CN114113547A - 土壤墒情采集监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了土壤墒情采集监测装置，包括中空的探测杆及安装在探测杆顶部上的控制箱，探测杆的侧壁上沿间隔设有若干滑动件，滑动件包括滑套，探测杆与滑套之间设有紧固件，滑套的周侧转动设有若干弧形支撑片，弧形支撑片上设有探测孔，弧形支撑片的底部安装有采集器，采集器的探针穿过探测孔设置；控制箱内设有控制器、存储模块、通讯模块、电源电路、充放电控制电路、信号处理模块及电池，控制箱上安装有太阳能板。通过滑套滑动设于探测杆上并通过紧固件固定其位置，采集器通过弧形支撑片于探测杆周向活动分布，便于对不同深度及不同方位的土壤进行多角度采集，同时弧形支撑片对采集器起到一定的防护作用，且在插入土壤内时更加稳定、牢固。
Description
技术领域
本发明涉及土壤墒情监测技术领域，具体涉及土壤墒情采集监测装置。
背景技术
在农业种植领域，土壤中的水分，温度，电导率(含盐量)，对种植户来说，是最重要和最常用的数据信息，它是影响农作物生长发育的关键指标。由于区域地形地貌、土壤物理化学特性、气象等因素的差异，致使区域土壤的状态分布不均匀，适时掌握区域土壤状态的动态信息，探明作物生长发育期内土壤水分盈亏，温度高低，电导率(含盐量)高低，以便作出灌溉、施肥决策或排水措施，是否升温或者降温，对于提高农作物管理水平，科学指导抗旱救灾，预防和减轻干旱灾害，保障生活用水、生态用水，实现农业精准化种植具有重要意义。
土壤根据深度可划分为多个层级，每一层级的数据信息均不相同。为使得农作物保持良好的生长发育状态，需要适时检测土壤中各个层级的数据信息。现有的土壤墒情采集监测装置引入多层监测设计，在不同深度的土壤中分别布局一个监测单元，每个监测单元均设有探针外露的采集器，但对采集器没有适当的防护措施，导致采集器磨损严重。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明提出的土壤墒情采集监测装置以解决现有技术的不足。
本发明主要通过以下技术方案来实现：
本发明提供的土壤墒情采集监测装置，包括中空的探测杆及安装在探测杆顶部上的控制箱，所述探测杆的侧壁上沿竖向间隔设有若干滑动件，所述滑动件包括滑动安装于探测杆上的滑套，所述探测杆与滑套之间通过紧固件锁紧，所述滑套的周侧受驱动转动设有若干内凹的弧形支撑片，所述弧形支撑片上贯通设有探测孔，所述弧形支撑片的底部安装有采集器，所述采集器的探针部分倾斜穿过探测孔设置。
所述控制箱内设有控制器、存储模块、通讯模块、电源电路、充放电控制电路、信号处理模块及电池，所述控制箱上安装有太阳能板，所述采集器包括土壤墒情传感器，所述存储模块、电源电路、通讯模块、信号处理模块分别与控制器电连接，所述存储模块与通讯模块电连接，所述太阳能板通过充放电控制电路与电池电连接，所述充放电控制电路与电源电路电连接，所述土壤墒情传感器通过穿设于探测杆侧壁的导线与信号处理模块电连接。
进一步地，所述弧形支撑片铰接于探测杆的外壁上，所述探测杆的外壁上设有与采集器对应的凹陷部，且所述凹陷部与采集器的形状相适配，所述探测杆内设有电机，所述电机的输出轴上设有传动轴，所述传动轴穿过探测杆与弧形支撑片的外侧壁连接，所述电机通过电机驱动电路与控制器电连接。
进一步地，所述通讯模块包括定位模块，所述定位模块与控制器电连接。
进一步地，所述控制箱的侧壁上还设有充电接口和通讯接口，所述充电接口与充放电控制电路电连接，所述通讯接口设置在通讯模块上，所述充电接口、通讯接口上分别可拆卸安装有防水塞。
进一步地，所述凹陷部上设有穿线孔，所述穿线孔与导线之间设有密封圈，所述探测杆的侧壁与采集器之间设有套于导线外的伸缩管。
进一步地，所述控制箱的内壁上设有导热层，所述控制箱的外壁上设有与导热层对应的散热结构，所述散热结构包括若干高低间隔排列的散热鳍片。
进一步地，所述散热鳍片上设有若干散热孔。
进一步地，所述控制箱上铰接有转动座，所述太阳能板安装在转动座上。
进一步地，所述土壤墒情传感器为土壤温度传感器、土壤水分传感器、土壤电导率传感器或土壤PH传感器。
与现有技术比较本发明技术方案的有益效果为：
