CN206192987U - 土壤墒情遥测站 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及土壤检测技术领域，尤其涉及一种土壤墒情遥测技术领域。公开了土壤墒情遥测站，包括土壤水分传感器、遥测终端机、DTU通信装置、蓄电池和太阳能板，太阳能板与蓄电池连接用于给蓄电池充电，蓄电池与遥测终端机连接用于给遥测终端机供电，遥测终端机与土壤水分传感器数据通信，土壤水分传感器用于检测土壤的水分的体积百分比，遥测终端机接收土壤水分传感器的数据通过DTU通信装置接入GPRS网络。本实用新型的能够达到自动化程度高、可以多点实时检测、可以形成有效地理位置分布和野外自充电。遥测站按设定策略自报，可定时自报或按设定的条件主动上传数据。遥测站响应中心站要求或指令，上传数据。现场全中文显示数据蒸发数据。
Description
技术领域
本实用新型涉及土壤检测技术领域，尤其涉及一种土壤墒情遥测技术领域。
背景技术
所谓土壤墒情，又叫土壤湿度，测量土壤的介电常数，能直接稳定地反应各种土壤的真实水分含量。土壤水分传感器可测量土壤水分的体积百分比，与土壤本身的机理无关。它有利于不同土壤间进行比较。因不同土壤性质在不同季节、不同作物对水分的需求不同。因此，有关文献对一类墒、二类墒和上等墒、下等墒的标准描述也不近相同。土壤墒情遥测检测仪器用于野外土壤墒情实时测量，设备仪器采用FDR介电常数测量原理，传感器可直接插入土壤中测试，传统采用人工检测，多点测量后将数据人工采集后汇总形成数据报表，无法实时采集数据和上传数据，无法与GPRS网络通信，效率低下，同时人工检测需要大量人力物力，手持检测设备，长时间野外用电造成电池使用不便。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术中的缺点，提供了一种检测自动化程度高、可以多点实时检测、可以形成有效地理位置分布和野外自充电的土壤墒情遥测站。
为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：
土壤墒情遥测站，包括土壤水分传感器、遥测终端机、DTU通信装置、蓄电池和太阳能板，太阳能板与蓄电池连接用于给蓄电池充电，蓄电池与遥测终端机连接用于给遥测终端机供电，遥测终端机与土壤水分传感器数据通信，土壤水分传感器用于检测土壤的水分的体积百分比，遥测终端机接收土壤水分传感器的数据通过DTU通信装置接入GPRS网络。
土壤水分传感器是数据采集的基本前端一次仪表，根据各遥测站实际情况的不同，选用土壤墒情传感器等。
遥测终端机是遥测站的核心设备，负责数据采集、处理、报文通信。DTU通信装置采用GSM/GPRS信道及GSM/SMS备用信道。
为了解决野外用电，采用蓄电池加太阳能板的充电模式。DTU通信装置是专门用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备。
水分是决定土壤介电常数的主要因素。测量土壤的介电常数，能直接稳定地反应各种土壤的真实水分含量。土壤水分传感器可测量土壤水分的体积百分比，与土壤本身的机理无关，目前常用到的土壤湿度传感器有FDR型和TDR型。而目前比较流行的是FDR型。FDR(Frequency Domain Reflectometry)频域反射仪是一种用于测量土壤水分的仪器，它利用电磁脉冲原理、根据电磁波在介质中传播频率来测量土壤的表观介电常数(ε)，从而得到土壤容积含水量(θv)，FDR具有简便安全、快速准确、定点连续、自动化、宽量程、少标定等优点。是一种值得推荐的土壤水分测定仪器。其测量原理为，土壤墒情水分探头测量的是被测介质中水分的百分体积含量(％vol)。被测介质的介电常数(ε)和介质中水分含量存在确定的函数关系，经土壤墒情内部特殊设计电路处理，介电常数(ε)的变化以直流电压的变化输出。理论和长期的实践都证明，土壤墒情输出的直流电压与被测介质中水分含量存在一个广泛适用的函数关系。
针对土壤墒情主要应用的土壤介质而言，土壤水分体积百分含量指的是单位土壤体积中所含的水分体积，这是一个无量纲值，常用百分数(％vol)或比率(m3/m3)表示。根据定义，0％vol(0m3/m3)表示被测土壤含水为零，而纯水的读数应为100％vol(1m3/m3)。必须要指出的是，‘土壤水分体积百分含量’和‘土壤水分重量百分含量’是两个不同的物理概念，后者与被测土壤的密度紧密相关。
作为优选，所述的土壤水分传感器为三个以上。
作为优选，所述的遥测终端机与土壤水分传感器为有线连接，土壤水分传感器检测信号通过数据线传输给遥测终端机，遥测终端机通过数据线将指令传输给土壤水分传感器。
作为优选，所述的遥测终端机与土壤水分传感器为无线连接，土壤水分传感器和遥测终端机均包括无线信号发射和接收模块，土壤水分传感器的检测信号通过无线信号发射和接收模块发射检测信号传输给遥测终端机，遥测终端机通过无线信号发射和接收模块接收信号和将指令无限传输给土壤水分传感器。
作为优选，所述的还包括GPS定位装置，GPS定位装置与遥测终端机连接。
作为优选，所述的土壤水分传感器包括圆柱状腔体，检测电路密封在圆柱状腔体内，圆柱状腔体的腔体一端设有四根不锈钢针组成的感应元件，中心不锈钢针为主感应端，三根周边不锈钢针组成公共地端。
土壤墒情的测量电路被防水密封封装在一个圆柱状腔体内，腔体一端的四根不锈钢针组成感应元件，中心不锈钢针为主感应端，三根周边不锈钢针在腔体内部用一个金属圆环连接，组成公共地端。使用时将土壤墒情的钢针插入被测介质，土壤墒情的感应范围是由周边三根钢针所围的圆柱体。
本实用新型由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：土壤墒情遥测站能够达到自动化程度高、可以多点实时检测、可以形成有效地理位置分布和野外自充电。遥测站按设定策略自报，可定时自报或按设定的条件主动上传数据。遥测站响应中心站要求或指令，上传数据。现场全中文显示数据蒸发数据。手机读取实时测站信息。太阳能供电，保证在无人值守条件下的长期稳定运行。现场手动设置各种运行模式和参数。接受中心站远程设置和控制指令。大容量数据固态存储，可由中心站远端调用或现场读取。实时时钟自动校对和调整功能。
