CN204255402U - 一种土壤墒情采集分析系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种土壤墒情采集分析系统，包括土壤墒情采集机构、数据中转机构、数据处理机组及移动终端，其中土壤墒情采集机构包括数据采集传感器、模数转换器、采集微控制器、太阳能充电电池、无线发送模块；数据中转机构包括无线接收模块、与该无线接收模块相连接的中转微控制器，该中转微控制器还连接有Flash存储器、太阳能充电电池、GPRS远传模块、USB接口；数据处理机组由服务器机组组成且内置与上述GPRS远传模块相对应的GPRS接收模块；移动终端连接上述数据处理机组。该土壤墒情采集分析系统和现有技术相比，简化了硬件电路，测量功能从而得到扩充，并通过内嵌补偿方法，提高了测量的精度；测量传输过程安全可靠，数据完整程度高，实用性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及农业信息化技术，具体的说是一种结构简单、实用性强、土壤墒情采集分析系统。
背景技术
土壤墒情监测主要是研究土壤同一层和不同层之间的土壤含水量的分布、变异、相关和趋势等性质，是农田用水和区域水资源管理的一种基础工作，对于农田灌溉排水的合理实施和提高水资源的利用率等有重要的意义。
土壤墒情在线监测系统是集传感器技术、信息化农业、农业物联网一体的新型土壤监测系统。目前，土壤墒情监测方法还比较落后，传统农业大部分是采用人工到现场查看、记录数据，以监测土壤墒情的方法。这种方法不仅耗费人力、效率极低、而且无法掌握土壤准确信息，在种植面积较大的情况尤为明显。
基于此，现提供一种土壤墒情采集分析系统，该系统可在安全、稳定的环境中传输数据，整体能耗较低，实用性强。
发明内容
本实用新型的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种实用性强、土壤墒情采集分析系统。
本实用新型的技术方案是按以下方式实现的，一种土壤墒情采集分析系统，包括土壤墒情采集机构、数据中转机构、数据处理机组及移动终端，其中
土壤墒情采集机构，包括数据采集传感器、与数据采集传感器连接的模数转换器、采集微控制器、太阳能充电电池、无线发送模块，模数转换器、太阳能充电电池、无线发送模块均连接上述采集微控制器，所述无线发送模块还连接数据中转机构；
数据中转机构，包括接收数据的无线接收模块、与该无线接收模块相连接的中转微控制器，该中转微控制器还连接有Flash存储器、太阳能充电电池、GPRS远传模块、USB接口；
数据处理机组，由服务器机组组成且内置与上述GPRS远传模块相对应的GPRS接收模块；
移动终端，连接上述数据处理机组。
在上述技术方案中，土壤墒情采集机构负责采集土壤的温度、水分和盐度等信息，并将其发送给数据中转机构，数据中转机构对数据存储后并发送给数据处理机组，该数据处理机组一方面可用于显示所接收的土壤墒情数据，另一方面可发送给移动终端并在移动终端上显示出来，从而实现远程监控监测点的土壤墒情。
作为优选，所述无线发送模块和无线接收模块分别为2.4G无线发送模块和2.4G无线接收模块。该结构的无线发送与接收模块易于加工制作，且发送接收速度快，易于实现。
作为优选，所述土壤墒情采集装置设置有若干个，所有土壤墒情采集装置均连接数据中转机构。这样就能够实现同时监控若干个监控点的情况，数据接受全面，测量精度高。
作为优选，所述数据中转机构中还设置有加密模块，其结构包括与中转微控制器连接的加密芯片、与加密芯片连接的锁存器、连接锁存器的继电器、连接继电器的555定时器，所述555定时器连接GPRS远传模块，与该加密芯片配合使用的，所述数据处理机组内置解密芯片。在该技术方案中，锁存器主要用于对来自中转微控制器的数据进行缓冲，以避免后侧连接的555定时器的定时工作影响数据的完整性；继电器来调节保护整个装置电路，555定时器实现在规定的时间内发射信号。
作为优选，所述移动终端是指手机、笔记本电脑、平板电脑或车载电脑中的一种或多种。移动终端的选择主要由使用者的便利程度来决定，上述几种移动终端的技术成熟，使用成本较为低廉，实用性强。
本实用新型与现有技术相比所产生的有益效果是：
本实用新型的一种土壤墒情采集分析系统具有结构简单、使用方便、构思巧妙、设计合理等特点，采用了土壤盐度变送电路，由此可以实时对同一测量点进行水分、温度和盐度测量，避免了可能由盐度对作物带来伤害的情形，同时简化了硬件电路，测量功能从而得到扩充，并通过内嵌补偿方法，提高了测量的精度；测量传输过程安全可靠，数据完整程度高，实用性强，适用范围广泛，易于推广。
附图说明
附图1是本实用新型的结构示意图。
附图中的标记分别表示：
1、土壤墒情采集机构，1.1、数据采集传感器，1.2、模数转换器，1.3、采集微控制器，1.4、太阳能充电电池，1.5、无线发送模块，2、数据中转机构，2.1、无线接收模块，2.2、中转微控制器，2.3、Flash存储器，2.4、太阳能充电电池，2.5、GPRS远传模块，2.6、USB接口，2.7、加密模块，2.71、加密芯片，2.72、锁存器，2.73、继电器，2.74、555定时器，3、数据处理机组，4、GPRS接收模块，5、解密芯片，6、移动终端。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的一种土壤墒情采集分析系统作以下详细说明。
如附图1所示，一种土壤墒情采集分析系统，包括土壤墒情采集机构1、数据中转机构2、数据处理机组3及移动终端6，其中