1、本发明提供的土壤墒情采集监测装置，通过滑套滑动设于探测杆上，便于对滑套于探测杆上的高度进行调节，并通过紧固件固定其位置，便于对不同深度的土壤同时进行采集；采集器通过弧形支撑片于探测杆周向活动分布，使得弧形支撑片带动采集器转动时，采集器的探针能插入相同深度、不同方向的土壤中，对不同方位的土壤进行多角度采集，以提高检测精度；同时弧形支撑片对采集器起到一定的防护作用，且在插入土壤内时更加稳定、牢固，避免因探测杆插入土壤过浅或人为、自然原因容易倒伏，能适应不同的土壤环境。
2、太阳能板经充放电控制电路给电池充电，电池经电源电路为电机及各硬件模块供电，信号处理模块将土壤墒情传感器采集的土壤信息处理后发送给控制器并储存在存储模块中，控制器通过通讯模块与外部管理设备进行信息交互，便于土壤信息的集中化处理，便于维护，经济可靠。
3、通过电机驱动弧形支撑片沿着探测杆外壁转动，带动弧形支撑片上采集器的探针转动，以实现插入土壤内不同角度，在插入前，将弧形支撑片转动至贴近探测杆，使采集器配合容置于凹陷部，对采集器形成防护，避免插入的过程中土壤中的碎石磨损采集器；固定好采集监测装置后，电机驱动弧形支撑片转动，使采集器的探针插入土壤内指定深度及角度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的土壤墒情采集监测装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的滑动件与采集器的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的探测杆、伸缩管及采集器的局部示意图；
图4是本发明实施例提供的土壤墒情采集监测装置的结构原理框图。
附图标记如下：
1、探测杆，1a、凹陷部，2、控制箱，3、滑动件，31、滑套，32、紧固件，33、弧形支撑片，33a、探测孔，4、采集器，41、探针，5、控制器，6、存储模块，7、通讯模块，8、电源电路，9、充放电控制电路，10、信号处理模块，11、电池，12、太阳能板，13、电机，14、电机驱动电路，15、定位模块，16、充电接口，17、通讯接口，18、密封圈，19、伸缩管，20、散热鳍片，21、散热孔，22、转动座，23、导线。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明，从而对本发明要求保护的范围作出更清楚地限定，下面就本发明的某些具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，以下仅是本发明构思的某些具体实施方式仅是本发明的一部分实施例，其中对于相关结构的具体的直接的描述仅是为方便理解本发明，各具体特征并不当然、直接地限定本发明的实施范围。本领域技术人员在本发明构思的指导下所作的常规选择和替换，均应视为在本发明要求保护的范围内。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1-4所示，本发明提供了土壤墒情采集监测装置，包括中空的探测杆1及安装在探测杆1顶部上的控制箱2，探测杆1的侧壁上沿竖向间隔设有若干滑动件3，滑动件3包括滑动安装于探测杆1上的滑套31，探测杆1与滑套31之间通过紧固件32锁紧，滑套31的周侧受驱动转动设有若干内凹的弧形支撑片33，弧形支撑片33上贯通设有探测孔33a，弧形支撑片33的底部安装有采集器4，采集器4的探针41部分倾斜穿过探测孔33a设置。
控制箱2内设有控制器5、存储模块6、通讯模块7、电源电路8、充放电控制电路9、信号处理模块10及电池11，控制箱2上安装有太阳能板12，采集器4包括土壤墒情传感器，存储模块6、电源电路8、通讯模块7、信号处理模块10分别与控制器5电连接，存储模块6与通讯模块7电连接，太阳能板12通过充放电控制电路9与电池11电连接，充放电控制电路9与电源电路8电连接，土壤墒情传感器通过穿设于探测杆1侧壁的导线23与信号处理模块10电连接。
