CN206805200U - 一种旱情监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种旱情监测装置，包括微处理器模块、以及连接并将所测数据传输给所述微处理器模块的各个分模块：GPS地理位置获取模块，用于获取监测区域的定位信息，并将定位信息传输给微处理器模块；土壤水分监测模块，用于实时监测土壤中的含水量数据；水面蒸发模块，用于测量区域内的水分自然蒸发数据；风向风速模块，用于测量风向、风速数据；光照度模块，用于测量区域表面的光照强度数据；温湿度模块，用于测量区域内的温度、湿度数据；数据存储模块，用于存储旱情模拟图和相应的旱情数据、以及农作物的生长情况数据。本实用新型能实现自动监测、提取、展现旱情信息、远程上传数据、减少测量误差。
Description
技术领域
本实用新型属于测量技术领域，具体涉及一种旱情监测装置。
背景技术
旱情是指某个时间段的某个地区干旱的情况，干旱通常指淡水总量少，不足以满足生产和经济发展的气候现象，一般是长期的现象，干旱从古至今都是人类面临的主要自然灾害。我国是一个农业大国，庞大的人口基数对粮食的需求形成刚性约束。然而，我国特殊的地理地貌和地域气候特点使得农业面临着众多自然灾害。而干旱是影响我国农业生产的主要自然灾害之一，每年应旱灾损失的粮食占全国因灾损失粮食总量的一半。这一方面在于广大农民一直存在“靠天吃饭”的思想，另一方面，在于决策旱情的进一步发展，需要获得第一手的旱情数据，了解各地旱情的严重程度，便于抗旱部门采取定量定向补水的策略，有针对性地消除旱情。
传统的农田干旱监测是用观测点上的数据来监测干旱的程度及范围，其中应用最多的是气象观测数据。由于干旱发生的周期性和区域性的特点，要实现大范围区域的干旱监测，遥感技术是可行的途径之一。卫星遥感干旱监测从20世纪70年代开始，针对气象干旱或农业干旱，利用可见光、近红外、红外、微波等多种波段，己经产生了众多的模型和方法，但这些方法中，尚未有适用于农田作物不同生长阶段的大面积农田千旱监测方法。
因此，需要一种新的田间旱情采集装置，能够根据监控部门的监控要求，精确获取某一具体区域的旱情状况，同时满足造价低、目标旱情区域访问灵活的需求，及时将面积较小的目标区域的旱情模拟图和植被指数展现给监控部门。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种旱情监测装置，进行植物叶片含水量监测以及地表干旱程度监测。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：
一种旱情监测装置，包括微处理器模块、以及连接并将所测数据传输给所述微处理器模块的各个分模块：
GPS地理位置获取模块，用于获取监测区域的定位信息，并将定位信息传输给微处理器模块；
土壤水分监测模块，用于实时监测土壤中的含水量数据；
水面蒸发模块，用于测量区域内的水分自然蒸发数据；
风向风速模块，用于测量风向、风速数据；
光照度模块，用于测量区域表面的光照强度数据；
温湿度模块，用于测量区域内的温度、湿度数据；
数据存储模块，用于存储旱情模拟图和相应的旱情数据、以及农作物的生长情况数据；
高程气压模块，用于根据大气压力，测量计算出相应高程；
雨量传感器，测当前区域当时的降雨量大小数据；
所述微处理器模块通过连接上述各个分模块对各个分模块进行协调调度和数据传输。
进一步的，所述微处理器模块还连接有LCD显示人机交互模块，用于显示由微处理器模块输出的干旱数据，并显示相应的时间以及调取显示相应时间段的气象参数、水分数据，同时用于人工命令的输入端，输入的命令包括采集分析旱情数据的时间间隔、土壤成分的设置选择、相应装置的信息参数设置、时间设置、无线发送参数设置。
进一步的，所述微处理器模块还连接有0-20CM高精度水尺模块，用于实时测量农作物土地上层的水域深度。
进一步的，所述微处理器模块还连接有一植物水分蒸发监测模块，用于测量植物茎内的植物液体流动速度，从而间接测量植物水分蒸发量。
进一步的，所述微处理器模块还连接有无线数据收发模块，所述微处理器模块通过无线数据收发模块无线连接服务器端，用于远程数据和命令的传输、以及远程抄表。
进一步的，所述微处理器模块还连接有一时钟模块，用于提供整体的基准参考时间，以便于按时间点记录相应的旱情情况，同时为区域内的各监测点协同测量提供时间基准，以便同一时刻同时进行测量。
本实用新型的有益效果是:
本实用新型通过采集不同区域的土壤成分，土壤中的水分信息，光照强度，降雨量、风速，温度，湿度，以及植物茎水分流量信息来获取预测当前时间内作物水分盈亏情况，并基于作物水分盈亏情况划分干旱程度，并且实现自动监测、提取旱情信息、展现旱情信息、远程上传数据、减少测量误差。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。
参照图1所示，一种旱情监测装置，包括微处理器模块、以及连接并将所测数据传输给所述微处理器模块的各个分模块：
GPS地理位置获取模块，用于获取监测区域的定位信息，并将定位信息传输给微处理器模块，本实施例可以利用G I S技术，结合多点的旱情状况，展现出区域一定区域内的干旱情况；
土壤水分监测模块，用于实时监测土壤中的含水量数据；
水面蒸发模块，用于测量区域内的水分自然蒸发数据，在本实施例中，包括植物水分蒸发监测模块和地面水分蒸发监测模块；
风向风速模块，用于测量风向、风速数据；
光照度模块，用于测量区域表面的光照强度数据；
温湿度模块，用于测量区域内的温度、湿度数据；
数据存储模块，用于存储旱情模拟图和相应的旱情数据、以及农作物的生长情况数据；
高程气压模块，用于根据大气压力，测量计算出相应高程；
雨量传感器，测当前区域当时的降雨量大小数据；