附图说明
图1是本实用新型的结构原理图。
图2是本实用新型的土壤水分传感器的结构原理图。
附图中各数字标号所指代的部件名称如下：1—圆柱状腔体、2—检测电路、3—金属圆环、4—周边不锈钢针、5—中心不锈钢针、6—土壤水分传感器、7—遥测终端机、8—DTU通信装置、9—蓄电池、10—太阳能板、11—GPRS网络、12—GPS定位装置。
具体实施方式
下面结合附图1和2与实施例对本实用新型作进一步详细描述。
实施例1
土壤墒情遥测站，包括土壤水分传感器6、遥测终端机7、DTU通信装置8、蓄电池9和太阳能板，太阳能板10与蓄电池9连接用于给蓄电池9充电，蓄电池9与遥测终端机7连接用于给遥测终端机7供电，遥测终端机7与土壤水分传感器6数据通信，土壤水分传感器6用于检测土壤的水分的体积百分比，遥测终端机7接收土壤水分传感器6的数据通过DTU通信装置8接入GPRS网络11。
土壤水分传感器6为三个，可以检测一定区域内的数据。
遥测终端机7与土壤水分传感器6为有线连接，土壤水分传感器6检测信号通过数据线传输给遥测终端机7，遥测终端机7通过数据线将指令传输给土壤水分传感器6。分布在遥测终端机7近距离的待检测土壤区域，土壤水分传感器6选择直接通过有线数据线传输方式连接遥测终端机7，数据保真率更高。
还包括GPS定位装置12，GPS定位装置12与遥测终端机7连接。记录数据采集点的地理位置，与采集信号一起传输给GPRS网络11。
土壤水分传感器6包括圆柱状腔体1，检测电路2密封在圆柱状腔体1内，圆柱状腔体1的腔体一端设有四根不锈钢针组成的感应元件，中心不锈钢针5为主感应端，三根周边不锈钢针4在腔体内部用一个金属圆环3连接组成公共地端。
总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。
Claims (6)
1.土壤墒情遥测站，包括土壤水分传感器(6)、遥测终端机(7)、DTU通信装置(8)、蓄电池(9)和太阳能板(10)，其特征在于：太阳能板(10)与蓄电池(9)连接用于给蓄电池(9)充电，蓄电池(9)与遥测终端机(7)连接用于给遥测终端机(7)供电，遥测终端机(7)与土壤水分传感器(6)数据通信，土壤水分传感器(6)用于检测土壤的水分的体积百分比，遥测终端机(7)接收土壤水分传感器(6)的数据通过DTU通信装置(8)接入GPRS网络(11)。
2.根据权利要求1所述的土壤墒情遥测站，其特征在于：土壤水分传感器(6)为三个以上。
3.根据权利要求1所述的土壤墒情遥测站，其特征在于：遥测终端机(7)与土壤水分传感器(6)为有线连接，土壤水分传感器(6)检测信号通过数据线传输给遥测终端机(7)，遥测终端机(7)通过数据线将指令传输给土壤水分传感器(6)。
4.根据权利要求1所述的土壤墒情遥测站，其特征在于：遥测终端机(7)与土壤水分传感器(6)为无线连接，土壤水分传感器(6)和遥测终端机(7)均包括无线信号发射和接收模块，土壤水分传感器(6)的检测信号通过无线信号发射和接收模块发射检测信号传输给遥测终端机(7)，遥测终端机(7)通过无线信号发射和接收模块接收信号和将指令无限传输给土壤水分传感器(6)。
5.根据权利要求3或4所述的土壤墒情遥测站，其特征在于：还包括GPS定位装置(12)，GPS定位装置(12)与遥测终端机(7)连接。
6.根据权利要求3或4所述的土壤墒情遥测站，其特征在于：土壤水分传感器(6)包括圆柱状腔体(1)，检测电路(2)密封在圆柱状腔体(1)内，圆柱状腔体(1)的腔体一端设有四根不锈钢针组成的感应元件，中心不锈钢针(5)为主感应端，三根周边不锈钢针(4)组成公共地端。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201621028508.3U CN206192987U (zh) | 2016-08-31 | 2016-08-31 | 土壤墒情遥测站 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201621028508.3U CN206192987U (zh) | 2016-08-31 | 2016-08-31 | 土壤墒情遥测站 |
Publications (1)
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| CN206192987U true CN206192987U (zh) | 2017-05-24 |
Family
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Family Applications (1)
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| CN201621028508.3U Expired - Fee Related CN206192987U (zh) | 2016-08-31 | 2016-08-31 | 土壤墒情遥测站 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN206192987U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112014541A (zh) * | 2019-05-31 | 2020-12-01 | 辽宁工程技术大学 | 一种检测露天矿排土场深部岩土含水率的传感器保护装置 |
-
2016
- 2016-08-31 CN CN201621028508.3U patent/CN206192987U/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN112014541A (zh) * | 2019-05-31 | 2020-12-01 | 辽宁工程技术大学 | 一种检测露天矿排土场深部岩土含水率的传感器保护装置 |
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