通过滑套31滑动设于探测杆1上，便于对滑套31于探测杆1上的高度进行调节，并通过紧固件32固定其位置，便于对不同深度的土壤同时进行采集；采集器4通过弧形支撑片33于探测杆1周向活动分布，使得弧形支撑片33带动采集器4转动时，采集器4的探针41能插入相同深度、不同方向的土壤中，对不同方位的土壤进行多角度采集，以提高检测精度；同时弧形支撑片33对采集器4起到一定的防护作用，且在插入土壤内时更加稳定、牢固，避免因探测杆1插入土壤过浅或人为、自然原因容易倒伏，能适应不同的土壤环境。
具体的，土壤墒情传感器为土壤温度传感器、土壤水分传感器、土壤电导率传感器或土壤PH传感器。
本实施例中，滑动件3沿竖向间隔设有2-4个，滑动件3上沿周向设有3-6个弧形支撑片33，每个弧形支撑片33上设有一个土壤墒情传感器，每个滑动件3上的多个土壤墒情传感器可为相同功能的传感器，也可不同功能的传感器。
具体的，通讯模块7为无线通讯模块或蓝牙模块。
优选地，弧形支撑片33铰接于探测杆1的外壁上，探测杆1的外壁上设有与采集器4对应的凹陷部1a，且凹陷部1a与采集器4的形状相适配，探测杆1内设有电机13，电机13的输出轴上设有传动轴131，传动轴131穿过探测杆1与弧形支撑片33的外侧壁连接，电机13通过电机驱动电路14与控制器5电连接。通过控制器5控制电机13的传动轴131伸出或缩回。也可通过气缸代替电机。
通过电机13驱动弧形支撑片33沿着探测杆1外壁转动，带动弧形支撑片33上采集器4的探针41转动，以实现插入土壤内不同角度，在插入前，将弧形支撑片33转动至贴近探测杆1，使采集器4配合容置于凹陷部1a，对采集器4形成防护，避免插入的过程中土壤中的碎石磨损采集器4；固定好采集监测装置后，电机13驱动弧形支撑片33转动，使采集器4的探针41插入土壤内指定深度及角度。
具体的，凹陷部1a上设有穿线孔，穿线孔与导线23之间设有密封圈18，探测杆1的侧壁与采集器4之间设有套于导线23外的伸缩管19。
通过伸缩管19对活动伸出穿线孔1b外的导线23进行防护，设置密封圈18，避免土壤中的水分进入到探测杆1内。
优选地，通讯模块7包括定位模块15，定位模块15与控制器5电连接。
通过设置定位模块15，当太阳能板12损坏或到达使用年限，又或者无法知道土壤墒情采集监测装置的位置，又或者土壤墒情采集监测装置因为人为原因丢失，又或者电池11电量不足时，通过内置的电池11供电，将土壤墒情采集监测装置的位置经控制器5实时发送给外部管理设备，以便及时对太阳能板12进行更换或快速知晓土壤墒情采集监测装置的位置，避免采集数据的丢失和使用成本的增加。
本实施例中，定位模块15为GPRS定位器或GPS定位器。
优选地，控制箱2的侧壁上还设有充电接口16和通讯接口17，充电接口16与充放电控制电路9电连接，通讯接口17设置在通讯模块7上，充电接口16、通讯接口17上分别可拆卸安装有防水塞。
需要使用时，打开防水塞，通过设置充电接口16，便于在急需且无法更换太阳能板12的情况下，采用外部电源对土壤墒情采集监测装置进行充电，以提高实用性；通过设置通讯接口17，便于将土壤墒情采集监测装置内存储的信息导出。不使用时，将防水塞装配在充电接口16、通讯接口17上，避免水或尘土进入到控制箱2内，影响硬件部分的正常使用。
优选地，控制箱2的内壁上设有导热层，控制箱2的外壁上设有与导热层对应的散热结构，散热结构包括若干高低间隔排列的散热鳍片20，便于对控制箱2进行及时散热。
本实施例中，散热鳍片20上设有若干散热孔21，以改善对流效果，提高散热性能。
优选地，控制箱2上铰接有转动座22，太阳能板12安装在转动座22上。可根据太阳的方位人工对太阳能板12的朝向进行调节，以更高效的利用太阳能。
本实施例中，太阳能板12通过安装板固定在转动座22上。
不限于以上结构，也可在控制箱2内设置驱动电机，驱动电机的转轴上安装有第一齿轮，安装板上安装有与第一齿轮相啮合的第二齿轮，以电动驱动安装板旋转。
本实施例中，驱动电机通过第二驱动电路分别与控制器5电连接，通过在设定时间驱动电机的转轴旋转设定角度，并在设定时间内反向旋转以复位，方便第二天使用。
