感检测系统的驱动组件下端部分结构图；
图7是本发明一种用于土壤污染区的生态遥感检测系统的储水组件和雨量筒结构图。
图中：1、系统主体；2、摄像装置；3、履带装置；4、驱动组件；401、信号杆；402、检测杆；403、上限位套；404、下限位套；405、转动齿轮；406、齿轮齿；407、限位块；408、滑槽；409、第一齿轮槽；410、检测槽；5、太阳能发电装置；6、无线信号收发天线；7、检测探头；8、储水组件；801、水箱；802、水泵；803、出水管；804、溢水孔；9、清洁组件；901、喷水管；902、第二齿轮槽；903、喷头；904、齿轮组；10、防翻轮；11、雨量筒；1101、筒体；1102、进水口；1103、漏水管。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
如图1-7所示，本实施例的用于土壤污染区的生态遥感检测系统，包括系统主体1、用于采集土壤污染区的图像数据的摄像装置2、用于带动系统行走的履带装置3、驱动组件4、用于为系统供电的太阳能发电装置5、用于接收和发送信息的无线信号收发天线6、用于采集土壤中污染物信息数据的检测探头7、用于对检测结束的检测探头进行冲洗的清洁组件9，系统主体1内的控制模块通过无线信号收发天线6与远程终端建立信号连接，接收控制信息以及控制遥感检测系统，系统主体1内具有GPS定位模块，远程终端可以随时观看检测系统的位置。
无线信号收发天线6位于驱动组件4的上端，检测探头7位于驱动组件4的下端，检测探头7包括PH传感器、重金属传感器、氮氧传感器和有机物传感器，无线信号收发天线6的信号输出端均连接系统主体1内的控制模块的信号输入端，无线信号收发天线6的信号输入端连接系统主体1内的控制模块的信号输出端，信号连接方式优选为蓝牙连接，其中，太阳能发电装置5、履带装置3均受控制器控制，太阳能发电装置5包括太阳能电池板、蓄电池，蓄电池位于系统主体1内部，利用太阳能转换为电能为系统供电，太阳能电池板位于系统主体1的左右两端，履带装置3位于系统主体1的左右两端，摄像装置2位于系统主体1的上端，摄像装置13包括红外感应器，在履带装置3行走时，摄像装置13中的红外感应器可以辅助履带装置3行走。
在使用时，根据远程终端设置的检测时间和检测路线，检测时从起始位置出发沿远程终端的设置路线行走，到达检测点后停下检测，驱动组件4在驱动检测探头7插入土壤的同时驱动无线信号收发天线6向上，检测探头7检测完后将数据传输至控制模块后，系统主体1内的控制模块生成土壤污染物数据通过无线信号收发天线6传输至远程终端，远程终端收到土壤污染物后下达返回或继续检测的控制指令，通过无线信号收发天线6到控制模块，由控制模块控制系统，返回或继续检测指令到达检测装置1后，驱动组件4驱动检测探头7和无线信号收发天线6回到起始位置，在检测探头7快要回到起始位置时，启动清洁组件9利用储水组件8储存的自然水对检测探头7进行清洗，确保下一次检测的准确度，也为了更好的保养检测探头，清洗过后，开始下一次检测或返回。
如图2-6所示，驱动组件4设有四组，分别位于系统主体1的前后两端靠近边缘位置，每组驱动组件4包括信号杆401和检测杆402，信号杆401上升的同时检测杆402下降插入土壤里，可以在检测时起到一定的固定作用，无线信号收发天线6设置在信号杆401的上端，检测探头7设置在检测杆402的下端，当检测杆402在向下插入进行检测时，信号杆401向上升，高度越高遮挡物越少信号越好，无线信号收发天线6的数量为四组，可以分别连接不同的远程终端，便于数据多点储存。
驱动组件4还包括转动齿轮405，转动齿轮405位于信号杆401和检测杆402之间，转动齿轮405分别与信号杆401和检测杆402相对侧端的齿轮齿406啮合，转动齿轮405转动时同时带动信号杆401上升以及检测杆402下降，当转动齿轮405反方向转动时同时带动信号杆401下降以及检测杆402上升，四组驱动组件4中的转动齿轮405通过不同的齿轮和轴利用同一组减速电机驱动，减速电机由系统主体1的控制模块控制。
信号杆401套设在固定于系统主体1前后端上方外壁的上限位套403上，检测杆402套设在固定于系统主体1前后端下方外壁的下限位套404上，为第一重限位，信号杆401和检测杆402表面均设有滑槽408，信号杆401和检测杆402的一侧均设有限位块407，限位块407在滑槽408上滑动，为第二重限位，实现直线运动。
