CN114675008A - 一种新型的水土保持监测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型的水土保持监测装置及方法,包括底座、顶板和控制箱,所述底座上端中部设置有支撑柱,位于所述支撑柱一侧的所述底座上成型有连接槽,所述连接槽内设置有土壤湿度传感器,所述支撑柱上端设置有所述顶板,所述支撑柱一侧壁上部设置有蓄电池,位于所述支撑柱一侧的所述顶板下端设置有第一距离传感器,位于所述蓄电池远离所述支撑柱一侧的所述顶板下端设置有第二距离传感器。有益效果在于:本发明通过设置遥感监测模块配合监测摄像头,使装置可通过遥感监测和地面画面的综合数据进行水土保持状况分析,监测区域范围更大,监测成本更低。
Description
技术领域
本发明涉及水土保持监测技术领域,特别是涉及一种新型的水土保持监测装置及方法。
背景技术
水土保持监测是指对水土流失发生、发展、危害及水土保持效益进行长期的调查、观测和分析工作。通过水土保持监测,摸清水土流失类型、强度与分布特征、危害及其影响情况、发生发展规律、动态变化趋势,对水土流失综合治理和生态环境建设宏观决策以及科学、合理、系统地布设水土保持各项措施具有重要意义。
现有的水土保持监测装置难以对大区域范围内的水土保持状况进行监测,投入成本较高,而且现有的水土保持监测装置难以直观精确的检测水土流失状况,实用性不足。
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新型的水土保持监测装置及方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的:
一种新型的水土保持监测装置,包括底座、顶板和控制箱,所述底座上端中部设置有支撑柱,位于所述支撑柱一侧的所述底座上成型有连接槽,所述连接槽内设置有土壤湿度传感器,所述支撑柱上端设置有所述顶板,所述支撑柱一侧壁上部设置有蓄电池,位于所述支撑柱一侧的所述顶板下端设置有第一距离传感器,位于所述蓄电池远离所述支撑柱一侧的所述顶板下端设置有第二距离传感器,所述第二距离传感器远离所述蓄电池一侧的所述顶板下端设置有监测摄像头,所述顶板上端中部通过螺栓连接有所述控制箱,所述控制箱上端设置有箱盖,位于所述控制箱一侧的所述顶板上端设置有雨量传感器,所述控制箱内底端一侧设置有控制模块,位于所述控制模块上方的所述控制箱内壁上设置有信号收发模块,位于所述控制模块一侧的所述控制箱内底端设置有太阳能控制器,位于所述太阳能控制器远离所述控制模块一侧的所述控制箱内底端设置有存储模块,位于所述存储模块远离所述太阳能控制器一侧的所述控制盒内壁上设置有网络连接模块,所述控制箱上方一侧设置有遥感监测模块。
进一步的,所述遥感监测模块上端通过螺钉连接有安装架,所述箱盖上端通过螺钉连接有支撑架,所述支撑架上端通过卡槽连接有太阳能电池板,所述太阳能电池板以及所述蓄电池均与所述太阳能控制器电性连接。
进一步的,所述底座四角处均成型有固定孔,所述固定孔内插接有固定销,所述支撑柱下端与所述底座上端中部焊接,所述土壤湿度传感器与所述底座通过所述连接槽卡接。
进一步的,所述顶板与所述支撑柱上端通过螺栓连接,所述第一距离传感器、所述第二距离传感器以及所述监测摄像头均与所述顶板下端通过螺钉连接,所述蓄电池与所述支撑柱侧壁以及所述顶板下端均通过螺栓连接。
进一步的,所述箱盖与所述控制箱上端通过螺钉连接,所述雨量传感器与所述顶板上端通过螺钉连接,所述控制模块、所述太阳能控制器以及所述存储模块均与所述控制箱内底端通过螺钉连接,所述太阳能控制器以及所述存储模块均与所述控制模块电性连接。
进一步的,所述信号收发模块以及所述网络连接模块均与所述控制箱内壁通过螺钉连接,所述信号收发模块以及所述网络连接模块均与所述控制模块电性连接。
进一步的,所述遥感监测模块与所述控制模块通过所述信号收发模块利用无线电信号进行连接,所述第一距离传感器以及所述第二距离传感器均与所述控制模块电性连接。
进一步的,所述土壤湿度传感器以及所述雨量传感器均与所述控制模块电性连接,所述监测摄像头与所述控制模块电性连接。
本发明的有益效果在于:
1、为了解决现有的水土保持监测装置难以对大区域范围内的水土保持状况进行监测,投入成本较高的问题,本发明通过设置遥感监测模块配合监测摄像头,使装置可通过遥感监测和地面画面的综合数据进行水土保持状况分析,监测区域范围更大,监测成本更低;
2、为了解决现有的水土保持监测装置难以直观精确的检测水土流失状况,实用性不足的问题,本发明通过设置底座、固定销、支撑柱、顶板、第一距离传感器和第二距离传感器,控制模块可通过第一距离传感器和第二距离传感器的监测数据、测算高度差等数据分析测算装置附近土壤厚度是否变化,是否发生水土流失,并在土壤湿度传感器和雨量传感器的辅助下确定雨量和土壤湿度变化对水土保持状况的影响,以便针对性的采取水土保护措施。
附图说明
图1是本发明所述一种新型的水土保持监测装置的结构示意图;
图2是本发明所述一种新型的水土保持监测装置中底座和支撑柱的结构示意图;
图3是本发明所述一种新型的水土保持监测装置中控制箱的正视剖视图;
图4是本发明所述一种新型的水土保持监测装置的电路框图。
附图标记说明如下:
1、底座;2、支撑柱;3、连接槽;4、土壤湿度传感器;5、顶板;6、蓄电池;7、第一距离传感器;8、第二距离传感器;9、监测摄像头;10、控制箱;11、箱盖;12、雨量传感器;13、控制模块;14、信号收发模块;15、太阳能控制器;16、存储模块;17、网络连接模块;18、遥感监测模块;19、安装架;20、支撑架;21、太阳能电池板;22、固定孔;23、固定销。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明:
如图1-图4所示,一种新型的水土保持监测装置,包括底座1、顶板5和控制箱10,底座1上端中部设置有支撑柱2,位于支撑柱2一侧的底座1上成型有连接槽3,连接槽3内设置有土壤湿度传感器4,支撑柱2上端设置有顶板5,支撑柱2一侧壁上部设置有蓄电池6,位于支撑柱2一侧的顶板5下端设置有第一距离传感器7,位于蓄电池6远离支撑柱2一侧的顶板5下端设置有第二距离传感器8,第二距离传感器8远离蓄电池6一侧的顶板5下端设置有监测摄像头9,顶板5上端中部通过螺栓连接有控制箱10,控制箱10上端设置有箱盖11,位于控制箱10一侧的顶板5上端设置有雨量传感器12,控制箱10内底端一侧设置有控制模块13,位于控制模块13上方的控制箱10内壁上设置有信号收发模块14,位于控制模块13一侧的控制箱10内底端设置有太阳能控制器15,位于太阳能控制器15远离控制模块13一侧的控制箱10内底端设置有存储模块16,位于存储模块16远离太阳能控制器15一侧的控制盒内壁上设置有网络连接模块17,控制箱10上方一侧设置有遥感监测模块18。
参考图1和图4所示,遥感监测模块18上端通过螺钉连接有安装架19,箱盖11上端通过螺钉连接有支撑架20,遥感监测模块18可通过安装架19安装至无人机下端,由无人机携带定期对水土保持监测区域进行遥感监测,支撑架20上端通过卡槽连接有太阳能电池板21,太阳能电池板21以及蓄电池6均与太阳能控制器15电性连接,太阳能电池板21可在太阳能控制器15的控制下降太阳能转化为电能存储至蓄电池6内。
参考图1-图2所示,底座1四角处均成型有固定孔22,固定孔22内插接有固定销23,支撑柱2下端与底座1上端中部焊接,底座1可通过固定销23安装固定至水平地面上,土壤湿度传感器4与底座1通过连接槽3卡接,土壤湿度传感器4可实时监测土壤内的湿度数据。
参考图1所示,顶板5与支撑柱2上端通过螺栓连接,第一距离传感器7、第二距离传感器8以及监测摄像头9均与顶板5下端通过螺钉连接,蓄电池6与支撑柱2侧壁以及顶板5下端均通过螺栓连接,第一距离传感器7和第二距离传感器8会定期测定所处位置距离地面的高度,并将感知数据反馈至控制模块13,监测摄像头9可实时拍摄装置所处区域的地貌画面。
参考图1、图3和图4所示,箱盖11与控制箱10上端通过螺钉连接,雨量传感器12与顶板5上端通过螺钉连接,控制模块13、太阳能控制器15以及存储模块16均与控制箱10内底端通过螺钉连接,控制模块13为现有技术中的处理器等模块,太阳能控制器15以及存储模块16均与控制模块13电性连接。