本发明提供的土壤墒情采集监测装置，其工作原理如下：太阳能板12经充放电控制电路9给电池11充电，电池11经电源电路8为电机13及各硬件模块供电，信号处理模块10将土壤墒情传感器采集的土壤信息处理后发送给控制器5并储存在存储模块6中，控制器5通过通讯模块7与外部管理设备进行信息交互，便于土壤信息的集中化处理，便于维护，经济可靠。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种土壤墒情采集监测装置，其特征在于：包括中空的探测杆(1)及安装在探测杆(1)顶部上的控制箱(2)，所述探测杆(1)的侧壁上沿竖向间隔设有若干滑动件(3)，所述滑动件(3)包括滑动安装于探测杆(1)上的滑套(31)，所述探测杆(1)与滑套(31)之间通过紧固件(32)锁紧，所述滑套(31)的周侧受驱动转动设有若干内凹的弧形支撑片(33)，所述弧形支撑片(33)上贯通设有探测孔(33a)，所述弧形支撑片(33)的底部安装有采集器(4)，所述采集器(4)的探针(41)部分倾斜穿过探测孔(33a)设置；
所述控制箱(2)内设有控制器(5)、存储模块(6)、通讯模块(7)、电源电路(8)、充放电控制电路(9)、信号处理模块(10)及电池(11)，所述控制箱(2)上安装有太阳能板(12)，所述采集器(4)包括土壤墒情传感器，所述存储模块(6)、电源电路(8)、通讯模块(7)、信号处理模块(10)分别与控制器(5)电连接，所述存储模块(6)与通讯模块(7)电连接，所述太阳能板(12)通过充放电控制电路(9)与电池(11)电连接，所述充放电控制电路(9)与电源电路(8)电连接，所述土壤墒情传感器通过穿设于探测杆(1)侧壁的导线(23)与信号处理模块(10)电连接。
2.如权利要求1所述的土壤墒情采集监测装置，其特征在于：所述弧形支撑片(33)铰接于探测杆(1)的外壁上，所述探测杆(1)的外壁上设有与采集器(4)对应的凹陷部(1a)，且所述凹陷部(1a)与采集器(4)的形状相适配，所述探测杆(1)内设有电机(13)，所述电机(13)的输出轴上设有传动轴(131)，所述传动轴(131)穿过探测杆(1)与弧形支撑片(33)的外侧壁连接，所述电机(13)通过电机驱动电路(14)与控制器(5)电连接。
3.如权利要求1或2所述的土壤墒情采集监测装置，其特征在于：所述通讯模块(7)包括定位模块(15)，所述定位模块(15)与控制器(5)电连接。
4.如权利要求3所述的土壤墒情采集监测装置，其特征在于：所述控制箱(2)的侧壁上还设有充电接口(16)和通讯接口(17)，所述充电接口(16)与充放电控制电路(9)电连接，所述通讯接口(17)设置在通讯模块(7)上，所述充电接口(16)、通讯接口(17)上分别可拆卸安装有防水塞。
5.如权利要求2所述的土壤墒情采集监测装置，其特征在于：所述凹陷部(1a)上设有穿线孔，所述穿线孔与导线(23)之间设有密封圈(18)，所述探测杆(1)的侧壁与采集器(4)之间设有套于导线(23)外的伸缩管(19)。
6.如权利要求1或5所述的土壤墒情采集监测装置，其特征在于：所述控制箱(2)的内壁上设有导热层，所述控制箱(2)的外壁上设有与导热层对应的散热结构，所述散热结构包括若干高低间隔排列的散热鳍片(20)。
7.如权利要求6所述的土壤墒情采集监测装置，其特征在于：所述散热鳍片(20)上设有若干散热孔(21)。
8.如权利要求1所述的土壤墒情采集监测装置，其特征在于：所述控制箱(2)上铰接有转动座(22)，所述太阳能板(12)安装在转动座(22)上。
9.如权利要求1所述的土壤墒情采集监测装置，其特征在于：所述土壤墒情传感器为土壤温度传感器、土壤水分传感器、土壤电导率传感器或土壤PH传感器。
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| Title |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116338818A (zh) * | 2023-03-03 | 2023-06-27 | 吉林农业科技学院 | 基于大数据的农业数据智能采集方法及系统 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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