一種遠(yuǎn)程土壤水勢(shì)溫度測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種遠(yuǎn)程土壤水勢(shì)溫度測(cè)量系統(tǒng)，包括：多個(gè)土壤水勢(shì)溫度傳感器、總線數(shù)據(jù)采集器、服務(wù)器和用戶，每個(gè)所述土壤溫度傳感器均連接在所述總線數(shù)據(jù)采集器上，所述總線數(shù)據(jù)采集器接收土壤水勢(shì)溫度傳感器測(cè)量的土壤水勢(shì)溫度信息并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至服務(wù)器，用戶與服務(wù)器之間通過(guò)Email進(jìn)行數(shù)據(jù)交換并接收土壤水勢(shì)溫度信息。本實(shí)用新型的有益效果是測(cè)量?jī)x器體積小巧玲瓏，便于攜帶，可以同時(shí)測(cè)量水勢(shì)和溫度；基于GPRS可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程獲取測(cè)量數(shù)據(jù)，應(yīng)用Email進(jìn)行數(shù)據(jù)交換極為簡(jiǎn)單、方便，不用申請(qǐng)固定IP，不用去申請(qǐng)動(dòng)態(tài)域名解析，只要填寫郵箱地址，即可遠(yuǎn)程獲取數(shù)據(jù)和修改配置參數(shù)。
【專利說(shuō)明】一種遠(yuǎn)程土壤水勢(shì)溫度測(cè)量系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
:
[0001]本實(shí)用新型涉及一種土壤測(cè)量系統(tǒng)，特別是一種遠(yuǎn)程土壤水勢(shì)溫度測(cè)量系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]土壤是陸生植物生活的基質(zhì)，是生態(tài)系統(tǒng)中非常重要的生態(tài)因子、植物的根系與土壤有著極大的接觸面，在植物和土壤之間進(jìn)行著頻繁的物質(zhì)交換。因此通過(guò)控制土壤因素就可影響植物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量。無(wú)論是從事生態(tài)學(xué)研究，還是從事農(nóng)業(yè)研究特別是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究，對(duì)土壤因素的長(zhǎng)期測(cè)量是非常重要的。
[0003]傳統(tǒng)的測(cè)量方法主要是人工攜帶儀器到現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，安裝麻煩，需要耗費(fèi)大量的人力，效率低，獲取的數(shù)據(jù)也因?yàn)樗釅A和鹽分的影響而不準(zhǔn)確，甚至在冰凍的條件下無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于地理位置偏遠(yuǎn)且條件艱苦的地點(diǎn)，獲取數(shù)據(jù)的成本非常高，很難實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定方便的監(jiān)測(cè)，因此迫切需要能夠長(zhǎng)期在線監(jiān)測(cè)且能遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)的土壤監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為了有效解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型目的在于提供一種遠(yuǎn)程土壤水勢(shì)溫度測(cè)量系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型提供一種遠(yuǎn)程土壤水勢(shì)溫度測(cè)量系統(tǒng)，包括:
[0006]多個(gè)土壤水勢(shì)溫度傳感器，設(shè)置在需要測(cè)量的土壤中用于測(cè)量土壤水勢(shì)溫度信息；所述土壤水勢(shì)溫度傳感器包括傳感頭和處理器，傳感頭與處理器之間通過(guò)信號(hào)傳輸線連接，所述處理器包括溫度測(cè)量電路、單片機(jī)、數(shù)字輸出電路、電源穩(wěn)壓電路，所述電源穩(wěn)壓電路分別與溫度測(cè)量電路、單片機(jī)、數(shù)字輸出電路連接，所述溫度測(cè)量電路和數(shù)字輸出電路與單片機(jī)連接；
[0007]總線數(shù)據(jù)采集器，每個(gè)所述土壤溫度傳感器均連接在所述總線數(shù)據(jù)采集器上，所述總線數(shù)據(jù)采集器接收土壤水勢(shì)溫度傳感器測(cè)量的土壤水勢(shì)溫度信息并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至服務(wù)器；
[0008]服務(wù)器，接收所述總線數(shù)據(jù)采集器發(fā)送的土壤水勢(shì)溫度信息；
[0009]用戶，用戶與服務(wù)器之間通過(guò)Email進(jìn)行數(shù)據(jù)交換并接收土壤水勢(shì)溫度信息；
[0010]所述總線數(shù)據(jù)采集器設(shè)有內(nèi)嵌式GPRS模組；
[0011 ] 所述網(wǎng)絡(luò)包括GPRS網(wǎng)絡(luò)和INTERNET網(wǎng)絡(luò)，所述GPRS模組依次通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)、INTERNET網(wǎng)絡(luò)將土壤水勢(shì)溫度信息發(fā)送至服務(wù)器；
