[發明專利]一種土壤參數的監測系統和方法

有效

• 申請號: 201710954608.1
• 申請日: 2017-10-13
• 公開（公告）號: CN107607690B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 程強;于洲;于淞;陳浩男;馬一涵
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 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 11002
• 代理人: 王瑩;李相雨

1.一種土壤參數的監測系統，其特征在于，包括：三維運行裝置和監測裝置；

所述三維運行裝置用于使所述監測裝置在水平和豎直方向運動；

所述三維運行裝置包括三維運行框架、第一運行裝置、第二運行裝置和第三運行裝置；

所述三維運行框架為立方體框架，用于放置所述第一運行裝置、所述第二運行裝置和所述第三運行裝置；

所述第一運行裝置和所述第二運行裝置均為導軌，用于使所述監測裝置在水平方向運動；所述第一運行裝置運動的方向和所述第二運行裝置運動的方向相互垂直；所述第一運行裝置和所述第二運行裝置使所述監測裝置運動的方向垂直；所述第三運行裝置垂直于所述第一運行裝置和所述第二運行裝置形成的水平面；所述第三運行裝置使所述監測裝置在豎直方向運動；

還包括輔助引導裝置；所述輔助引導裝置包括喇叭口、重錘和測量管，所述測量管埋置于土壤中，所述監測裝置進入所述測量管中測量土壤參數，所述喇叭口位于所述測量管的上部，所述重錘與所述監測裝置連接。

2.根據權利要求1所述的監測系統，其特征在于，所述第三運行裝置安裝在所述第一運行裝置的上側，所述第三運行裝置進一步包括繞線輪和電纜線，所述電纜線與所述繞線輪連接。

3.根據權利要求1所述的監測系統，其特征在于，所述三維運行裝置還包括四個限位開關，所述四個限位開關分別位于所述第一運行裝置的兩端和所述第二運行裝置的兩端，所述四個限位開關用于防止所述監測裝置脫離所述三維運行裝置。

4.根據權利要求1所述的監測系統，其特征在于，所述三維運行裝置還包括第一步進電機、第二步進電機和第三步進電機；

所述第一步進電機用于使所述監測裝置以所述第一運行裝置對應的運行方向運行，所述第二步進電機用于使所述監測裝置以所述第二運行裝置對應的運行方向運行，所述第三步進電機用于使所述監測裝置以所述第三運行裝置對應的運行方向運行；

所述第三步進電機安裝在所述第一運行裝置的上側，所述監測裝置與所述第三步進電機連接。

5.根據權利要求1所述的監測系統，其特征在于，所述監測裝置包括一個傳感探頭，用于監測所述土壤參數。

6.根據權利要求5所述的監測系統，其特征在于，所述傳感探頭包括溫度傳感器、水分傳感器和電導率傳感器中一種或者多種。

7.根據權利要求1所述的監測系統，其特征在于，所述監測系統還包括控制裝置，所述控制裝置用于控制所述監測裝置通過設定的運行方式在所述三維運行裝置上運動；所述控制裝置進一步包括：上位機和下位機；

所述上位機用于設定運行參數；所述下位機包括控制模塊和擴展接口，所述控制模塊用于接收所述上位機設定的所述運行參數并根據所述運行參數控制所述監測裝置在所述三維運行裝置上運動，所述控制模塊還用于接收所述監測裝置發送的所述土壤參數；

所述運行參數包括監測周期、監測點坐標、監測順序、監測深度間隔、監測最大深度以及傳感探頭與土壤表面的距離。

8.根據權利要求1所述的監測系統，其特征在于，所述監測系統還包括微調裝置，所述微調裝置用于調整所述三維運行裝置水平放置。

9.一種基于權利要求1到8任一項所述的土壤參數的監測系統進行土壤參數的監測方法，其特征在于，包括：

監測裝置通過設定的運行方式在三維運行裝置上運動；

所述監測裝置監測所述土壤參數，其中，對于具有相同水平坐標的多個監測點監測所述土壤參數時，自下而上監測獲取所述土壤參數；

所述監測裝置通過重錘牽引進入測量管，并監測所述測量管內的監測點的土壤參數；所述測量管的上部設有喇叭口。