所述微处理器模块通过连接上述各个分模块对各个分模块进行协调调度和数据传输。
所述微处理器模块还连接有LCD显示人机交互模块，用于显示由微处理器模块输出的干旱数据，并显示相应的时间以及调取显示相应时间段的气象参数、水分数据，同时用于人工命令的输入端，输入的命令包括采集分析旱情数据的时间间隔、土壤成分的设置选择、相应装置的信息参数设置、时间设置、无线发送参数设置。
所述微处理器模块还连接有0-20CM高精度水尺模块，用于实时测量农作物土地上层的水域深度。
所述微处理器模块还连接有一植物水分蒸发监测模块，用于测量植物茎内的植物液体流动速度，从而间接测量植物水分蒸发量。
所述微处理器模块还连接有无线数据收发模块，所述微处理器模块通过无线数据收发模块无线连接服务器端，用于远程数据和命令的传输、以及远程抄表，在本实施例中，无线数据收发模块采用GPRS网络，微处理器模块通过GPRS网关及相应的通信协议无线与服务器端进行数据通信。
所述微处理器模块还连接有一时钟模块，用于提供整体的基准参考时间，以便于按时间点记录相应的旱情情况，同时为区域内的各监测点协同测量提供时间基准，以便同一时刻同时进行测量。
在本实施例中，还设置相应的供电模块，为上述各模块供电，微处理器模块采用三星S3C2440处理器，负责上述各模块的协调调度和数据交互，根据接收的上述各模块的数据，结合不同地域的土壤墒情信息和未来预定时间内降水、温度信息的数据库，预测不同地域未来预定时间内作物水分盈亏情况，并进行基于作物水分盈亏情况的干旱区划划分。
本实用新型原理
本实用新型根据不同区域的土壤成分，土壤中的水分信息，光照强度，降雨量、风速，温度，湿度，以及植物茎水分流量信息来获取预测当前时间内作物水分盈亏情况，并基于作物水分盈亏情况划分干旱程度；
本实用新型的旱情数据主要参照Penman-FAO公式，根据系统需求，编入嵌入式程序进行结合各模块测量值计算获取相应结果；具体公式如下：
(1)计算参照作物需水量
采用Penman-FAO公式，基本公式如下：
式中，P0——标准大气压，P0＝1013.25hPa；
P——计算地点平均气压，单位：hPa；
Δ——平均气温时饱和水汽压与温度相关曲线的斜率，单位：hPa/℃；
γ——湿度计常数，γ＝0.66hPa/℃；
Rn——太阳净辐射，单位：mm/d；
Ea——干燥力，单位：mm/d；
(2)计算作物实际需水量
作物实际需水量可由参照腾发量和作物系数计算：
ET＝KeET0
式中，ET——作物潜在腾发量，单位：mm/d；
ET0——参照腾发量，单位：mm/d，由(1)中参照作物需水量计算获得；
Ke——作物系数。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种旱情监测装置，其特征在于，包括微处理器模块、以及连接并将所测数据传输给所述微处理器模块的各个分模块：
GPS地理位置获取模块，用于获取监测区域的定位信息，并将定位信息传输给微处理器模块；
土壤水分监测模块，用于实时监测土壤中的含水量数据；
水面蒸发模块，用于测量区域内的水分自然蒸发数据；
风向风速模块，用于测量风向、风速数据；
光照度模块，用于测量区域表面的光照强度数据；
温湿度模块，用于测量区域内的温度、湿度数据；
数据存储模块，用于存储旱情模拟图和相应的旱情数据、以及农作物的生长情况数据；
高程气压模块，用于根据大气压力，测量计算出相应高程；
雨量传感器，测当前区域当时的降雨量大小数据；
所述微处理器模块通过连接上述各个分模块对各个分模块进行协调调度和数据传输。
2.根据权利要求1所述的旱情监测装置，其特征在于，所述微处理器模块还连接有LCD显示人机交互模块，用于显示由微处理器模块输出的干旱数据，并显示相应的时间以及调取显示相应时间段的气象参数、水分数据，同时用于人工命令的输入端，输入的命令包括采集分析旱情数据的时间间隔、土壤成分的设置选择、相应装置的信息参数设置、时间设置、无线发送参数设置。
3.根据权利要求1所述的旱情监测装置，其特征在于，所述微处理器模块还连接有0-20CM高精度水尺模块，用于实时测量农作物土地上层的水域深度。
4.根据权利要求1所述的旱情监测装置，其特征在于，所述微处理器模块还连接有一植物水分蒸发监测模块，用于测量植物茎内的植物液体流动速度，从而间接测量植物水分蒸发量。
5.根据权利要求1所述的旱情监测装置，其特征在于，所述微处理器模块还连接有无线数据收发模块，所述微处理通过无线数据收发模块与服务器端进行数据交互，用于远程数据和命令的传输、以及远程抄表。
6.根据权利要求1所述的旱情监测装置，其特征在于，所述微处理器模块还连接有一时钟模块，用于提供整体的基准参考时间，以便于按时间点记录相应的旱情情况，同时为区域内的各监测点协同测量提供时间基准，以便同一时刻同时进行测量。
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| CN201720258223.7U CN206805200U (zh) | 2017-03-16 | 2017-03-16 | 一种旱情监测装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109089843A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-12-28 | 安徽神州生态农业发展有限公司 | 一种基于多数据的种植物智能给水方法 |
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2017
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