[0012]進(jìn)一步地，所述土壤水勢(shì)溫度傳感器與總線數(shù)據(jù)采集器之間通過(guò)SD1-12標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行信號(hào)的輸出和獲?。?br> [0013]進(jìn)一步地，所述測(cè)量系統(tǒng)還包括電源模塊，其供電電壓為12V，所述電源模塊連接在總線數(shù)據(jù)采集器上；
[0014]進(jìn)一步地，所述總線數(shù)據(jù)采集器的存儲(chǔ)容量為2MB ；
[0015]進(jìn)一步地，所述測(cè)量系統(tǒng)的溫度測(cè)量范圍為-60?+80°C。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果是測(cè)量?jī)x器體積小巧玲瓏，便于攜帶，可以同時(shí)測(cè)量水勢(shì)和溫度；基于GPRS可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程獲取測(cè)量數(shù)據(jù)，應(yīng)用Email進(jìn)行數(shù)據(jù)交換極為簡(jiǎn)單、方便，不用申請(qǐng)固定IP，不用去申請(qǐng)動(dòng)態(tài)域名解析，只要填寫郵箱地址，即可遠(yuǎn)程獲取數(shù)據(jù)和修改配置參數(shù)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0019]相反，本實(shí)用新型涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本實(shí)用新型的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進(jìn)一步，為了使公眾對(duì)本實(shí)用新型有更好的了解，在下文對(duì)本實(shí)用新型的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)沒(méi)有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本實(shí)用新型。下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]參見(jiàn)圖1，一種遠(yuǎn)程土壤水勢(shì)溫度測(cè)量系統(tǒng)包括多個(gè)土壤水勢(shì)溫度傳感器、總線數(shù)據(jù)采集器、電源模塊、GPRS網(wǎng)絡(luò)、INTERNET網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器和用戶，其中總線數(shù)據(jù)采集器設(shè)置有內(nèi)嵌式GPRS模組；所述電源模塊和土壤水勢(shì)溫度傳感器分別通過(guò)電纜與總線數(shù)據(jù)采集器連接，土壤水勢(shì)溫度傳感器測(cè)量并產(chǎn)生土壤水勢(shì)溫度信號(hào)，將土壤水勢(shì)溫度信號(hào)發(fā)送至總線數(shù)據(jù)采集器，總線數(shù)據(jù)采集器應(yīng)用內(nèi)嵌式GPRS組件將土壤水勢(shì)溫度信號(hào)依次通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)、INTERNET網(wǎng)絡(luò)傳送至服務(wù)器，所述GPRS網(wǎng)絡(luò)通過(guò)IP協(xié)議連接INTERNET網(wǎng)絡(luò)，月艮務(wù)器與用戶通過(guò)Email進(jìn)行交換數(shù)據(jù)，服務(wù)器將土壤水勢(shì)溫度信息發(fā)送給用戶。采用Email方式發(fā)送給用戶，極為方便，區(qū)別于其他遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，應(yīng)用本實(shí)用新型的用戶不用去申請(qǐng)固定IP，不用去申請(qǐng)動(dòng)態(tài)域名解析，只要填寫郵箱地址，即可遠(yuǎn)程獲取數(shù)據(jù)和修改配置參數(shù)。
[0021]所述土壤水勢(shì)溫度傳感器包括傳感頭和處理器，傳感頭與處理器之間通過(guò)PCB的信號(hào)傳輸線連接，傳感頭為熱敏電阻溫度傳感器，處理器包括溫度測(cè)量電路、單片機(jī)、數(shù)字輸出電路、電源穩(wěn)壓電路，所述電源穩(wěn)壓電路分別與溫度測(cè)量電路、單片機(jī)、數(shù)字輸出電路連接以提供穩(wěn)定電壓，其中單片機(jī)包括模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和模型運(yùn)算單元，溫度測(cè)量電路與溫度傳感器連接，通過(guò)PCB上的信號(hào)傳輸線將溫度傳感器測(cè)量的溫度信號(hào)傳輸至溫度測(cè)量電路中。
[0022]溫度測(cè)量電路將溫度信號(hào)傳送到單片機(jī)中，數(shù)字輸出電路連接該單片機(jī)，溫度信號(hào)經(jīng)過(guò)單片機(jī)中的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)經(jīng)數(shù)字輸出電路輸出，模型運(yùn)算單元根據(jù)溫度與水勢(shì)之間的關(guān)系將溫度的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為水勢(shì)之后，再經(jīng)數(shù)字輸出電路輸出。數(shù)字輸出電路是采用SD1-12標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議輸出，并通過(guò)電纜將測(cè)量信號(hào)傳輸至總線數(shù)據(jù)采集器中。