土壤墒情采集机构1，包括数据采集传感器1.1、与数据采集传感器1.1连接的模数转换器1.2、采集微控制器1.3、太阳能充电电池1.4、无线发送模块1.5，模数转换器1.2、太阳能充电电池1.4、无线发送模块1.5均连接上述采集微控制器1.3，所述无线发送模块1.5还连接数据中转机构2；所述数据采集传感器1.1包括温度传感器、湿度传感器、水分传感器及盐度传感器，太阳能充电电池1.4用于为该土壤墒情采集机构1提供电源。
数据中转机构2，包括接收数据的无线接收模块2.1、与该无线接收模块2.1相连接的中转微控制器2.2，该中转微控制器2.2还连接有Flash存储器2.3、太阳能充电电池2.4、GPRS远传模块2.5、USB接口2.6，该技术方案中的太阳能充电电池2.4用于为整个数据中转机构2提供电源。
数据处理机组3，由服务器机组组成且内置与上述GPRS远传模块2.5相对应的GPRS接收模块4。
移动终端6，连接上述数据处理机组3。
所述无线发送模块1.5和无线接收模块2.1分别为2.4G无线发送模块和2.4G无线接收模块。2.4G无线发送模块和2.4G无线接收模块用于接收土壤墒情信息，将其存储于Flash存储器2.3中，并通过GPRS远传模块2.5将墒情信息发送给墒情信息处理模块，同时还可以通过USB接口2.6下载历史信息。
所述土壤墒情采集装置设置有若干个，所有土壤墒情采集装置均连接数据中转机构2。
所述数据中转机构2中还设置有加密模块2.7，其结构包括与中转微控制器2.2连接的加密芯片2.71、与加密芯片2.71连接的锁存器2.72、连接锁存器2.72的继电器2.73、连接继电器2.73的555定时器2.74，所述555定时器2.74连接GPRS远传模块2.5，与该加密芯片2.71配合使用的，所述数据处理机组3内置解密芯片5。
所述移动终端6是指手机、笔记本电脑、平板电脑或车载电脑中的一种或多种。
本实用新型通过利用采集装置进行土壤墒情采集，提高了土壤墒情采集的效率，并及时的将采集到的土壤墒情通过无线传输技术传输到墒情数据处理平台中，可以多种方式远程的实时监控各个监测点的土壤墒情，具有易用性。
为降低系统的功耗，采集微控制器1.3和中转微控制器2.2均可采用MSP430系列单片机集成电路芯片，也可以采用其它能够实现数据处理和控制的低功耗芯片。其中，MSP430 系列单片机是 16 位超低功耗单片机，非常适合各种功率要求低的场合，特别适合于电池应用的场合或手持设备。该单片机在1.8V～3.6V电压、1MHz的时钟条件下，耗电电流在0.1～400μA之间；含有P0～P6共7个 I/O口、2个定时器 Timer A、Timer B、1个看门狗，内部集成2K的RAM和60K的Flash；MSP430系列单片机均为工业级的产品，运行环境温度为-40℃～+85℃；而MSP430系列单片机一般单价只有几十元。由此可以看出，MSP430系列单片机的性价比高。
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管该具体实施方式部分对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，这些都不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。
Claims (5)
1.一种土壤墒情采集分析系统，其特征在于，包括土壤墒情采集机构、数据中转机构、数据处理机组及移动终端，其中
土壤墒情采集机构，包括数据采集传感器、与数据采集传感器连接的模数转换器、采集微控制器、太阳能充电电池、无线发送模块，模数转换器、太阳能充电电池、无线发送模块均连接上述采集微控制器，所述无线发送模块还连接数据中转机构；
数据中转机构，包括接收数据的无线接收模块、与该无线接收模块相连接的中转微控制器，该中转微控制器还连接有Flash存储器、太阳能充电电池、GPRS远传模块、USB接口；
数据处理机组，由服务器机组组成且内置与上述GPRS远传模块相对应的GPRS接收模块；
移动终端，连接上述数据处理机组。
2.根据权利要求1所述的一种土壤墒情采集分析系统，其特征在于，所述无线发送模块和无线接收模块分别为2.4G无线发送模块和2.4G无线接收模块。
3.根据权利要求1所述的一种土壤墒情采集分析系统，其特征在于，所述土壤墒情采集装置设置有若干个，所有土壤墒情采集装置均连接数据中转机构。
4.根据权利要求1所述的一种土壤墒情采集分析系统，其特征在于，所述数据中转机构中还设置有加密模块，其结构包括与中转微控制器连接的加密芯片、与加密芯片连接的锁存器、连接锁存器的继电器、连接继电器的555定时器，所述555定时器连接GPRS远传模块，与该加密芯片配合使用的，所述数据处理机组内置解密芯片。
5.根据权利要求1所述的一种土壤墒情采集分析系统，其特征在于，所述移动终端是指手机、笔记本电脑、平板电脑或车载电脑中的一种或多种。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN105277672A (zh) * | 2015-09-07 | 2016-01-27 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 | 一种冻土区机场跑道土基强度监控系统及控制评价方法 |
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