CN201622689U - 一种土壤墒情自动监测终端机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种土壤墒情自动监测终端机,主要结构由终端箱体、太阳能电池板、GPRS发射天线、墒情电路板、墒情传感器、通讯电路板、温度传感器、湿度传感器、墒情屏蔽电路箱、通讯屏蔽电路箱、太阳能蓄电池、太阳能控制器组成,终端机通过屏蔽电缆联接埋入土壤内的墒情传感器,然后把墒情信息传输给墒情电路,通过通讯电路远程传输给总站计算机进行信息化数字处理,得出某地域土壤墒情状况,此终端机设计先进合理,结构紧凑,安全稳定可靠,节约能源,数据采集传输准确翔实可靠,对不同地域土壤墒情可远程自动监测,并可预报墒情状况,是十分理想的土壤墒情远程自动监测装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种土壤墒情自动监测终端机,属土壤墒情监测设备及应用的技术领域。
背景技术
墒情,即土壤含水量,是影响农作物生长发育、区域干旱程度的重要指标,由于区域地形地貌、土壤物理化学特性、气象等因素的差异,致使区域墒情分布亦极不均匀,适时掌握区域土壤墒情的动态信息,对于提高抗旱管理水平,科学指导抗旱救灾,预防和减轻干旱灾害及其造成的损失,保障生活用水、生态用水、科学利用水资源具有十分重要的意义。
对土壤墒情数据进行动态的、实时的、连续的监测,就要有先进的方法和设备,常用的监测土壤含水量的方法有烘干法、中子仪法、γ射线法等,但这些方法均在技术上存在不足和弊端。
例如烘干法,取土壤试样,进行烘干,测定土壤的水含量,虽简单易行,但必须不断的变动取土点,扰动土样的原状,同时由于土壤物理特性空间的各向异性,使测定结果往往发生很大变化。
例如中子仪测量法,测量时不必采土、不破坏土壤结构,可定点连续监测,快速准确,但中子仪测定时,室内外曲线差异大,由于土壤物理性质的容重不同、土壤质地不同,都会造成曲线移动较大,垂直分辨率较差,表层测量困难,且中子仪较昂贵、辐射危害较大、不能广泛应用。
例如γ射线法,可快速准确测量出墒情值,比中子仪垂直分辨率更高,但与中子仪相类似,同样存在安全等问题,使其不能广泛应用。
发明内容
发明目的
本实用新型的目的就是针对背景技术的不足,设计一种土壤墒情自动监测装置,采用电子信息技术、传感器技术采集土壤墒情信息,采用GPRS无线通讯网络传输墒情信息,采用太阳能电池供电,以达到远程、实时、自动、连续的采集固定点的土壤墒情信息,从而达到全面准确掌握地域土壤墒情的目的。
技术方案
本实用新型主要结构由:终端箱体、太阳能电池板、GPRS发射天线、避雷针、液晶显示屏、指示灯、控制开关、墒情传感器、温度传感器、湿度传感器、传感器插座、墒情屏蔽电路箱、通讯屏蔽电路箱、墒情电路板、通讯电路板、太阳能控制器、屏蔽电缆、太阳能蓄电池、导线组成;
终端箱体1呈立式柜形,终端箱体1的上左部为避雷针4、上右部为GPRS发射天线3、上中部为太阳能电池板2;
终端箱体1的前部由上至下设有液晶显示屏5、指示灯6、控制开关7,下部设有6个墒情传感器插座11、12、13、14、15、16,墒情传感器插座11、12、13、14、15、16通过屏蔽电缆17与埋入周边地下的墒情传感器21、22、23、24、25、26联接;
终端箱体1的右侧部设有通讯插座8、太阳能电池插座9、温度传感器27、湿度传感器28;通讯插座8通过导线18与GPRS发射天线3联接;太阳能电池插座9外部通过导线18与太阳能电池板2联接,内部通过导线18与太阳能控制器20联接;太阳能控制器20下部通过导线18与太阳能蓄电池10联接、上部与墒情电路板31、通讯电路板32联接;温度传感器27内部通过导线18与墒情电路板31联接;湿度传感器28内部通过导线18与墒情电路板31联接;
终端箱体1内部设有墒情屏蔽电路箱29、通讯屏蔽电路箱30、太阳能蓄电池10、太阳能控制器20、墒情传感器插座11、12、13、14、15、16;在终端箱体1的左上部设有墒情屏蔽电路箱29、右上部设有通讯屏蔽电路箱30,墒情屏蔽电路箱29内为墒情电路板31,通讯屏蔽电路箱30内为通讯电路板32;在墒情屏蔽电路箱29下部设有太阳能控制器20,太阳能控制器20下部为太阳能蓄电池10;太阳能蓄电池10下部设有墒情传感器插座11、12、13、14、15、16;各部之间由导线18联接。
