[實用新型]一種植被?土壤系統環境參數監測系統

有效

• 申請號: 201720215714.3
• 申請日: 2017-03-07
• 公開（公告）號: CN206959892U
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 李素清;韓錦濤;狄曉艷;武冬梅;卡斯滕·李博
• 申請（專利權）人: 山西大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 山西五維專利事務所(有限公司)14105
• 代理人: 郭海燕

1.一種植被-土壤系統環境參數監測系統，其特征在于，包括傳感器單元(1)、遠端數據采集監測控制器(2)、植被-土壤系統環境參數監測服務器(3)和至少一個終端(4)；其中：

所述傳感器單元(1)包括多種傳感器，每個傳感器分別與遠端數據采集監測控制器(2)連接；

所述遠端數據采集監測控制器(2)包括數據采集模塊(21)、數據存儲模塊(22)、無線通信模塊(23)、時鐘模塊(24)、綜合數據控制器(25)、電源模塊(26)和人機接口模塊(27)；傳感器單元(1)中的每個傳感器都分別與數據采集模塊(21)連接以將每個傳感器的信號發送給數據采集模塊(21)，數據采集模塊(21)采集到每個傳感器的信號后將信號發送給綜合數據控制器(25)，綜合數據控制器(25)一方面發送給數據存儲模塊(22)存儲起來，另一方面綜合數據控制器(25)與人機接口模塊(27)相連接用于在綜合數據控制器(25)的控制下識別各種輸入信號、按鍵指令，并對所述遠端數據采集監測控制器的當前工作或操作響應狀態進行顯示；綜合數據控制器(25)與時鐘模塊(24)相連接實現時鐘同步和時鐘校準；綜合數據控制器(25)與無線通信模塊(23)相連接用于在綜合數據控制器的控制下進行數據的打包與發射；所述電源模塊(26)用于為傳感器單元(1)和遠端數據采集監測控制器(2)供電，并在所述綜合數據控制器(25)的控制下進行供電的定時啟動及休眠；

所述植被-土壤系統環境參數監測服務器(3)和所述至少一個終端(4)分別與所述遠端數據采集監測控制器遠程連接，所述植被-土壤系統環境參數監測服務器用于對接收到各遠程測試節點即遠端數據采集監測控制器上傳的環境監測參數進行接收和數據庫分析管理，所述至少一個終端用于實時獲取并顯示所述遠端數據采集監測控制器采集到的環境參數進行實時顯示、動態監測和分析比對，以對植被-土壤系統的生存環境參數數據進行分層同步、實時定位監測。

2.根據權利要求1所述的植被-土壤系統環境參數監測系統，其特征在于，所述的傳感器單元(1)包括多層土壤溫度濕度傳感器、二氧化碳傳感器、風速傳感器、土壤蒸發量傳感器和多層土壤酸堿度傳感器，所述多層土壤溫度濕度傳感器插入待測的土壤中；二氧化碳傳感器設置在待測土壤的上方，風速傳感器可以根據需要設置于植被或灌木的上方、樹木的中下部監測植物的通風情況，土壤蒸發量傳感器設置于土壤地表的上方和多層土壤酸堿度傳感器需插入待測的土壤中。

3.根據權利要求1所述的植被-土壤系統環境參數監測系統，其特征在于，所述傳感器單元(1)與所述數據采集模塊(21)之間通過RS485接口連接，所述數據采集模塊(21)至少包括RS485接口匹配電路、模擬信號調理電路、ADC轉換電路和數據采集編碼電路；其中，所述RS485接口匹配電路與所述傳感器單元(1)和所述數據采集編碼電路連接，所述模擬信號調理電路與所述傳感器單元(1)和所述ADC轉換電路連接，所述ADC轉換電路還與所述數據采集編碼電路連接；

其中，當所述傳感器單元(1)輸入數據采集模塊(21)的信號為模擬信號時，模擬信號調理電路將模擬信號轉換為與ADC轉換電路相匹配的電信號，ADC轉換電路將相匹配的電信號轉換為數字信號后輸出至數據采集編碼電路，由數據采集編碼電路對所述數字信號進行編碼；當傳感器單元(1)輸入數據采集模塊(21)的信號為RS485數字信號時，RS485接口匹配電路用于對所述RS485數字信號進行接口匹配后，將匹配后的RS485數字信號輸出至所述數據采集編碼電路，由所述數據采集編碼電路對所述匹配后的RS485數字信號進行編碼。

4.根據權利要求1所述的植被-土壤系統環境參數監測系統，其特征在于，所述電源模塊(26)至少包括太陽能板、充電控制電路、放電控制電路、蓄電池、電源轉換電路和電源電子開關；所述蓄電池用于存儲電能，并在晚上或者陰雨天氣為所述傳感器單元(1)和所述遠端數據采集監測控制器(2)供電；所述充電控制電路和放電控制電路分別與綜合數據控制器和蓄電池連接，用于在綜合數據控制器的作用下對蓄電池的充放電進行管理；所述電源轉換電路用于將所述電源模塊的電能轉換為與傳感器單元(1)、數據采集模塊(21)、綜合數據控制器(25)、數據存儲模塊(22)和無線通信模塊(23)供電的供電電壓匹配的電壓；所述電源電子開關用于在綜合數據控制器(25)的控制下對電源模塊(26)進行定時啟動或關閉。