检测杆402的底端为尖锐的螺旋状，在检测杆402垂直向下插入时，检测杆402尖锐上端部分开设有柱状向外具有开口的检测槽410，尖锐边缘插进土壤，螺旋片使得检测杆402底端的土变得松散，在检测杆402下移过程中，变得松散的土会移到两边，当检测槽410靠近时，松散的土壤由于重力落入检测槽410中，检测探头7位于检测槽410内，使得检测探头7可以充分接触土壤，又可以避免检测探头7插入土壤过程中受损，检测探头7在检测杆402未下降时检测槽410所在区域位于下限位套404内，在不检测时，对检测探头7进行保护。
本实施例的用于土壤污染区的生态遥感检测系统，还包括储水组件8和雨量筒11，储水组件8用于储存自然降水，清洁组件9用于对检测结束的检测探头7进行冲洗，雨量筒11用于采集土壤污染区的降水数据并将数据传输至系统主体1，储水组件8和雨量筒11均设置在系统主体1的前后端，雨量筒11位于储水组件8的上端，清洁组件9位于储水组件8的两侧正对检测杆402位置。
如图7所示，清洁组件9包括喷水管901和喷头903，喷头903位于喷水管901下端部分，喷头903正对检测槽410的方向，喷头903从中间至两侧依次包括水平喷水口和倾斜喷水口，水平喷水口喷水方向垂直与检测探头7，距离水平喷水口最近的倾斜喷水口的喷水方向位于检测探头7横截面的切线上，最外围的倾斜喷水口的喷水方向的反弹方向位于检测探头7横截面的切线上，使得在喷头903对检测槽410进行喷水时，可以完整的清洗检测槽410的任意地方，而且检测槽410底端向开口方向呈倾斜向下，便于排水，避免污水停留在检测槽410内，储水组件8包括水箱801、水泵802和出水管803，水泵802受系统主体1的控制模块控制，水箱801的顶端侧壁上设有溢水孔804，雨量筒11的上端设有进水口1102，进水口1102的下端设有筒体1101，筒体1101的底端设有漏水管1103，漏水管1103的下端延伸至水箱801内，水泵802出水端连接的出水管803通过软管连接至喷水管901的顶端，当发生降水时，雨量筒11首先进行降水量测定，降水量的测定对土壤修复也具有一定的作用，测定后，雨量筒11的水经过漏水管1103流入水箱801中进行储存，筒体1101的体积大于水箱801的体积，水箱801中的多余的水从溢水孔804排出，需要进行清洁时，启动水泵802将水冲入喷水管901，水从喷头903冲出对检测槽410进行清洗。
检测杆402的下端中间区域外壁上设有第一齿轮槽409，喷水管901的上端区域外壁上设有第二齿轮槽902，第一齿轮槽409的长度和第二齿轮槽902的长度相等，第一齿轮槽409和第二齿轮槽902之间啮合连接有齿轮组904，检测杆402下降时带动喷水管901下降至喷头903位于下限位套404下方，当检测杆402向下运动，第一齿轮槽409接触齿轮组904时，此时检测杆402和喷水管901同时下降，当第一齿轮槽409离开齿轮组904继续下降，喷水管901停止下降，此时喷头903延伸至系统主体1下方，避免喷水时喷至系统主体1外壳上，当检测杆402检测结束后检测槽410上升至喷头903平齐时停止，喷头903喷水对检测探头7进行冲洗，冲洗完毕后，检测杆402继续上升，第一齿轮槽409又接触到齿轮组904，通过齿轮的传动，检测杆402和喷水管901同时上升，将喷水管901收起至初始位置，防止喷水管901阻碍系统的移动，当第一齿轮槽409又离开齿轮组904时，喷水管901回到起始位置，齿轮组904失去啮合动力停止传动，同时对第二齿轮槽902进行限位。
系统主体1的前后端靠近下端位置处均设有倾斜的防翻轮10，在遇到一定坡度时或障碍物时，可以防止翻滚。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于土壤污染区的生态遥感检测系统，其特征在于，包括系统主体(1)、摄像装置(2)、履带装置(3)、驱动组件(4)、太阳能发电装置(5)、无线信号收发天线(6)、检测探头(7)、清洁组件(9)；
摄像装置(2)，用于采集所述土壤污染区的图像数据，并将图像数据传输至系统主体(1)；
履带装置(3)，用于带动系统行走；
驱动组件(4)，用于驱动无线信号收发天线(6)上升以及驱动检测探头(7)下降插入土壤；
太阳能发电装置(5)，用于为系统供电；
检测探头(7)，包括多组传感设备，用于采集土壤中污染物数据，并将污染物数据传输至系统主体(1)；