所述的墒情电路板31,由微计算机控制电路IC1、振荡电路IC2、串口编程电路IC3、反向比较器电路IC4、信号指示电路IC5、信号输入电路IC6、IC7、IC8、IC9、数字模拟转换电路IC10、串口输出电路IC11、太阳能转换变压整流电路IC12组成,各分电路之间由导线18联接,太阳能转换变压整流电路IC12提供+5V电源,并通过导线与各分电路的电源端Vcc端联接。
所述的通讯电路板32,由GPRS发射接收电路IC15、SIM卡通讯接入电路IC16、串口通讯模拟电路IC17、接插联接电路IC18组成,各分电路之间由导线18联接。
所述的土壤墒情自动监测终端机,通过屏蔽电缆17可与6个埋入土壤内的墒情传感器21、22、23、24、25、26联接,也可与按需设置的2个水位传感器联接。
所述的土壤墒情自动监测终端机,终端箱体1内部设有墒情屏蔽箱29、通讯屏蔽箱30,墒情屏蔽箱29内设置墒情电路板31,通讯屏蔽箱30内设置通讯电路板32,墒情电路板31、通讯电路板32为屏蔽保护,墒情屏蔽箱29、通讯屏蔽箱30材料均为铜铝合金。
所述的太阳能电池板2,摄取的太阳能通过导线18联接太阳能插座9、太阳能控制器20、太阳能蓄电池10,太阳能控制器20联接墒情电路板31、通讯电路板32,供应+5V直流电源。
有益效果
本实用新型与背景技术相比具有明显的先进性,它是根据土壤墒情监测规范的要求而设计的,野外无人值守的连续监测墒情的终端机,终端机可远距离设置在不同的固定墒情点,通过屏蔽电缆联接墒情传感器,墒情传感器根据需要埋入土壤层的不同地点、不同深度,以采集墒情数据,然后把数据传输给终端机,经墒情电路程序处理后,通过移动通讯网络,用GPRS通讯或短消息方式传输给监测总站,由计算机进行统计分析处理,终端机采用太阳能电池供电,本机设计先进合理,结构紧凑,安全稳定可靠,节约能源,数据采集传输稳定可靠,可对不同地域的土壤墒情进行远程自动监测,并可预报墒情状况,是十分理想的土壤墒情远程自动监测装置。
附图说明
图1为墒情采集终端机主视图
图2为图1的B-B剖面图
图3为墒情采集电路板方框图
图4为墒情采集电路图
图5为GPRS通讯电路板方框图
图6为GPRS通讯电路图
图中所示,附图标记清单如下:
1、终端箱体,2、太阳能电池板,3、GPRS发射天线,4、避雷针,5、液晶显示屏,6、指示灯,7、控制开关,8、通讯插座,9、太阳能电池插座,10、太阳能蓄电池,11、墒情传感器插座,12、墒情传感器插座,13、墒情传感器插座,14、墒情传感器插座,15、墒情传感器插座,16、墒情传感器插座,17、屏蔽电缆,18、导线,19、底座,20、太阳能控制器,21、墒情传感器,22、墒情传感器,23、墒情传感器,24、墒情传感器,25、墒情传感器,26、墒情传感器,27、温度传感器,28、湿度传感器,29、墒情屏蔽电路箱,30、通讯屏蔽电路箱,31、墒情电路板,32、通讯电路板。
IC1、微计算机控制电路,IC2、振荡电路,IC3、串口编程电路,IC4、反向比较器电路,IC5、信号指示电路,IC6、信号输入电路,IC7、信号输入电路,IC8、信号输入电路,IC9、信号输入电路,IC10、数字模拟转换电路,IC11、串口输出电路,IC12、太阳能转换变压整流电路,IC15、GPRS发射接收通讯电路,IC16、SIM卡通讯接入电路,IC17、串口通讯模块电路,IC18、接插联接电路。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明:
图1、2所示,为整体结构图,各部位置,联接关系要正确,安装牢固。
终端机可与6个墒情传感器联接,也可视需要与2个水位传感器联接。
太阳能电池板白天摄取光能,通过太阳能转换器变成电能并储存,不需另设电源。
GPRS通讯以短消息方式发送数据,方便准确快捷。
墒情电路板、通讯电路板均置于屏蔽箱内,得到了双重有效保护,防止了温度、湿度、雷电等因素的干扰,使运行正常。
图3、4、5、6所示,为墒情电路板,通讯电路板原理图,由各分电路组成整体电路,各分电路联接关系要正确,布置合理,均使用太阳能电池供给+5V直流电源。
Claims (7)
1.一种土壤墒情自动监测终端机,其特征在于:主要结构由:终端箱体、太阳能电池板、GPRS发射天线、避雷针、液晶显示屏、指示灯、控制开关、墒情传感器、温度传感器、湿度传感器、传感器插座、墒情屏蔽电路箱、通讯屏蔽电路箱、墒情电路板、通讯电路板、太阳能控制器、屏蔽电缆、太阳能蓄电池、导线组成;