参考图1、图3和图4所示,信号收发模块14以及网络连接模块17均与控制箱10内壁通过螺钉连接,信号收发模块14以及网络连接模块17均与控制模块13电性连接,网络连接模块17为现有技术中的无线网卡等模块,控制模块13通过网络连接模块17利用网络可与后台监测系统连接,并向后台监测系统反馈监测数据,控制模块13通过信号收发模块14可利用无线电信号与其它设备进行连接。
参考图1、图3图4所示,遥感监测模块18与控制模块13通过信号收发模块14利用无线电信号进行连接,第一距离传感器7以及第二距离传感器8均与控制模块13电性连接,无人机可携带遥感监测模块18定期巡视水土保持监测区域,并将遥感数据通过信号收发模块14向控制模块13进行反馈。
参考图1和图4所示,土壤湿度传感器4以及雨量传感器12均与控制模块13电性连接,监测摄像头9与控制模块13电性连接,雨量传感器12可在雨天实时感知降雨量,并将感知数据反馈至控制模块13。
一种新型的水土保持监测装置的使用方法:底座1通过固定销23安装固定于临近河道的水平地面上,使顶板5上监测摄像头9的一端朝向河道,太阳能电池板21可在太阳能控制器15的控制转换下将太阳能转化为电能存储于蓄电池6中,供装置使用,装置也可直接使用外接电源进行工作,装置在工作时,土壤湿度传感器4可实时感知土壤内的湿度,并将感知数据传输至控制模块13,第一距离传感器7和第二距离传感器8会定期测定所处位置距离地面的高度,并将感知数据反馈至控制模块13,控制模块13可通过这一数据分析测算装置附近土壤厚度是否变化,是否发生土壤流失,监测摄像头9会实时拍摄装置附近的地貌图像,并反馈至控制模块13,由控制模块13进行分析,遥感监测模块18通过安装架19可安装至无人机下端,这样无人机可携带遥感监测模块18定期巡视水土保持监测区域,并将遥感数据通过信号收发模块14向控制模块13进行反馈,装置会对监测摄像头9的拍摄图像与遥感数据进行综合分析,控制模块13通过网络连接模块17利用网络可与后台监控系统连接,以供工作人员实时查看监测数据,对监测数据进行更深入的分析,雨量传感器12可在雨天实时监测降雨量,并将感知数据反馈至控制模块13,控制模块13再利用土壤湿度传感器4、第一距离传感器7和第二距离传感器8的反馈数据进行综合分析,对水土保持状况进行测定,并将综合数据通过网络发送至监测后台系统,由工作人员查看和深入分析。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。
Claims (9)
1.一种新型的水土保持监测装置,包括底座(1)、顶板(5)和控制箱(10),其特征在于:所述底座(1)上端中部设置有支撑柱(2),位于所述支撑柱(2)一侧的所述底座(1)上成型有连接槽(3),所述连接槽(3)内设置有土壤湿度传感器(4),所述支撑柱(2)上端设置有所述顶板(5),所述支撑柱(2)一侧壁上部设置有蓄电池(6),位于所述支撑柱(2)一侧的所述顶板(5)下端设置有第一距离传感器(7),位于所述蓄电池(6)远离所述支撑柱(2)一侧的所述顶板(5)下端设置有第二距离传感器(8),所述第二距离传感器(8)远离所述蓄电池(6)一侧的所述顶板(5)下端设置有监测摄像头(9),所述顶板(5)上端中部通过螺栓连接有所述控制箱(10),所述控制箱(10)上端设置有箱盖(11),位于所述控制箱(10)一侧的所述顶板(5)上端设置有雨量传感器(12),所述控制箱(10)内底端一侧设置有控制模块(13),位于所述控制模块(13)上方的所述控制箱(10)内壁上设置有信号收发模块(14),位于所述控制模块(13)一侧的所述控制箱(10)内底端设置有太阳能控制器(15),位于所述太阳能控制器(15)远离所述控制模块(13)一侧的所述控制箱(10)内底端设置有存储模块(16),位于所述存储模块(16)远离所述太阳能控制器(15)一侧的所述控制盒内壁上设置有网络连接模块(17),所述控制箱(10)上方一侧设置有遥感监测模块(18)。
