[發明專利]北方草原荒漠化的自動化監測裝置

有效

• 申請號: 201310304359.3
• 申請日: 2013-07-19
• 公開（公告）號: CN103344283A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 宣傳忠;馬彥華;武佩;蘇赫;劉艷秋;祁飛;通霏;李建宇
• 申請（專利權）人: 內蒙古農業大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01W1/04;G08C17/02
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 趙永偉

技術領域

本發明涉及一種北方草原荒漠化自動化監測裝置，安裝在北方草原地區，利用傳感器對草原的環境參數進行實時采集和保存，并通過無線移動通信網絡(GPRS)發送到異地的服務器上，為草原的荒漠化的分析和預測提供基礎的理論數據，該裝置測量的環境參數精確全面，屬于環境監測領域。

背景技術

我國北方的草地資源是農業自然資源中面積最大，最為主要的國土資源。草地資源不僅是發展草原畜牧業的物質基礎，又是維持生態平衡的重要屏障。草原除具有飼養牲畜增加牧民收入的經濟價值外，還具有防風固沙、凈化空氣、涵養水源、防止水土流失、保護生態環境等多種生態價值。長期以來，國內由于人口的不斷增長和經濟的迅速發展，人們對草地資源的掠奪利用，草地資源荒漠化、沙化十分嚴重，需要一套高精度且適合北方草原荒漠化的自動化監測裝置，長期對草原的生態環境進行監測，獲取穩定可靠的數據對草原荒漠化進行評估。

現有的草原生態環境監測裝置，存在的主要問題有：1、受限于監測裝置所能容納的檢測通道數目，所能測量的環境參數少，同時，傳感器位置的布置具有隨意性，利用這些監測數據就不能精確的進行草原荒漠化的評估；2、北方草原地區冬季寒冷、春秋季風沙較大的特點，部分傳感器在這種條件下不能夠正常的工作，未能做做防護處理；3、監測裝置的核心是數據采集發送終端，負責傳感器數據的定時采集，并通過網絡將采集的數據發送出去，由于傳感器在使用過程中的磨損和老化，需要定期的對傳感器進行校準，而現有的數據采集發送終端缺乏傳感器校準模塊，使得采集的數據隨著時間的增加越來越不準確。4、草原地區的監測裝置由于沒有供電電源，一般采用太陽能進行供電，降低能耗保證能源供給是長期自動化監測的前提，現有監測裝置沒有對降低監測裝置的能耗提供解決方法。

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發明內容

本發明提供一種為了實現北方草原荒漠化的自動化監測，設計了16個通道進行環境數據測量，分別采集大氣環境和土壤的參數，其中14個通道是模擬量通道，連接的傳感器輸出要求符合工業標準的4-20mA的電流量，2個通道是脈沖量通道，連接的傳感器輸出是脈沖量。本發明的技術方案是：一種北方草原荒漠化的自動化監測裝置，包括支架（15）、導線（16）和數據采集發送終端（6），所述支架（15）的底端固定安裝在地表以下，在地表以上的支架（15）上從上至下依次安裝有太陽能電池板（1）、鉛蓄電池（2）、水平支桿（17）和數據采集發送終端（6），所述的數據采集發送終端（6）和蓄電池（2）放置在密閉的防水箱中；地上空氣溫濕度傳感器（3）、地上CO₂傳感器（4）和風速傳感器（5）安裝在水平支桿（17）上；總輻射量傳感器（7）、地表空氣溫濕度傳感器（8）、地表CO₂傳感器（9）、蒸發量傳感器（10）和降雨量傳感器（11）緊貼于地表，土壤水分溫度傳感器埋在地下，所有的傳感器和數據采集發送終端（6）通過鉛蓄電池（2）進行供電，太陽能電池板（1）與鉛蓄電池（2）相連接，給蓄電池（2）充電；所有傳感器的信號線均通過支架（15）內的導線與數據采集發送終端（6）連接。

所述的地上空氣溫濕度傳感器（3）、地上CO₂傳感器（4）和風速傳感器（5）距離地面的高度是50cm；土壤水分溫度傳感器包括上土壤水分溫度傳感器（12）、中土壤水分溫度傳感器（13）和下土壤水分溫度傳感器（14），距離地表的距離分別是10cm、50cm和100cm。