CN204101758U - 田间小气候自动观测站 - Google Patents

Abstract

本实用新型旨在提供一种多数据采集、其结果多方式输出、节省人力的田间小气候自动观测站，包括底座、数据采集处理装置、固定于底座上的立杆和控制箱，所述数据采集处理装置包括数据采集单元，该数据采集单元包括风向传感器、风速传感器、雨量收集桶、以及雨量传感器;在所述雨量收集桶内的上半部设有引导腔，在其内的下半部设有安装室，所述引导腔的内壁为向该引导腔底部中心过渡的弧面，并在该引导腔的底部的中心处开设有与安装室连通的通孔；所述雨量传感器设置安装室内，并与所述通孔对应设置；在所述雨量收集桶的桶口上方还设置有过滤网；并在所述立杆上固定有一横杆，所述风向传感器、风速传感器分别对应固定于该横杆的两端。

Description

田间小气候自动观测站

技术领域

本实用新型涉及田间气候观测技术领域，尤其涉及一种田间小气候自动观测站。

背景技术

农业的发展是一个国家的命脉，各个国家对农业给予了大力的支持，实现农业的高效生产是政府及农民最直接关心的问题；而影响农作物的因素有很多，其中气候因素对农作物高效生长起到至关的作用，而实施掌握农作物所生长的环境，是实现农作物有效生长的关键因素，目前对农作物所处环境的监测有传统的人工法，其人为主观因素影响较大，且不能掌握有效的数据；或者采用在农田防置小型环境检测仪的方式，而目前的此类设备只监测大气温湿度、土壤温湿度、雨量等数据，且其监测的数据通过与其连接的显示屏直接将其显示，而操作人员在需要得知其数据时，需要亲自走到田间的仪器旁观察，导致获取数据不变，且浪费人力；同时现有的雨量监测设备多是将雨量传感器放置于桶内监测，由于该仪器需放置于野外田间，易有树叶等杂志进入桶内堵塞进水口，影响其数据的采集，甚至不能采集。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种多数据采集、其结果多方式输出、节省人力的田间小气候自动观测站。

为了实现本实用新型的目的，本实用新型所采用的技术方案为：

设计一种田间小气候自动观测站，包括底座、数据采集处理装置、固定于底座上的立杆和控制箱，所述数据采集处理装置包括数据采集单元，该数据采集单元包括风向传感器、风速传感器、雨量收集桶、以及雨量传感器;在所述雨量收集桶内的上半部设有引导腔，在其桶内的下半部设有安装室，所述引导腔的内壁为向该引导腔底部中心过渡的弧面，并在该引导腔的底部的中心处开设有与安装室连通的通孔；所述雨量传感器设置于安装室内，并与所述通孔对应设置；在所述雨量收集桶的桶口上方还设置有过滤网；并在所述立杆上固定有一横杆，所述风向传感器、风速传感器分别对应固定于该横杆的两端。

所述过滤网为锥形，所述过滤网的底端位于雨量收集桶的桶口下方，并与该雨量收集桶的内壁对应连接，并在所述安装室的底部开设有至少一个用于排水的出水口。

所述数据采集处理装置还包括一个主控单元；所述数据采集单元还包括蒸发传感器、空气温度传感器、空气湿度传感器、光照强度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、大气压力传感器、二氧化碳浓度传感器、光合有效辐射传感器、以及土壤盐分传感器；所述数据采集单元经由集线器与所述主控单元对应连接；并在该主控单元的输出端口还连接有显示屏；并在所述立杆上还固定有一个百页箱，所述光照强度传感器、空气温度传感器、空气湿度传感器、大气压力传感器、二氧化碳浓度传感器以及光合有效辐射传感器均对应设置于该百页箱内，所述蒸发传感器对应固定于所述底座上。

所述数据采集处理装置还包括存储通信模块，所述存储通信模块包括与所述主控单元对应连接的从控单元、与该从控单元对应连接的存储芯片、以及与所述从控单元对应连接的数据发送单元，所述数据发送单元包括485接口、3G通信模块、4G通信模块、WiFi通信模块、GPRS通信模块。