清洁组件(9)，用于对检测结束的检测探头(7)进行冲洗；
系统主体(1)，用于处理摄像装置(2)、检测探头(7)的数据，生成所述土壤污染区的参数数据，通过无线信号收发天线(6)将所述参数数据发送至远程终端，以及通过无线信号收发天线(6)接收控制信息控制所述遥感检测系统；
其中，所述无线信号收发天线(6)位于驱动组件(4)的上端，所述检测探头(7)位于驱动组件(4)的下端。
2.根据权利要求1所述的一种用于土壤污染区的生态遥感检测系统，其特征在于：所述驱动组件(4)设有四组，分别位于系统主体(1)的前后两端靠近边缘位置，每组所述驱动组件(4)包括信号杆(401)和检测杆(402)，信号杆(401)上升的同时检测杆(402)下降插入土壤里，所述无线信号收发天线(6)设置在信号杆(401)的上端，所述检测探头(7)设置在检测杆(402)的下端。
3.根据权利要求2所述的一种用于土壤污染区的生态遥感检测系统，其特征在于，所述驱动组件(4)还包括转动齿轮(405)，所述转动齿轮(405)位于信号杆(401)和检测杆(402)之间，所述转动齿轮(405)分别与信号杆(401)和检测杆(402)相对侧端的齿轮齿(406)啮合，转动齿轮(405)转动时同时带动信号杆(401)上升以及检测杆(402)下降。
4.根据权利要求2所述的一种用于土壤污染区的生态遥感检测系统，其特征在于，所述信号杆(401)套设在固定于系统主体(1)前后端上方外壁的上限位套(403)上，所述检测杆(402)套设在固定于系统主体(1)前后端下方外壁的下限位套(404)上。
5.根据权利要求2所述的一种用于土壤污染区的生态遥感检测系统，其特征在于，所述信号杆(401)和检测杆(402)表面均设有滑槽(408)，信号杆(401)和检测杆(402)的一侧均设有限位块(407)，所述限位块(407)在滑槽(408)上滑动。
6.根据权利要求4所述的一种用于土壤污染区的生态遥感检测系统，其特征在于，所述检测杆(402)的底端为尖锐的螺旋状，所述检测杆(402)尖锐上端部分开设有柱状向外具有开口的检测槽(410)，所述检测探头(7)位于检测槽(410)内，所述检测探头(7)在检测杆(402)未下降时检测槽(410)所在区域位于下限位套(404)内。
7.根据权利要求6所述的一种用于土壤污染区的生态遥感检测系统，其特征在于，还包括储水组件(8)和雨量筒(11)，所述储水组件(8)用于储存自然降水，所述雨量筒(11)用于采集土壤污染区的降水数据并将数据传输至系统主体(1)，所述储水组件(8)和雨量筒(11)均设置在系统主体(1)的前后端，所述雨量筒(11)位于储水组件(8)的上端，所述清洁组件(9)位于储水组件(8)的两侧正对检测杆(402)位置。
8.根据权利要求7所述的一种用于土壤污染区的生态遥感检测系统，其特征在于，所述清洁组件(9)包括喷水管(901)和喷头(903)，喷头(903)位于喷水管(901)下端部分，喷头(903)正对检测槽(410)的方向，所述喷头(903)从中间至两侧依次包括水平喷水口和倾斜喷水口，所述储水组件(8)包括水箱(801)、水泵(802)和出水管(803)，所述水箱(801)的顶端侧壁上设有溢水孔(804)，所述雨量筒(11)的上端设有进水口(1102)，进水口(1102)的下端设有筒体(1101)，筒体(1101)的底端设有漏水管(1103)，所述漏水管(1103)的下端延伸至水箱(801)内，所述水泵(802)出水端连接的出水管(803)通过软管连接至喷水管(901)的顶端。
9.根据权利要求8所述的一种用于土壤污染区的生态遥感检测系统，其特征在于，所述检测杆(402)的下端中间区域外壁上设有第一齿轮槽(409)，所述喷水管(901)的上端区域外壁上设有第二齿轮槽(902)，所述第一齿轮槽(409)和第二齿轮槽(902)之间啮合连接有齿轮组(904)，所述检测杆(402)下降时带动喷水管(901)下降至喷头(903)位于下限位套(404)下方，当检测杆(402)检测结束后检测槽(410)上升至喷头(903)位置处停留，喷头(903)喷水对检测探头(7)进行冲洗。
10.根据权利要求1所述的一种用于土壤污染区的生态遥感检测系统，其特征在于，所述系统主体(1)的前后端靠近下端位置处均设有倾斜的防翻轮(10)。
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