[發(fā)明專利]基于GPS/GPRS/GSM的新型便攜式土壤水分監(jiān)測儀

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110364200.1
• 申請日: 2011-11-17
• 公開（公告）號: CN102507907A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬友華;江朝暉;支孝勤;檀春節(jié);馬中文
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G08C17/02
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域：

????本發(fā)明涉及土壤墑情監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及土壤容積含水量的遠程、自動、便攜監(jiān)測及監(jiān)測位置、時間等信息的獲取。

背景技術(shù)：

中國糧食生產(chǎn)基地旱澇災(zāi)害頻發(fā)，嚴(yán)重制約了糧食安全。土壤的水分含量、耕作特性等對農(nóng)作物的產(chǎn)量影響很大，因此在每年的春播、秋種時節(jié)要及時、準(zhǔn)確地獲得土壤墑情，以便合理安排灌溉。傳統(tǒng)的方法是人工測量土壤墑情，由于耕作范圍大，不僅要耗費大量的人力、物力，而且時效性較差，往往耽誤農(nóng)時。

土壤含水量是土壤墑情的重要指標(biāo)。土壤含水量的實時、在線監(jiān)測是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)面臨的課題，既要求對土壤濕度的準(zhǔn)確性、均勻性、波動性進行客觀的計量監(jiān)測，同時又有快速、方便、規(guī)范化等要求。對土壤濕度的測量經(jīng)歷了一個漫長的發(fā)展過程，早期采用機械式濕度記錄儀，其體積龐大，精度低，響應(yīng)時間長，檢測誤差為5%，數(shù)據(jù)由人工記錄，不僅費時費力，而且容易出現(xiàn)故障；之后出現(xiàn)的巡檢儀、無紙記錄儀也因體積大、成本高、需外接電源，未能大量使用；后期采用高分子濕敏電容或濕敏電阻作為濕度傳感器，雖然提高了測量的精度，但是測量電路很復(fù)雜，給應(yīng)用帶來了諸多不便。

目前，國內(nèi)外都致力于研究精度更高、體積更小、功耗更低、功能更齊全的智能型土壤濕度檢測儀。例如，北京盟創(chuàng)偉業(yè)的SU-LA手持土壤水分測試儀、錦州陽光的土壤水分檢測儀、浙江托普的土壤水分測量儀等等，可以實現(xiàn)基本的測量功能，但是在適用場所、測量精度、智能化等方面還不能完全滿足要求；美國、澳大利亞、巴西等國家研制出一些先進的儀器，像梅特勤-托利多（METZER?TOLEDO）公司的水分測試儀、麥斯特?(MoistTech)土壤水分檢測儀等，但是價格昂貴，對于科研院所和精確測量實驗室等還可以接受，不能廣泛推廣到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。

總的來說，目前使用的便攜式土壤含水量測量儀器主要有下列缺點：

(1)現(xiàn)有的土壤水分測量儀器的便攜式與無線發(fā)送不能兼?zhèn)洌潜銛y式的就不帶無線發(fā)送功能，有無線發(fā)送數(shù)據(jù)功能就不是便攜式儀器；

(2)測量數(shù)據(jù)先保存在存儲器或SD卡中，測量結(jié)束后將數(shù)據(jù)導(dǎo)入計算機進行后續(xù)處理，不僅易發(fā)生數(shù)據(jù)丟失，而且測量數(shù)據(jù)不能及時應(yīng)用；

(3)缺乏測量位置、實時時間等輔助信息的自動獲取，測量時由人工記錄測量位置，根據(jù)人工或測量儀器時鐘獲得測量時間，容易引起數(shù)據(jù)錯亂和誤差。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于土壤墑情監(jiān)測的需求和現(xiàn)有便攜式土壤含水量測量儀器存在的主要問題，本發(fā)明研制一種基于GPS/GPRS/GSM的新型便攜式土壤水分監(jiān)測儀，實現(xiàn)土壤容積含水量的遠程、自動監(jiān)測及監(jiān)測位置、時間的準(zhǔn)確獲取、無線發(fā)送，具有精度高、實時高效、多功能、使用方便的特點。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種提供能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確、自動化、智能化提供墑情的基于GPS/GPRS/GSM的新型便攜式土壤水分監(jiān)測儀。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

基于GPS/GPRS/GSM的便攜式土壤水分監(jiān)測儀，包括信息采集模塊、處理控制模塊、顯示模塊、電源模塊，所述信息采集模塊包括GPS模塊和土壤水分傳感器；所述處理控制模塊是單片機，所述單片機中包括A/D轉(zhuǎn)換器、串行口1、串行口2；所述GPS模塊、土壤水分傳感器、顯示模塊均與單片機相連接，其特征在于：所述土壤水分監(jiān)測儀還包括有遠程傳輸模塊，所述遠程傳輸模塊包括有GPRS/GSM模塊、按鍵選擇模塊，所述GPRS/GSM模塊與單片機連接，所述電源模塊能輸出多路直流電壓，各電壓輸出端分別與GPS模塊、土壤水分傳感器、單片機、顯示模塊、GPRS/GSM模塊連接；所述GPS模塊監(jiān)測到的信息通過串行口2傳輸?shù)斤@示模塊，所述土壤水分傳感器監(jiān)測到的信息通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后通過串行口2傳輸?shù)斤@示模塊、通過串行口1傳輸?shù)紾PRS/GSM模塊，通過按鍵選擇模塊的選擇，GPRS/GSM模塊把得到的信息發(fā)送至中心站或手機。

所述的一種基于GPS/GPRS/GSM的便攜式土壤水分監(jiān)測儀，其特征在于：所述顯示模塊是LCD顯示器。

所述的一種基于GPS/GPRS/GSM的便攜式土壤水分監(jiān)測儀，其特征在于：所述電源模塊可采用干電池或可充電電池供電，所述電源模塊的輸入電壓范圍為4.5V-8V；

輸出電壓端與單片機之間連接有升壓模塊、穩(wěn)壓模塊；

輸出電壓端與土壤水分傳感器、GPS模塊、GPRS/GSM模塊之間連接有升壓模塊；