该田间小气候自动观测站还包括一手持仪，该手持仪包括微控中心、用于与所述数据发送单元建立连接，并与所述微控中心对应连接的数据接收单元、以及均与所述述微控中心对应连接的按键单元、时钟芯片、存储芯片、液晶显示屏；该手持仪还包括与所述述微控中心对应连接的热敏打印机；所述按键单元包括开关按键、数据接收按键、数据打印按键；所述数据接收单元同样包括485接口、3G通信模块、4G通信模块、WiFi通信模块、GPRS通信模块。

所述该田间小气候自动观测站还包括电源单元，所述电源单元包括太阳能电池板、与该太阳能电池板对应连接的蓄电池，所述蓄电池与所述主控单元、从控单元对应连接，所述太阳能电池板对应设置于所述立杆的顶端。

所述数据采集处理装置还包括与所述主控单元对应连接的GPS定位模块，以用于对监测位置的定位。

所述底座为盘状，并在该底座的四周还设置有围栏。

所述主控单元、从控单元、数据发送单元均对应设置于所述控制箱内。

所述主控单元、从控单元、微控中心均为msp430f149单片机。

本实用新型的有益效果在于：

1.本实用新型通过将雨量收集桶的引导腔设计为弧面，其可以有效地将雨水引入下方的通孔处，进而可进入下方的雨量传感器上，其次其下方的出水口可将安装室内的雨水及时的排出，为雨量传感器创造一个良好的环境，同时在该雨量收集桶的上方设置的过滤网可防止树叶等杂志进如到桶内堵塞通孔，影响数据的采集，同时将该过滤网设计为锥形，在树叶等杂质漂浮于本过滤网上时，不易在过滤网上堆积存留。

2.本过滤网的底端与雨量收集桶的内壁对应连接，即其过滤网的底端设置于雨量收集桶的端口下方的内壁上，在雨水落入过滤网上时，其雨水可顺着本过滤网进入下方的桶内，避免雨水流入桶的外部，确保雨量传感器对雨水监测的准确性。

3.本实用新型将风向传感器、风速传感器分别对应固定于横杆的两端，将两者相向设置，使其互不影响，增加两者监测数据的准确性。

4.本实用新型采用盘装底座，可以讲立杆进行有效地固定，避免被刮到的危险，同时在该底座的四周设置围栏，使得本观测站在野外避免被牲畜破坏的危险。

5.本实用新型的数据采集处理装置采用两个msp430f149单片机组成的主控单元和从控单元，其主控单元主要将所采集到的环境数据进行显示，并传输至从控单元的内，有从控单元进行传输，使用该方式的数据处理方式，可以提高本装置的数据处理能力和速度，并且其检测的数据可以存储至于从控单元连接的存储芯片内进行备份。

6.本田间小气候自动观测站同时还设计了手持仪，以用于接收数据采集处理装置所处理掉的数据，同时本手持仪可采用多种连接方式与数据采集处理装置进行连接，使得本手持仪在办公室内就可获知田间气候数据，同时，本手持仪同样也可将数据进行存储，更方便的是本手持仪在室内可实现数据的打印，方便操作，节省人力。

7.本田间小气候自动观测站采用太阳能供电的方式，使得本观测站具有节省资源、不需外部电力供应等优点。

8.本实用新型将蒸发传感器、空气温度传感器、空气湿度传感器、大气压力传感器、二氧化碳浓度传感器均设置于该百页箱内，可以避免上述传感器遭受分吹日晒的现象，同时该百页箱也可为上述传感器提供一个稳定的监测环境，增加上述传感器的使用寿命。

9.除此之外，本实用新型还具有多功能、自动化、操作便捷、多种数据显示方式等优点。

附图说明

图1为本实用新型主要结构主视示意图；

图2为本实用新型中雨量收集桶剖面结构示意图；

图3为本实用新型中数据采集处理装置电气原理框图；

图4为本实用新型中手持仪主要电气原理示意图；

图中，1.立杆；2.控制箱；3.底座；4.横杆；5.风速传感器；6.百页箱；7.风向传感器；8.过滤网；9.雨量收集桶；10.弧面；11.通孔；12.安装室；13.出水口；14.太阳能电池板；15.蒸发传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

