CN202177626U - 一种土壤水势、盐分和温度远程监测预警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种土壤水势、盐分和温度远程监测预警装置。传统的土壤水势、盐分和温度测量方法主要是人工携带仪器到现场测量，需要耗费大量的人力，效率低，且数据获取的频率也较低。本实用新型的土壤水势、盐分和温度远程监测预警装置包括：土壤水势传感器，产生土壤水势数据信号；土壤盐分传感器，产生土壤盐分数据信号；土壤温度传感器，产生土壤温度数据信号；数据采集器，接收土壤水势数据信号、土壤盐分数据信号和土壤温度数据信号；无线通信模块，将上述数据向外传送。本实用新型采用了无线通信的方式，实现了土壤水势、盐分和温度的远程监测，无需人员值守，可以根据需要实现定时定点的水势、盐分数据和温度的实时监测。

Description

一种土壤水势、盐分和温度远程监测预警装置

技术领域

本实用新型涉及土壤参数监测装置，具体地说，涉及一种土壤水势、盐分和温度远程监测预警装置。

背景技术

土壤是陆生植物生活的基质，是生态系统中非常重要的生态因子、植物的根系与土壤有着极大的接触面，在植物和土壤之间进行着频繁的物质交换。因此通过控制土壤因素就可影响植物的生长和产量。无论是从事生态学研究，还是从事农业研究特别是精准农业研究，对土壤因素的长期测量是非常重要的。

传统的测量方法主要是人工携带仪器到现场测量，需要耗费大量的人力，效率低，且数据获取的频率也较低。对于地理位置偏远且条件艰苦的野外实验点，获取数据的成本非常高。因此迫切需要能够在野外长期在线监测且能远程无线传输数据的土壤监测系统。

实用新型内容

基于上述现状，本实用新型的目的在于提供一种土壤水势、盐分和温度远程监测预警装置，该装置可实现无人值守，并能长期在线监测土壤水势、盐分和温度等土壤参数，以远程传输的方式将监测数据传送至监测中心。

本实用新型的另一个目的在于，还提供一种土壤水势、盐分和温度远程监测预警装置，其可以预设预警参数，实现土壤水势、盐分和温度预警。

根据上述目的，本实用新型的土壤水势、盐分和温度远程监测预警装置包括：

土壤水势传感器，设置于被监测的土壤中，产生土壤水势数据信号；

土壤盐分传感器，设置于被监测的土壤中，产生土壤盐分数据信号；

土壤温度传感器，设置于被监测的土壤中，产生土壤温度数据信号；

数据采集器，与所述土壤水势传感器、所述土壤盐分传感器和所述土壤温度传感器相连，接收所述土壤水势传感器、所述土壤盐分传感器和所述土壤温度传感器产生的所述土壤水势数据信号、所述土壤盐分数据信号和所述土壤温度数据信号；

无线通信模块，与所述数据采集器相连，接收所述数据采集器接收到的所述土壤水势数据信号、所述土壤盐分数据信号和所述土壤温度数据信号，并通过无线通信网络向外传送所述土壤水势数据信号、所述土壤盐分数据信号和所述土壤温度数据信号。

如上所述的土壤水势、盐分和温度远程监测预警装置，还包括：预警模块，与所述数据采集器相连，在所述预警模块中存储土壤水势预警值、土壤盐分预警值和土壤温度预警值；所述预警模块根据所述土壤水势预警值、所述土壤盐分预警值和所述土壤温度预警值以及接收到的所述土壤水势数据信号、所述土壤盐分数据信号或所述土壤温度数据信号，产生土壤水势预警信号、土壤盐分预警信号或土壤温度预警信号；所述预警模块还与所述无线通信模块相连，通过所述无线通信模块发送所述土壤水势预警信号、所述土壤盐分预警信号或所述土壤温度预警信号。