2.根据权利要求1所述的一种新型的水土保持监测装置,其特征在于:所述遥感监测模块(18)上端通过螺钉连接有安装架(19),所述箱盖(11)上端通过螺钉连接有支撑架(20),所述支撑架(20)上端通过卡槽连接有太阳能电池板(21),所述太阳能电池板(21)以及所述蓄电池(6)均与所述太阳能控制器(15)电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种新型的水土保持监测装置,其特征在于:所述底座(1)四角处均成型有固定孔(22),所述固定孔(22)内插接有固定销(23),所述支撑柱(2)下端与所述底座(1)上端中部焊接,所述土壤湿度传感器(4)与所述底座(1)通过所述连接槽(3)卡接。
4.根据权利要求1所述的一种新型的水土保持监测装置,其特征在于:所述顶板(5)与所述支撑柱(2)上端通过螺栓连接,所述第一距离传感器(7)、所述第二距离传感器(8)以及所述监测摄像头(9)均与所述顶板(5)下端通过螺钉连接,所述蓄电池(6)与所述支撑柱(2)侧壁以及所述顶板(5)下端均通过螺栓连接。
5.根据权利要求1所述的一种新型的水土保持监测装置,其特征在于:所述箱盖(11)与所述控制箱(10)上端通过螺钉连接,所述雨量传感器(12)与所述顶板(5)上端通过螺钉连接,所述控制模块(13)、所述太阳能控制器(15)以及所述存储模块(16)均与所述控制箱(10)内底端通过螺钉连接,所述太阳能控制器(15)以及所述存储模块(16)均与所述控制模块(13)电性连接。
6.根据权利要求1所述的一种新型的水土保持监测装置,其特征在于:所述信号收发模块(14)以及所述网络连接模块(17)均与所述控制箱(10)内壁通过螺钉连接,所述信号收发模块(14)以及所述网络连接模块(17)均与所述控制模块(13)电性连接。
7.根据权利要求1所述的一种新型的水土保持监测装置,其特征在于:所述遥感监测模块(18)与所述控制模块(13)通过所述信号收发模块(14)利用无线电信号进行连接,所述第一距离传感器(7)以及所述第二距离传感器(8)均与所述控制模块(13)电性连接。
8.根据权利要求1所述的一种新型的水土保持监测装置,其特征在于:所述土壤湿度传感器(4)以及所述雨量传感器(12)均与所述控制模块(13)电性连接,所述监测摄像头(9)与所述控制模块(13)电性连接。
9.一种新型的水土保持监测装置的使用方法,应用于权利要求1至9中任意一项所述的一种新型的水土保持监测装置中,其特征在于:所述底座(1)通过所述固定销(23)安装固定于临近河道的水平地面上,使所述顶板(5)上所述监测摄像头(9)的一端朝向河道,所述太阳能电池板(21)可在所述太阳能控制器(15)的控制转换下将太阳能转化为电能存储于所述蓄电池(6)中,供装置使用,装置也可直接使用外接电源进行工作,装置在工作时,所述土壤湿度传感器(4)可实时感知土壤内的湿度,并将感知数据传输至所述控制模块(13),所述第一距离传感器(7)和所述第二距离传感器(8)会定期测定所处位置距离地面的高度,并将感知数据反馈至所述控制模块(13),所述控制模块(13)可通过这一数据分析测算土壤装置附近土壤厚度是否变化,是否发生土壤流失,所述监测摄像头(9)会实时拍摄装置附近的地貌图像,并反馈至所述控制模块(13),由所述控制模块(13)进行分析,所述遥感监测模块(18)通过所述安装架(19)可安装至无人机下端,这样无人机可携带所述遥感监测模块(18)定期巡视水土保持监测区域,并将遥感数据通过所述信号收发模块(14)向所述控制模块(13)进行反馈,装置会对所述监测摄像头(9)的拍摄图像与遥感数据进行综合分析,所述控制模块(13)通过所述网络连接模块(17)利用网络可与后台监控系统连接,以供工作人员实时查看监测数据,对监测数据进行更深入的分析,所述雨量传感器(12)可在雨天实时监测降雨量,并将感知数据反馈至所述控制模块(13),所述控制模块(13)再利用所述土壤湿度传感器(4)、所述第一距离传感器(7)和所述第二距离传感器(8)的反馈数据进行综合分析,对水土保持状况进行测定,并将综合数据通过网络发送至监测后台系统,由工作人员查看和深入分析。
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