实施例1：一种田间小气候自动观测站，参见图1至图4，包括底座3、固定于底座3上的立杆1和控制箱2、和数据采集处理装置，底座3为盘装，可对立杆1进行有效的固定，同时，并在该底座3的四周还设置有围栏（图中未画出），以防止野外的生物擅自进入该围栏内进行破坏。所述的数据采集处理装置包括数据采集单元，该数据采集单元包括以上所述的风向传感器、风速传感器、雨量收集桶9、以及雨量传感器;在所述的立杆1上固定有一横杆4，所述的风向传感器、风速传感器分别对应固定于该横杆的两端。所述的雨量收集桶9固定于所述的底座1上，且该雨量收集桶9内的上半部为引导腔，其内下半部为安装室12，所述引导腔的内壁为向该引导腔底部中心过渡的弧面10，并在该引导腔的底部的中心处开设有与安装室12连通的通孔11；雨量传感器设置于该安装室内，并与通孔11对应设置；在雨量收集桶9的桶口上方还设置有锥形的过滤网8；该过滤网8的底端位于雨量收集桶的桶口下方，并与该雨量收集桶的内壁对应连接，在雨水落入过滤网上时，其雨水可顺着本过滤网进入下方的桶内，避免雨水流入桶的外部，确保雨量传感器对雨水监测的准确性；进一步的，并在安装室的底部开设有一个用于排水的出水口13，及时的将安装时内的雨水排出。

所述的数据采集处理装置还包括主控单元、存储通信模块，所述的数据采集单元还包括蒸发传感器、空气温度传感器、空气湿度传感器、光照强度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、大气压力传感器、二氧化碳浓度传感器、光合有效辐射传感器、以及土壤盐分传感器；以上所述的数据采集单元中的传感器均经由同一集线器与主控单元对应连接；同时，并在该主控单元的输出端口还连接有一用于显示当前环境参数的显示屏；该显示屏可通过数据线固定于所述的立杆上，或设置于室内，并在所述的立杆上还固定有一个百页箱，以上所述的光照强度传感器、空气温度传感器、空气湿度传感器、大气压力传感器、二氧化碳浓度传感器、光合有效辐射传感器均对应设置于百页箱内，该百页箱可为上述的各传感器提供一个稳定的监测环境，增加上述传感器的使用寿命；而蒸发传感器对应固定于所述底座上；所述的存储通信模块包括与主控单元对应连接的从控单元、与该从控单元对应连接的存储芯片、以及与从控单元对应连接的数据发送单元，所述的数据发送单元包括485接口、3G通信模块、4G通信模块、WiFi通信模块、GPRS通信模块。并在该从控单元上还连接有一个存储芯片，所述数据采集单元所检测的数据可暂时存储于该存储芯片内，通过上述数据发送单元可将数据采集单元所检测的数据发送出去。同时该数据采集处理装置还包括与主控单元对应连接的GPS定位模块，以定位该气候观测站所监测区域的位置，并经由本存储通信模块中的存储芯片存储、数据发送单元发送至手持仪端；该田间小气候自动观测站还包括电源单元，所述的电源单元包括太阳能电池板、与该太阳能电池板对应连接的蓄电池，所述蓄电池与所述主控单元、从控单元对应连接，所述的太阳能电池板对应固定于立杆的顶端。并且上述的主控单元、从控单元、数据发送单元均对应设置于所述的控制箱内。

为提高本田间小气候自动观测站数据接收的便捷性，本观测站还包括一手持仪，该手持仪包括一微控中心、用于与所述数据发送单元建立连接，并与所述微控中心对应连接的数据接收单元、以及均与所述述微控中心对应连接的按键单元、时钟芯片、存储芯片、液晶显示屏；该手持仪还包括与所述述微控中心对应连接的热敏打印机；所述按键单元包括开关按键、数据接收按键、数据打印按键；所述数据接收单元同样包括485接口、3G通信模块、4G通信模块、WiFi通信模块、GPRS通信模块，以与上述的数据发送单元建立通信连接，并接收上述数据发送单元所发送的数据信息。本实施例以上所述的主控单元、从控单元、微控中心均为msp430f149单片机。

