CN211978898U - 一种低功耗土壤墒情监测站 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及土壤监测技术领域，尤其涉及一种低功耗土壤墒情监测站。包括支撑杆、控制箱、供电装置和土壤墒情传感器组，所述控制箱内设置有电源管理模块、蓄电池、传感器控制模块、LoRa无线通讯模块和图像处理模块，所述图像处理模块电性连接有图像传感器，所述图像处理模块对图像传感器取得的图像进行压缩处理并对图像传感器的开启进行控制，所述图像处理模块连接有LoRa无线通讯模块；所述传感器控制模块电性连接有土壤墒情传感器组，所述传感器控制模块与LoRa无线通讯模块电性连接。可实现通过图像远程观测地表土壤墒情及农田作物长势情况；采用基于LoRa的低功耗超长距离物联网无线信息传输技术，技术成熟可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及土壤监测技术领域，尤其涉及一种低功耗土壤墒情监测站。
背景技术
墒情是指土壤湿度的情况。土壤湿度是土壤的干湿程度，即土壤的实际含水量。土壤水是植物吸收水分的主要来源，通过对于土壤湿度的了解来判断农作物是否需要浇水灌溉。近些年我国建设了一批土壤含水量监测站来对土壤含水量进行监测。
在我国现有的土壤墒情监测站功能比较单一，只能进行土壤水分的监测，信息传输距离短，维护成本高。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了一种低功耗土壤墒情监测站，设置有图像传感器，可实现通过图像远程观测地表土壤墒情及农田作物长势情况；采用基于LoRa的低功耗超长距离物联网无线信息传输技术，技术成熟可靠；增加垂直轴阻力型风力发电装置，在连续恶劣天气条件下也能正常供电，进一步提高了土壤墒情监测站的可靠性节约了维护成本。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种低功耗土壤墒情监测站包括支撑杆、控制箱、供电装置和土壤墒情传感器组，所述控制箱内设置有电源管理模块、蓄电池、传感器控制模块、LoRa无线通讯模块和图像处理模块，所述图像处理模块电性连接有图像传感器，所述图像处理模块对图像传感器取得的图像进行压缩处理并对图像传感器的开启进行控制，所述图像处理模块连接有LoRa无线通讯模块，经过处理后的图像信息通过LoRa无线通讯模块进行无线远程传输，所述图像处理模块还接收LoRa无线通讯模块发送的开启或关闭图像传感器的控制指令；所述传感器控制模块电性连接有土壤墒情传感器组，所述传感器控制模块与LoRa无线通讯模块电性连接，所述传感器控制模块还电性连接图像处理模块；所述电源管理装置电性连接有供电装置和蓄电池，所述电源管理模块还电性连接有传感器控制模块和LoRa无线通讯模块，通过电源管理装置来控制供电装置对蓄电池的充电状态和蓄电池对土壤墒情监测站的放电状态。
进一步优化本技术方案，土壤墒情传感器组包括土壤水分传感器和土壤温度传感器，所述土壤水分传感器和土壤温度传感器分别与传感器控制模块电性连接。
进一步优化本技术方案，所述供电装置包括风电装置和太阳能电池板，所述风电装置主要由垂直轴阻力型风力转动的叶轮和发电机组成，所述叶轮同轴的与发电机的输入轴连接，所述发电机的本体固定在支撑杆的顶端。
进一步优化本技术方案，在图像传感器的可视范围内的地面中还设置有标志物。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：1、采用基于LoRa的低功耗超长距离物联网无线信息传输技术，技术成熟可靠；2、设置图像传感器和图像处理模块可对地表土壤的墒情变化情况进行远程监测；3、设置的温度传感器与土壤水分传感器进行配合测量提高了土壤墒情数据的可靠性。4、设置的风电装置可使监测站在连续阴雨天气中也能对蓄电池进行供电。
附图说明
图1为一种低功耗土壤墒情监测站的模块连接示意图。
图2为一种低功耗土壤墒情监测站的外部结构示意图。
图中：1、支撑杆；2、控制箱；3、供电装置；301、太阳能电池板；302、风电装置；3021、叶轮；3022、发电机；4、土壤墒情传感器组；401、土壤水分传感器；402、土壤温度传感器；5、图像传感器；501、标志物。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