终端箱体(1)呈立式柜形,终端箱体(1)的上左部为避雷针(4)、上右部为GPRS发射天线(3)、上中部为太阳能电池板(2);
终端箱体1的前部由上至下设有液晶显示屏(5)、指示灯(6)、控制开关(7),下部设有6个墒情传感器插座(11、12、13、14、15、16),墒情传感器插座(11、12、13、14、15、16)通过屏蔽电缆(17)与埋入周边地下的墒情传感器(21、22、23、24、25、26)联接;
终端箱体(1)的右侧部设有通讯插座(8)、太阳能电池插座(9)、温度传感器(27)、湿度传感器(28);通讯插座(8)通过导线(18)与GPRS发射天线(3)联接;太阳能电池插座(9)外部通过导线(18)与太阳能电池板(2)联接,内部通过导线(18)与太阳能控制器(20)联接;太阳能控制器(20)下部通过导线(18)与太阳能蓄电池(10)联接、上部与墒情电路板(31)、通讯电路板(32)联接;温度传感器(27)内部通过导线(18)与墒情电路板(31)联接;湿度传感器(28)内部通过导线(18)与墒情电路板(31)联接;
终端箱体(1)内部设有墒情屏蔽电路箱(29)、通讯屏蔽电路箱(30)、太阳能蓄电池(10)、太阳能控制器(20)、墒情传感器插座(11、12、13、14、15、16);在终端箱体(1)的左上部设有墒情屏蔽电路箱(29)、右上部设有通讯屏蔽电路箱(30),墒情屏蔽电路箱(29)内为墒情电路板(31),通讯屏蔽电路箱(30)内为通讯电路板(32);在墒情屏蔽电路箱(29)下部设有太阳能控制器(20),太阳能控制器(20)下部为太阳能蓄电池(10);太阳能蓄电池(10)下部设有墒情传感器插座(11、12、13、14、15、16);各部之间由导线(18)联接。
2.根据权利要求1所述的一种土壤墒情自动监测终端机,其特征在于:所述的墒情电路板(31),由微计算机控制电路(IC1)、振荡电路(IC2)、串口编程电路(IC3)、反向比较器电路(IC4)、信号指示电路(IC5)、信号输入电路(IC6、IC7、IC8、IC9)、数字模拟转换电路(IC10)、串口输出电路(IC11)、太阳能转换变压整流电路(IC12)组成,各分电路之间由导线(18)联接,太阳能转换变压整流电路(IC12)提供+5V电源,并通过导线与各分电路的电源端Vcc端联接。
3.根据权利要求1所述的一种土壤墒情自动监测终端机,其特征在于:所述的通讯电路板(32),由GPRS发射接收电路(IC15)、SIM卡通讯接入电路(IC16)、串口通讯模拟电路(IC17)、接插联接电路(IC18)组成,各分电路之间由导线(18)联接。
4.根据权利要求1所述的一种土壤墒情自动监测终端机,其特征在于:所述的土壤墒情自动监测终端机,通过屏蔽电缆(17)可与6个埋入土壤内的墒情传感器(21、22、23、24、25、26)联接,也可与按需设置的2个水位传感器联接。
5.根据权利要求1所述的一种土壤墒情自动监测终端机,其特征在于:所述的土壤墒情自动监测终端机,终端箱体(1)内部设有墒情屏蔽箱(29)、通讯屏蔽箱(30),墒情屏蔽箱(29)内设置墒情电路板(31),通讯屏蔽箱(30)内设置通讯电路板(32),墒情电路板(31)、通讯电路板(32)为屏蔽保护,墒情屏蔽箱(29)、通讯屏蔽箱(30)材料均为铜铝合金。
6.根据权利要求1所述的一种土壤墒情自动监测终端机,其特征在于:所述的太阳能电池板(2),摄取的太阳能通过导线(18)联接太阳能插座(9)、太阳能控制器(20)、太阳能蓄电池(10),太阳能控制器(20)联接墒情电路板(31)、通讯电路板(32),供应+5V直流电源。
7.根据权利要求1所述的一种土壤墒情自动监测终端机,其特征在于:所述的土壤墒情自动监测终端机的墒情信息传输,由GPRS无线通讯与短消息通讯两种方式进行传输。
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CN103002486A (zh) * | 2012-03-27 | 2013-03-27 | 李岳华 | 基于gprs/gsm网络的中继站远程无线监控系统 |
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