如上所述的土壤水势、盐分和温度远程监测预警装置，还包括：

太阳能电池板，将太阳能转换成电能；

光伏控制器，与所述太阳能电池板相连；

蓄电池组，与所述光伏控制器相连，存储所述太阳能电池板产生的电能；

电源板，与所述光伏控制器相连，分别向所述土壤水势传感器、所述土壤盐分传感器、所述数据采集器和所述无线通信模块提供电力；

所述太阳能电池板和所述蓄电池组通过所述光伏控制器和所述电源板向上述各个单元提供电力。

如上所述，本实用新型采用了无线通信的方式，实现了将土壤水势、盐分和温度的远程监测，无需专门人员值守，可以根据需要实现定时定点的土壤水势数据、盐分数据和温度数据等各种数据的实时监测。

此外，在本实用新型中还可以设置太阳能供电装置，如此可以实现野外长期无人值守的连续在线监测，大大降低了人工成本，提高了工作效率。

附图说明

图1示出了本实用新型的土壤水势、盐分和温度远程监测预警装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和一具体实施例对本实用新型作进一步的描述和说明。应当理解，下面的描述仅是一具体的较佳的实施例，不应以此限制本实用新型的保护范围，其保护范围当由权利要求书来确定。

图1示出了本实用新型的土壤水势、盐分和温度远程监测预警装置的结构示意图。如图1所示，本实用新型的土壤水势、盐分和温度远程监测预警装置包括：土壤水势传感器1、土壤盐分传感感器9、土壤温度传感器10、数据采集器2和无线通信模块3。这是本实用新型的土壤水势、盐分和温度远程监测预警装置最基本的结构。

土壤水势传感器1设置于被监测的土壤中，用于测量土壤的水势。土壤水势传感器可以采用例如：EQ2土壤水势传感器、EQ15土壤水势传感器、2710系列土壤张力计、2725系列张力计等，土壤水势传感器1根据土壤的情况产生土壤水势数据信号(电信号)。

土壤盐分传感器9同样可设置于被监测的土壤中，用于测量土壤的盐分数据。土壤盐分传感器可以采用例如：SEC 5000土壤盐分传感器、FJA-10型盐分传感器、WET-2土壤三参数传感器等，土壤盐分传感器10根据土壤的情况产生土壤盐分数据信号(电信号)。

土壤温度传感器10设置于被监测的土壤中，用于测量土壤的温度。土壤温度传感器可以采用例如：PT100铂金电阻，土壤温度传感器10根据土壤的情况产生土壤温度数据信号(电信号)。

数据采集器2分别与土壤水势传感器1、土壤盐分传感器9和土壤温度传感感器10电性连接，接收土壤水势传感器1产生的土壤水势数据信号、土壤盐分传感器9产生的土壤盐分数据信号和土壤温度传感器10产生的土壤温度数据信号。然后，数据采集器2将采集到的土壤水势数据信号、土壤盐分数据信号和土壤温度数据信号通过无线通信模块3利用无线通信网络向外传送。在本实用新型中，较佳地可以采用诸如GPRS、CDMA或GSM等现有的无线通信网络，其实现较为方便。当然，也可以根据需要设置专用的无线通信网络，至于无线网络技术并非本实用新型之重点，且属于现有技术，因此在此不再赘述。

监测中心30可以配备与本实用新型的土壤水势、盐分和温度远程监测预警装置相对应的无线通信接收装置接收其通过无线通信网络传送的土壤水势数据信号、土壤盐分数据信号和土壤温度数据信号，用于土壤参数的监测和分析。

在上述的实施例中，土壤水势传感器1、土壤盐分传感器9和土壤温度传感器10的数量可以根据需要来设定，例如，数量的一个实施例是1-200个。这些传感器的分布方式灵活多样，可以根据不同的监测需要而定。例如，可以在监测区域布设多个监测点，每个监测点分别安装一土壤水势传感器1、土壤盐分传感器9和土壤温度传感器10，这些传感器安置在固定的土层深度。在另一个实施例中，可以在监测区域布设多个监测点，每个监测点分别安装多个土壤水势传感器1、土壤盐分传感器9和土壤温度传感器10，这些传感器分布于不同的土层深度，以监测多个监测点土壤剖面的水势含量、盐分和温度参数。

