本發(fā)明屬于遠程數(shù)據(jù)采集監(jiān)測系統(tǒng)，主要涉及一種基于授時定位的大田土壤多點溫度遠程數(shù)據(jù)采集監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術：

在農業(yè)生產作業(yè)過程中，土壤是植物的生長發(fā)育最直接的物質基礎，土壤中有機物、無機物的積累、轉化為植物的生長提供直接的營養(yǎng)環(huán)境。在諸多影響植物生長的環(huán)境因子中，土壤溫度又是直接或間接影響植物生長和發(fā)育的重要環(huán)境因子，許多植物生理過程(如養(yǎng)分傳輸、氣孔導度、二氧化碳的吸收、蒸騰)都與土壤溫度密切相關。研究表明，土壤溫度會影響植物根系的呼吸、生長、及養(yǎng)分的吸收，適當?shù)耐寥罍囟葧龠M作物生長和發(fā)育及提高糧食作物的產量。土壤溫度數(shù)據(jù)的采集測量可以幫助我們進行農業(yè)生產的精細耕作，良好的土壤溫度環(huán)境已成為農田作物健康生長的必要條件。因此，大田生產作業(yè)中，需要在特定的氣候和時間段對土壤溫度進行快速實時的采集測量，如果采用人工對土壤溫度進行采集測量，特別是人工同時采集測量土壤多點溫度數(shù)據(jù)，在高緯度地區(qū)春季與秋季溫度日變大，土壤溫度受到很大影響，同時準確獲得多點數(shù)據(jù)非常困難，甚至是不可能完成的工作。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是針對上述現(xiàn)有技術存在的問題，提供一種具有遠程實時監(jiān)測能力的大田土壤多點溫度數(shù)據(jù)采集監(jiān)測系統(tǒng)，達到對大田土壤多點溫度數(shù)據(jù)進行快速、準確的遠程實時采集監(jiān)測、有效地掌握土壤的狀況、指導精耕細作農業(yè)生產、提高農業(yè)生產工作效率、增加糧食作物產量的目的。

本發(fā)明通過以下技術方案來實現(xiàn)上述目的：一種大田土壤多點溫度遠程監(jiān)測系統(tǒng)由前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存儲分析處理服務器組成；所述前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括北斗/GPS授時定位模塊、供電模塊、中央處理控制模塊、R485數(shù)據(jù)總線、GPRS通信模塊、GPRS移動網絡、lnternet網絡、MAX7714A/D轉換器、恒流源電路模塊、調理電路及多個Pt100熱電阻土壤溫度傳感器，所述北斗/GPS授時定位模塊和供電模塊通過導線分別與中央處理控制模塊連通，所述R485數(shù)據(jù)總線將中央處理控制模塊與GPRS通信模塊連通，MAX7714A/D轉換器通過導線分別與中央處理控制模塊和調理電路連通，多個Pt100熱電阻土壤溫度傳感器通過導線分別與恒流源電路模塊和調理電路呈并聯(lián)連接，所述GPRS通信模塊與GPRS移動網絡無線連接，所述lnternet網絡與GPRS移動網絡無線連通，數(shù)據(jù)存儲分析處理服務器與lnternet網絡無線連通或有線連接。

本發(fā)明的有益效果在于：通過采用授時定位大田土壤多點溫度遠程監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)和完成了大田土壤多點高精度快速溫度采集測量及遠程監(jiān)測工作，解決了人工同時采集測量土壤多點溫度數(shù)據(jù)存在的問題，具有結構新穎、合理、自動化程度高、實時性好、監(jiān)測精度和作業(yè)效率高、節(jié)約人力、勞動強度低、使用可靠的特點，尤其適合高緯度地區(qū)農田、包括凍土農田土壤多點溫度檢測使用需要，為現(xiàn)代農業(yè)生產的精耕細作、提高糧食作物生產產量提供技術支持。

附圖說明

圖1是一種大田土壤多點溫度遠程監(jiān)測系統(tǒng)總體結構示意圖。

圖中件號說明：

1、北斗/GPS授時定位模塊、2、供電模塊、3、中央處理控制模塊、4、R485數(shù)據(jù)總線、5、GPRS通信模塊、6、GPRS移動網絡、7、Internet網絡、8、數(shù)據(jù)存儲分析處理服務器、9、MAX7714A/D轉換器、10、恒流源電路模塊、11、調理電路、12、Pt100熱電阻土壤溫度傳感器、13、前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明實施方案進行詳細描述。一種大田土壤多點溫度遠程監(jiān)測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)由前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)13和數(shù)據(jù)存儲分析處理服務器8組成；所述前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)13包括北斗/GPS授時定位模塊1、供電模塊2、中央處理控制模塊3、R485數(shù)據(jù)總線4、GPRS通信模塊5、GPRS移動網絡6、lnternet網絡7、MAX7714A/D轉換器9、恒流源電路模塊10、調理電路11及多個Pt100熱電阻土壤溫度傳感器12，所述北斗/GPS授時定位模塊1和供電模塊2通過導線分別與中央處理控制模塊3連通，所述R485數(shù)據(jù)總線4將中央處理控制模塊3與GPRS通信模塊5連通，MAX7714A/D轉換器9通過導線分別與中央處理控制模塊3和調理電路11連通，多個Pt100熱電阻土壤溫度傳感器12通過導線分別與恒流源電路模塊10和調理電路11呈并聯(lián)連接，所述GPRS通信模塊5與GPRS移動網絡6無線連接，所述lnternet網絡7與GPRS移動網絡6無線連通，數(shù)據(jù)存儲分析處理服務器8與lnternet網絡7無線連通或有線連接。

作業(yè)使用時，根據(jù)監(jiān)測需要，將多個Pt100熱電阻土壤溫度傳感器12設置在地塊多點位土壤內，供電模塊2提供直流電源為系統(tǒng)供電。由恒流源電路模塊10提供恒流源，激勵Pt100熱電阻土壤溫度傳感器12產生電壓信號，該電壓信號經調理電路11轉換成小于或等于5V的標準電壓信號，送給MAX7714A/D轉換器9轉換為數(shù)字信號，由中央處理控制模塊3進行數(shù)據(jù)處理后，通過R485數(shù)據(jù)總線4將數(shù)據(jù)送入GPRS通信模塊5，所述GPRS通信模塊5利用無線傳輸方式將大田土壤多點溫度數(shù)據(jù)經GPRS移動網絡6、lnternet網絡7無線或有線傳送到數(shù)據(jù)存儲分析處理服務器8中，完成遠程監(jiān)測工作。

本系統(tǒng)中采用的Pt100熱電阻土壤溫度傳感器12是一種用金屬鉑做成的電阻值隨環(huán)境溫度變化而改變的溫度傳感器，其三線制導線電阻補償結構消除了導線電阻對溫度測量的誤差影響，具有穩(wěn)定性好、精度高、測溫范圍大的特點。

本系統(tǒng)中使用的MAX7714A/D轉換器9是一種采用Σ—Δ轉換技術的A/D轉換器，可實現(xiàn)高達24位的無誤碼精度，還具有軟件可編程濾波，1—128的可編程增益量，并有兩路帶緩沖的差分輸入，可在-40—+105℃溫度范圍內對溫度進行測量轉換，采集信號模塊轉換精度高。