[0023]溫度變化引起土壤水勢(shì)的變化量稱之為水勢(shì)的溫度系數(shù)，溫度變化與水勢(shì)之間的關(guān)系可以用指數(shù)函數(shù)來(lái)擬合，具體的指數(shù)根據(jù)測(cè)量的經(jīng)驗(yàn)曲線來(lái)率定。
[0024]應(yīng)用所述土壤水勢(shì)溫度傳感器可以同時(shí)測(cè)量水勢(shì)和溫度，攜帶方便；冰凍狀態(tài)亦可正常使用，免田間維護(hù)，極其穩(wěn)定，不需要針對(duì)土壤類別進(jìn)行標(biāo)定，體積小巧玲瓏，適合多種測(cè)量環(huán)境，具有長(zhǎng)期的高穩(wěn)定性。
[0025]所述電源模塊為12V免維護(hù)電池；土壤水勢(shì)溫度傳感器與總線數(shù)據(jù)采集器之間通過(guò)SD1- 12標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議實(shí)現(xiàn)信號(hào)的輸出和獲取。
[0026]本實(shí)用新型的水勢(shì)測(cè)量范圍:0?lOOOMpa，水勢(shì)測(cè)量精度:±7.43，溫度測(cè)量范圍:-60?+80°C，溫度測(cè)量精度:±0.05°C，總線數(shù)據(jù)采集器存儲(chǔ)容量:2MB。
[0027]本實(shí)用新型的有益效果是測(cè)量?jī)x器體積小巧玲瓏，便于攜帶，可以同時(shí)測(cè)量水勢(shì)和溫度；基于GPRS可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程獲取測(cè)量數(shù)據(jù)，應(yīng)用Email進(jìn)行數(shù)據(jù)交換極為簡(jiǎn)單、方便，不用申請(qǐng)固定IP，不用去申請(qǐng)動(dòng)態(tài)域名解析，只要填寫郵箱地址，即可遠(yuǎn)程獲取數(shù)據(jù)和修改配置參數(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種遠(yuǎn)程土壤水勢(shì)溫度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括: 多個(gè)土壤水勢(shì)溫度傳感器，設(shè)置在需要測(cè)量的土壤中用于測(cè)量土壤水勢(shì)溫度信息；所述土壤水勢(shì)溫度傳感器包括傳感頭和處理器，傳感頭與處理器之間通過(guò)信號(hào)傳輸線連接，所述處理器包括溫度測(cè)量電路、單片機(jī)、數(shù)字輸出電路、電源穩(wěn)壓電路，所述電源穩(wěn)壓電路分別與溫度測(cè)量電路、單片機(jī)、數(shù)字輸出電路連接，所述溫度測(cè)量電路和數(shù)字輸出電路與單片機(jī)連接； 總線數(shù)據(jù)采集器，每個(gè)所述土壤溫度傳感器均連接在所述總線數(shù)據(jù)采集器上，所述總線數(shù)據(jù)采集器接收土壤水勢(shì)溫度傳感器測(cè)量的土壤水勢(shì)溫度信息并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至服務(wù)器； 服務(wù)器，接收所述總線數(shù)據(jù)采集器發(fā)送的土壤水勢(shì)溫度信息； 用戶，用戶與服務(wù)器之間通過(guò)Email進(jìn)行數(shù)據(jù)交換并接收土壤水勢(shì)溫度信息； 所述總線數(shù)據(jù)采集器設(shè)有內(nèi)嵌式GPRS模組； 所述網(wǎng)絡(luò)包括GPRS網(wǎng)絡(luò)和INTERNET網(wǎng)絡(luò)，所述GPRS模組依次通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)、INTERNET網(wǎng)絡(luò)將土壤水勢(shì)溫度信息發(fā)送至服務(wù)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述土壤水勢(shì)溫度傳感器與總線數(shù)據(jù)采集器之間通過(guò)SD1-12標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行信號(hào)的輸出和獲取。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)量系統(tǒng)還包括電源模塊，其供電電壓為12V，所述電源模塊連接在總線數(shù)據(jù)采集器上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述總線數(shù)據(jù)采集器的存儲(chǔ)容量為2MB。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)量系統(tǒng)的溫度測(cè)量范圍為-60 ?+80°C。
【文檔編號(hào)】G08C17/02GK203964949SQ201420112823
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月12日
【發(fā)明者】蘇布達(dá), 李修倉(cāng), 翟松 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所, 南京信息工程大學(xué), 國(guó)家氣候中心, 北京杰普森環(huán)境技術(shù)研究中心有限公司