在上述实施例的基础上，本实用新型的再一个实施例中还可以包括一个预警模块11。该预警模块11与数据采集器2相连。在预警模块11中存储土壤水势预警值、土壤盐分预警值和土壤温度预警值。预警值根据需要而设定，例如预警值可以是一个范围，当被监测数据落在该范围外，预警模块11就产生相应的预警信号，例如产生土壤水势预警信号、土壤盐分预警信号或土壤温度预警信号。

预警模块11还与无线通信模块3相连，通过无线通信模块3发送土壤水势预警信号、土壤盐分预警信号或土壤温度预警信号。

为了适应野外工作环境，本实用新型的土壤水势、盐分和温度远程监测预警装置除了在有电力供应的场合使用外界供电之外，还可以采用蓄电池组和太阳能供电。图1中还示出了使用蓄电池组和太阳能供电的一个实施例。如图1所示，在该实施例中，土壤水势、盐分和温度远程监测预警装置还包括电源板8、太阳能电池板7、光伏控制器6和蓄电池组5。太阳能电池板7用于采集太阳能并转换成电能，太阳能电池板7输出的电能通过光伏控制器6稳定太阳能发电的电压为土壤水分远程监测预警装置提供电力，并对蓄电池组5进行充电。当太阳能电池板7电力不足时，蓄电池组5可以通过光伏控制器6为土壤水势、盐分和温度远程监测预警装置提供工作电力。电源板8用于从光伏控制器6接受电力，并分别为土壤水势、盐分和温度远程监测预警装置的各个组件供电。

与现有技术相比，本实用新型提供的土壤水势、盐分和温度远程监测预警装置具有以下优点：

本实用新型采用可以增设太阳能供电的工作方式，在野外无人值守的情况下能长期、连续、在线监测土壤水势含量和盐分，大大提高了监测频率，避免了由于人力监测频次不够导致的数据代表性不强的问题，并且整个监测过程不受人工干扰，获得的数据能够更加理想的反映土壤水势含量、盐分和温度的长期动态变化。

Claims (3)

1.一种土壤水势、盐分和温度远程监测预警装置，其特征在于，包括：

土壤水势传感器，设置于被监测的土壤中，产生土壤水势数据信号；

土壤盐分传感器，设置于被监测的土壤中，产生土壤盐分数据信号；

土壤温度传感器，设置于被监测的土壤中，产生土壤温度数据信号；

数据采集器，与所述土壤水势传感器、所述土壤盐分传感器和所述土壤温度传感器相连，接收所述土壤水势传感器、所述土壤盐分传感器和所述土壤温度传感器产生的所述土壤水势数据信号、所述土壤盐分数据信号和所述土壤温度数据信号；

无线通信模块，与所述数据采集器相连，接收所述数据采集器接收到的所述土壤水势数据信号、所述土壤盐分数据信号和所述土壤温度数据信号，并通过无线通信网络向外传送所述土壤水势数据信号、所述土壤盐分数据信号和所述土壤温度数据信号。

2.如权利要求1所述的土壤水势、盐分和温度远程监测预警装置，其特征在于，还包括：预警模块，与所述数据采集器相连，在所述预警模块中存储土壤水势预警值、土壤盐分预警值和土壤温度预警值；所述预警模块根据所述土壤水势预警值所述土壤盐分预警值和所述土壤温度预警值以及接收到的所述土壤水势数据信号、所述土壤盐分数据信号或所述土壤温度数据信号，产生土壤水势预警信号、土壤盐分预警信号或土壤温度预警信号；所述预警模块还与所述无线通信模块相连，通过所述无线通信模块发送所述土壤水势预警信号、所述土壤盐分预警信号或所述土壤温度预警信号。

3.如权利要求2所述的土壤水势、盐分和温度远程监测预警装置，其特征在于，还包括：

太阳能电池板，将太阳能转换成电能；

光伏控制器，与所述太阳能电池板相连；

蓄电池组，与所述光伏控制器相连，存储所述太阳能电池板产生的电能；

电源板，与所述光伏控制器相连，分别向所述土壤水势传感器、所述土壤盐分传感器、所述数据采集器和所述无线通信模块提供电力；

所述太阳能电池板和所述蓄电池组通过所述光伏控制器和所述电源板向上述各个单元提供电力。

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