本实用新型的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本实用新型的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本实用新型的精神，都在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种田间小气候自动观测站，包括底座、数据采集处理装置、固定于底座上的立杆和控制箱，所述数据采集处理装置包括数据采集单元，该数据采集单元包括风向传感器、风速传感器、雨量收集桶、以及雨量传感器，其特征在于：在所述雨量收集桶内的上半部设有引导腔，在其桶内的下半部设有安装室，所述引导腔的内壁为向该引导腔底部中心过渡的弧面，并在该引导腔的底部的中心处开设有与安装室连通的通孔；所述雨量传感器设置于安装室内，并与所述通孔对应设置；在所述雨量收集桶的桶口上方还设置有过滤网；并在所述立杆上固定有一横杆，所述风向传感器、风速传感器分别对应固定于该横杆的两端。

2.如权利要求1所述的田间小气候自动观测站，其特征在于：所述过滤网为锥形，所述过滤网的底端位于雨量收集桶的桶口下方，并与该雨量收集桶的内壁对应连接，并在所述安装室的底部开设有至少一个用于排水的出水口。

3.如权利要求1所述的田间小气候自动观测站，其特征在于：所述数据采集处理装置还包括一个主控单元；所述数据采集单元还包括蒸发传感器、空气温度传感器、空气湿度传感器、光照强度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、大气压力传感器、二氧化碳浓度传感器、光合有效辐射传感器、以及土壤盐分传感器；所述数据采集单元经由集线器与所述主控单元对应连接；并在该主控单元的输出端口还连接有显示屏；并在所述立杆上还固定有一个百页箱，所述光照强度传感器、空气温度传感器、空气湿度传感器、大气压力传感器、二氧化碳浓度传感器以及光合有效辐射传感器均对应设置于该百页箱内,所述蒸发传感器对应固定于所述底座上。

4.如权利要求3所述的田间小气候自动观测站，其特征在于：所述数据采集处理装置还包括存储通信模块，所述存储通信模块包括与所述主控单元对应连接的从控单元、与该从控单元对应连接的存储芯片、以及与所述从控单元对应连接的数据发送单元，所述数据发送单元包括485接口、3G通信模块、4G通信模块、WiFi通信模块、GPRS通信模块。

5.如权利要求4所述的田间小气候自动观测站，其特征在于：该田间小气候自动观测站还包括一手持仪，该手持仪包括微控中心,用于与所述数据发送单元建立连接，与所述微控中心对应连接的数据接收单元、以及均与所述述微控中心对应连接的按键单元、时钟芯片、存储芯片、液晶显示屏；该手持仪还包括与所述述微控中心对应连接的热敏打印机；所述按键单元包括开关按键、数据接收按键、数据打印按键；所述数据接收单元同样包括485接口、3G通信模块、4G通信模块、WiFi通信模块、GPRS通信模块。

6.如权利要求5所述的田间小气候自动观测站，其特征在于：所述该田间小气候自动观测站还包括电源单元，所述电源单元包括太阳能电池板、与该太阳能电池板对应连接的蓄电池，所述蓄电池与所述主控单元、从控单元对应连接，所述太阳能电池板对应设置于所述立杆的顶端。

7.如权利要求6所述的田间小气候自动观测站，其特征在于：所述数据采集处理装置还包括与所述主控单元对应连接的GPS定位模块。

8.如权利要求7所述的田间小气候自动观测站，其特征在于：所述主控单元、从控单元、数据发送单元均对应设置于所述控制箱内。

9.如权利要求8所述的田间小气候自动观测站，其特征在于：所述主控单元、从控单元、微控中心均为msp430f149单片机。

10.如权利要求1所述的田间小气候自动观测站，其特征在于：所述底座为盘状，并在该底座的四周还设置有围栏。