具体实施方式：结合图1-2所示，一种低功耗土壤墒情监测站，包括支撑杆1、控制箱2、供电装置3和土壤墒情传感器组4，其特征在于：所述控制箱2内设置有电源管理模块、蓄电池、传感器控制模块、LoRa无线通讯模块和图像处理模块，所述图像处理模块电性连接有图像传感器5，在图像传感器5的可视范围内的地面中还设置有标志物501，所述图像处理模块对图像传感器5取得的图像进行压缩处理并对图像传感器5的开启进行控制，所述图像处理模块连接有LoRa无线通讯模块，经过处理后的图像信息通过LoRa无线通讯模块进行无线远程传输，所述图像处理模块还接收LoRa无线通讯模块发送的开启或关闭图像传感器5的控制指令；所述传感器控制模块电性连接有土壤墒情传感器组4，所述土壤墒情传感器组4包括土壤水分传感器401和土壤温度传感器402，所述土壤水分传感器401和土壤温度传感器402分别与传感器控制模块电性连接。所述传感器控制模块与LoRa无线通讯模块电性连接，所述传感器控制模块还电性连接图像处理模块；所述电源管理装置电性连接有供电装置3和蓄电池，所述供电装置3包括风电装置302和太阳能电池板301，所述风电装置302主要由垂直轴阻力型风力转动的叶轮3021和发电机3022组成，所述叶轮3021同轴的与发电机3022的输入轴连接，所述发电机3022的本体固定在支撑杆1的顶端。所述电源管理模块还电性连接有传感器控制模块和LoRa无线通讯模块，通过电源管理装置来控制供电装置3对蓄电池的充电状态和蓄电池对土壤墒情监测站的放电状态。
使用时，结合图1-2所示，土壤墒情监测站通过LoRa无线通讯模块与远程控制设备通讯连接，通过远程控制设备可以定时控制土壤墒情监测站的休眠或开启，进一步达到降低能耗的目的；通过传感器控制模块可对土壤水分传感器401和土壤温度传感器402进行数据采集和控制，并将转换后的信号发送给LoRa无线通讯模块，最终传输给远程控制设备；通过温度传感器可判断土壤是否有冻结现象发生，避免土壤水分传感器401测得的冻结土壤水分数据后上报造成判断失误；通过远程控制设备发送指令可随时通过图像处理模块获取地表图像信息，当发生洪涝灾害时可通过设置的地面标志物501判断洪水页面的高低；当出现连续阴雨天时通过设置的垂直轴阻力型风力转动的叶轮3021在风力作用下带动发电机3022转动，产生的电能可以给蓄电池充电；进一步保障了土壤墒情监测站的正常工作。
本实用新型的控制方式是通过控制器模块来自动控制，控制器模块的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，属于本领域的公知常识，并且本实用新型主要用来保护连接关系，所以本实用新型不再详细解释控制方式和电路连接。
应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (4)
1.一种低功耗土壤墒情监测站，包括支撑杆(1)、控制箱(2)、供电装置(3)和土壤墒情传感器组(4)，其特征在于：所述控制箱(2)内设置有电源管理模块、蓄电池、传感器控制模块、LoRa无线通讯模块和图像处理模块，所述图像处理模块电性连接有图像传感器(5)，所述图像处理模块对图像传感器(5)取得的图像进行压缩处理并对图像传感器(5)的开启进行控制，所述图像处理模块连接有LoRa无线通讯模块，经过处理后的图像信息通过LoRa无线通讯模块进行无线远程传输，所述图像处理模块还接收LoRa无线通讯模块发送的开启或关闭图像传感器(5)的控制指令；所述传感器控制模块电性连接有土壤墒情传感器组(4)，所述传感器控制模块与LoRa无线通讯模块电性连接，所述传感器控制模块还电性连接图像处理模块；所述电源管理装置电性连接有供电装置(3)和蓄电池，所述电源管理模块还电性连接有传感器控制模块和LoRa无线通讯模块，通过电源管理装置来控制供电装置(3)对蓄电池的充电状态和蓄电池对土壤墒情监测站的放电状态。
2.根据权利要求1所述的一种低功耗土壤墒情监测站，其特征在于：土壤墒情传感器组(4)包括土壤水分传感器(401)和土壤温度传感器(402)，所述土壤水分传感器(401)和土壤温度传感器(402)分别与传感器控制模块电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种低功耗土壤墒情监测站，其特征在于：所述供电装置(3)包括风电装置(302)和太阳能电池板(301)，所述风电装置(302)主要由垂直轴阻力型风力转动的叶轮(3021)和发电机(3022)组成，所述叶轮(3021)同轴的与发电机(3022)的输入轴连接，所述发电机(3022)的本体固定在支撑杆(1)的顶端。
4.根据权利要求1所述的一种低功耗土壤墒情监测站，其特征在于：在图像传感器(5)的可视范围内的地面中还设置有标志物(501)。
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