[發(fā)明專利]一種農田環(huán)境的監(jiān)測裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810056479.5
• 申請日: 2008-01-18
• 公開（公告）號: CN101216482A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發(fā)明（設計）人: 孫宇瑞;李連駿;林劍輝
• 申請（專利權）人: 中國農業(yè)大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司
• 代理人: 王朋飛

技術領域

本發(fā)明涉及太陽能和數據采集技術領域，尤其涉及一種太陽能供電、測量土壤含水率與電導率及日照強度，應用于農田環(huán)境的監(jiān)測裝置。

背景技術

農作物的生長與其所處的農田環(huán)境息息相關，而土壤含水率、土壤電導率及日照強度是影響農作物生長的重要物理參數。隨著數據采集技術的不斷發(fā)展，用于測量農田環(huán)境的土壤含水率和土壤電導率的傳感器得到了廣泛地應用。

土壤含水率是指一定量土壤中含有水分的數量，常以占烘干土重或土壤容積的百分數表示。水是保證農作物生長的命脈，直接關系著農作物的產量與品質；土壤含水率的大小直接影響作物的生長，而掌握土壤含水率在作物生長期的變化，可以合理選用種植的農作物及適時地對農田進行灌溉。

土壤電導率是土壤鹽分、水分、有機質含量、土壤質地結構的綜合反映，對于農田作業(yè)有著重要的指導作用。測量土壤電導率的依據是土壤中的水溶性鹽是強電解質，其水溶液具有導電作用，而在一定的濃度范圍內，溶液的含鹽量與電導率呈正相關，含鹽量越高，溶液的滲透壓越大，電導率也越大。

日照強度對于農作物的光合作用有著重要影響。

在實現本發(fā)明過程中，發(fā)明人發(fā)現現有技術中至少存在如下問題：在農田環(huán)境下不能使用大面積鋪設地下電纜的集中供電方式，而供電電源一般采用普通電池，其使用壽命較短，而定期更換電池無論從能源消耗代價、環(huán)境保護還是人力勞動成本方面考慮都是不可取的。另外，在農田環(huán)境下信號的傳輸距離都較近，即使各種實用的工業(yè)總線技術日臻成熟，仍然無法通過有線方式實現傳感器輸出信號的長距離傳送。

發(fā)明內容

本發(fā)明實施例要解決的問題是提供一種農田環(huán)境的監(jiān)測裝置，以克服現有技術中供電電源壽命短和信號傳輸距離近的缺陷。

為達到上述目的，本發(fā)明實施例的技術方案提供一種農田環(huán)境的監(jiān)測裝置，所述裝置包括：復合在支撐桿(4)末端的土壤含水率傳感器(1)與土壤電導率傳感器(2)，所述土壤含水率傳感器(1)和土壤電導率傳感器(2)由絕緣環(huán)(3)隔開；所述支撐桿(4)為空心結構，所述土壤含水率傳感器(1)和土壤電導率傳感器(2)通過所述支撐桿(4)內部的同軸線(5)與傳感器信號調節(jié)單元(7)連接；太陽能電源(10)用于為所述裝置供電，并將電壓信息發(fā)送到信息采集單元(8)；所述信息采集單元(8)采集所述傳感器信號調節(jié)單元(7)的輸出信息，根據所述太陽能電源(10)發(fā)送的電壓信息獲取日照強度信息，并與無線收發(fā)模塊(9)進行數據傳輸。

其中，所述土壤含水率傳感器(1)由一個金屬圓錐體和一個金屬環(huán)組成。

其中，所述土壤電導率傳感器(2)由四個金屬環(huán)組成。

其中，所述絕緣環(huán)(3)由聚氯乙烯PVC材料制成。

其中，所述傳感器信號調節(jié)單元(7)包括振蕩器、檢波電路和運算放大器。

其中，所述信息采集單元(8)包括微處理器(14)、存儲器(15)、電平轉換單元(17)和運算放大單元(18)；所述微處理器(14)用于采集土壤含水率與電導率信息，并根據所述太陽能電源(10)發(fā)送的電壓信息獲取日照強度信息；所述存儲器(15)用于保存所述微處理器(14)采集的信息；所述電平轉換單元(17)用于將太陽能電源電平轉換為所述信息采集單元(8)的工作電平；所述運算放大單元(18)用于將所述太陽能電源(10)的輸出電壓放大。

其中，所述信息采集單元(8)還包括備用電池(16)，當所述太陽能電源(10)的電量不足以為所述裝置供電時，所述信息采集單元(8)將自動啟用所述備用電池(16)為所述裝置供電，并發(fā)出報警信息。

其中，所述微處理器(14)為型號為MSP430F149的單片機，所述存儲器(15)為FLASH閃存。

其中，所述太陽能電源(10)由多晶硅太陽能電池板(11)、蓄電池(12)與充電控制單元(13)構成；所述蓄電池(12)用于為所述裝置供電；所述充電控制單元(13)用于控制所述多晶硅太陽能電池板(11)為所述蓄電池(12)充電；所述多晶硅太陽能電池板(11)用于將電壓信息發(fā)送到所述信息采集單元(8)。

其中，所述傳感器信號調節(jié)單元(7)、信息采集單元(8)和無線收發(fā)模塊(9)置于塑料護罩(6)內部。

上述技術方案僅是本發(fā)明的一個優(yōu)選技術方案，具有如下優(yōu)點：本發(fā)明實施例采用太陽能電源對裝置進行供電，能夠保證裝置持續(xù)正常工作；并且，本發(fā)明實施例通過無線收發(fā)模塊傳輸數據，可以進行長距離的數據傳輸。

附圖說明