[發(fā)明專利]集成式過濕地表環(huán)境水位與土壤濕度監(jiān)測儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310080285.X
• 申請(qǐng)日: 2013-03-13
• 公開（公告）號(hào): CN103217190A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周德民;王舟;柳成亮;李小娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 周德民
• 主分類號(hào): G01D21/02
• 分類號(hào): G01D21/02
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;賀華廉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水位計(jì)，也涉及一種土壤濕度計(jì)，特別涉及一種將水位計(jì)與土壤濕度計(jì)集成為一體的監(jiān)測儀。

背景技術(shù)

過濕地表環(huán)境中水位及土壤濕度的測量，對(duì)于模擬和刻畫這一特殊生態(tài)環(huán)境背景下的水文生態(tài)過程具有重要作用。

然而，過濕地表環(huán)境又有其獨(dú)特之處，即同一測量點(diǎn)處有時(shí)被水淹沒，有時(shí)并無積水，水位高低以及土壤濕度的變化具有不確定性，這給監(jiān)測工作帶來了很大的困難。

目前常用的做法是，在同一測量點(diǎn)處同時(shí)設(shè)置水位計(jì)與土壤濕度計(jì)，分別記錄水位與土壤濕度信息，所述水位計(jì)以及土壤濕度計(jì)測量得到的信息儲(chǔ)存在旁邊的數(shù)據(jù)箱內(nèi)，每隔一個(gè)監(jiān)測周期，用數(shù)據(jù)線連接數(shù)據(jù)箱，將信息取走。

然而，現(xiàn)有的設(shè)備集成化程度不高，接線比較復(fù)雜，在極端野外條件（冰凍、腐蝕等）下，容易使設(shè)備、接線或數(shù)據(jù)箱的接口受損。一旦受損，則該監(jiān)測周期（幾個(gè)月甚至一年）內(nèi)的水位/土壤濕度信息將全部丟失或因?yàn)榫葻o法保證而無法使用，給下一步的數(shù)據(jù)分析和整個(gè)監(jiān)測計(jì)劃的實(shí)施帶來了極大阻礙。目前，專門針對(duì)過濕地表環(huán)境的而開發(fā)設(shè)計(jì)的儀器并不多。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于：提供一種集成式過濕地表環(huán)境水位與土壤濕度監(jiān)測儀，將水位計(jì)與土壤濕度計(jì)整合為一體，使用一臺(tái)儀器即可完成兩項(xiàng)工作，而且水位測量與土壤濕度測量可以自動(dòng)切換，采樣周期及單位轉(zhuǎn)換可由用戶交互設(shè)定，給過濕地表環(huán)境原位河流水位/土壤濕度監(jiān)測工作帶來了極大的方便。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種集成式過濕地表環(huán)境水位與土壤濕度監(jiān)測儀，其特征在于：整體呈桿狀，包括一體連接的土壤濕度計(jì)與水位計(jì)，所述監(jiān)測儀插入過濕地表環(huán)境下的監(jiān)測區(qū)域中，所述土壤濕度計(jì)位于地表以下，用于測量土壤濕度，所述水位計(jì)位于地表以上，用于測量水位。

所述的集成式過濕地表環(huán)境水位與土壤濕度監(jiān)測儀，其中：所述監(jiān)測儀具有的儀表艙室中設(shè)有智能芯片和存儲(chǔ)設(shè)備，所述智能芯片以及存儲(chǔ)設(shè)備均與所述土壤濕度計(jì)以及水位計(jì)分別實(shí)現(xiàn)電路連接，在所述水位計(jì)監(jiān)測到地表有水的情況下，所述存儲(chǔ)設(shè)備接收所述水位計(jì)測量到的數(shù)據(jù)；在所述水位計(jì)監(jiān)測到地表無水的情況下，所述存儲(chǔ)設(shè)備接收所述土壤濕度計(jì)測量到的數(shù)據(jù)，所述智能芯片并能夠按照用戶的需要實(shí)現(xiàn)采樣周期和測量單位轉(zhuǎn)換的設(shè)定。

所述的集成式過濕地表環(huán)境水位與土壤濕度監(jiān)測儀，其中，所述智能芯片連接有下述各模塊：

電源，用于供電；

日歷時(shí)鐘芯片，用于計(jì)時(shí)；

鍵盤，用于參數(shù)設(shè)定；

顯示模塊，用于顯示信息；

信號(hào)調(diào)理電路，分別與儀器內(nèi)部溫濕度傳感器、所述水位計(jì)以及所述土壤濕度計(jì)相連，從而將傳感器測量到的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理后傳送到所述智能芯片；

所述存儲(chǔ)設(shè)備，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；

USB傳輸接口，供外擴(kuò)存儲(chǔ)器進(jìn)行數(shù)據(jù)提?。?/p>

GPRS無線收發(fā)模塊，用于進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信或者發(fā)送報(bào)修信號(hào)；

其中，所述智能芯片啟動(dòng)的時(shí)候，進(jìn)行以下步驟：

首先通過鍵盤與所述顯示模塊進(jìn)行參數(shù)交互設(shè)定，以對(duì)智能芯片以及所述各模塊進(jìn)行初始化；

所述智能芯片檢查所述電源的電量是否充足，并通過所述內(nèi)部溫濕度傳感器檢查內(nèi)部溫濕度環(huán)境是否正常，若不正常，則通過所述GPRS無線收發(fā)模塊發(fā)送報(bào)修信號(hào)，若正常，則繼續(xù)；

接著，按照設(shè)定程序，水位傳感器啟動(dòng)，單片機(jī)芯片進(jìn)入數(shù)據(jù)接收模式。若水位傳感器無讀數(shù)，說明地面無水，則所述土壤濕度計(jì)啟動(dòng)，而所述水位測量元件關(guān)閉；若有讀數(shù)，說明地面有水，則所述土壤濕度計(jì)繼續(xù)處于關(guān)閉狀態(tài)，而所述水位測量元件按照設(shè)定的工作周期持續(xù)工作；

所述土壤濕度傳感器或者所述水位測量元件采集的數(shù)據(jù)，將有三種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式：（1）存入所述存儲(chǔ)設(shè)備，（2）通過USB傳輸接口存入外擴(kuò)存儲(chǔ)器，（3）通過所述GPRS無線收發(fā)模塊發(fā)送出去；

在一個(gè)工作周期結(jié)束后，所述智能芯片以及所述各模塊進(jìn)入系統(tǒng)休眠狀態(tài)。

所述的集成式過濕地表環(huán)境水位與土壤濕度監(jiān)測儀，其中：所述土壤濕度計(jì)包括外框體以及設(shè)于所述外框體內(nèi)的數(shù)個(gè)處于不同深度的探針基座，在其中至少一個(gè)探針基座上安裝有土壤濕度探針，所述土壤濕度探針能夠從所述外框體側(cè)面伸出；所述土壤濕度探針還連接所述數(shù)據(jù)處理模塊。