專利名稱：一種土壤墑情自動(dòng)監(jiān)測(cè)終端機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種土壤墑情自動(dòng)監(jiān)測(cè)終端機(jī)，屬土壤墑情監(jiān)測(cè)設(shè)備及應(yīng)用的技 術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
墑情，即土壤含水量，是影響農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育、區(qū)域干旱程度的重要指標(biāo)，由于區(qū) 域地形地貌、土壤物理化學(xué)特性、氣象等因素的差異，致使區(qū)域墑情分布亦極不均勻，適時(shí) 掌握區(qū)域土壤墑情的動(dòng)態(tài)信息，對(duì)于提高抗旱管理水平，科學(xué)指導(dǎo)抗旱救災(zāi)，預(yù)防和減輕干 旱災(zāi)害及其造成的損失，保障生活用水、生態(tài)用水、科學(xué)利用水資源具有十分重要的意義。對(duì)土壤墑情數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的、實(shí)時(shí)的、連續(xù)的監(jiān)測(cè)，就要有先進(jìn)的方法和設(shè)備，常 用的監(jiān)測(cè)土壤含水量的方法有烘干法、中子儀法、Y射線法等，但這些方法均在技術(shù)上存在 不足和弊端。例如烘干法，取土壤試樣，進(jìn)行烘干，測(cè)定土壤的水含量，雖簡(jiǎn)單易行，但必須不斷 的變動(dòng)取土點(diǎn)，擾動(dòng)土樣的原狀，同時(shí)由于土壤物理特性空間的各向異性，使測(cè)定結(jié)果往往 發(fā)生很大變化。例如中子儀測(cè)量法，測(cè)量時(shí)不必采土、不破壞土壤結(jié)構(gòu)，可定點(diǎn)連續(xù)監(jiān)測(cè)，快速準(zhǔn) 確，但中子儀測(cè)定時(shí)，室內(nèi)外曲線差異大，由于土壤物理性質(zhì)的容重不同、土壤質(zhì)地不同，都 會(huì)造成曲線移動(dòng)較大，垂直分辨率較差，表層測(cè)量困難，且中子儀較昂貴、輻射危害較大、不 能廣泛應(yīng)用。例如Y射線法，可快速準(zhǔn)確測(cè)量出墑情值，比中子儀垂直分辨率更高，但與中子 儀相類似，同樣存在安全等問(wèn)題，使其不能廣泛應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容發(fā)明目的本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)背景技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)一種土壤墑情自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置， 采用電子信息技術(shù)、傳感器技術(shù)采集土壤墑情信息，采用GPRS無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸墑情信 息，采用太陽(yáng)能電池供電，以達(dá)到遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)、自動(dòng)、連續(xù)的采集固定點(diǎn)的土壤墑情信息，從 而達(dá)到全面準(zhǔn)確掌握地域土壤墑情的目的。技術(shù)方案本實(shí)用新型主要結(jié)構(gòu)由終端箱體、太陽(yáng)能電池板、GPRS發(fā)射天線、避雷針、液晶 顯示屏、指示燈、控制開關(guān)、墑情傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、傳感器插座、墑情屏蔽電 路箱、通訊屏蔽電路箱、墑情電路板、通訊電路板、太陽(yáng)能控制器、屏蔽電纜、太陽(yáng)能蓄電池、 導(dǎo)線組成；終端箱體1呈立式柜形，終端箱體1的上左部為避雷針4、上右部為GPRS發(fā)射天線 3、上中部為太陽(yáng)能電池板2 ；終端箱體1的前部由上至下設(shè)有液晶顯示屏5、指示燈6、控制開關(guān)7，下部設(shè)有6個(gè)墑情傳感器插座11、12、13、14、15、16，墑情傳感器插座11、12、13、14、15、16通過(guò)屏蔽電 纜17與埋入周邊地下的墑情傳感器21、22、23、24、25、26聯(lián)接；終端箱體1的右側(cè)部設(shè)有通訊插座8、太陽(yáng)能電池插座9、溫度傳感器27、濕度傳感 器28 ；通訊插座8通過(guò)導(dǎo)線18與GPRS發(fā)射天線3聯(lián)接；太陽(yáng)能電池插座9外部通過(guò)導(dǎo)線 18與太陽(yáng)能電池板2聯(lián)接，內(nèi)部通過(guò)導(dǎo)線18與太陽(yáng)能控制器20聯(lián)接；太陽(yáng)能控制器20下 部通過(guò)導(dǎo)線18與太陽(yáng)能蓄電池10聯(lián)接、上部與墑情電路板31、通訊電路板32聯(lián)接；溫度 傳感器27內(nèi)部通過(guò)導(dǎo)線18與墑情電路板31聯(lián)接；濕度傳感器28內(nèi)部通過(guò)導(dǎo)線18與墑情 電路板31聯(lián)接；終端箱體1內(nèi)部設(shè)有墑情屏蔽電路箱29、通訊屏蔽電路箱30、太陽(yáng)能蓄電池10、太 陽(yáng)能控制器20、墑情傳感器插座11、12、13、14、15、16 ；在終端箱體1的左上部設(shè)有墑情屏蔽 電路箱29、右上部設(shè)有通訊屏蔽電路箱30，墑情屏蔽電路箱29內(nèi)為墑情電路板31，通訊屏 蔽電路箱30內(nèi)為通訊電路板32 ；在墑情屏蔽電路箱29下部設(shè)有太陽(yáng)能控制器20，太陽(yáng)能 控制器20下部為太陽(yáng)能蓄電池10 ；太陽(yáng)能蓄電池10下部設(shè)有墑情傳感器插座11、12、13、 14、15、16 ；各部之間由導(dǎo)線18聯(lián)接。所述的墑情電路板31，由微計(jì)算機(jī)控制電路IC1、振蕩電路IC2、串口編程電路 IC3、反向比較器電路IC4、信號(hào)指示電路IC5、信號(hào)輸入電路IC6、IC7、IC8、IC9、數(shù)字模擬轉(zhuǎn) 換電路IC10、串口輸出電路IC11、太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換變壓整流電路IC12組成，各分電路之間由導(dǎo) 線18聯(lián)接，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換變壓整流電路IC12提供+5V電源，并通過(guò)導(dǎo)線與各分電路的電源端 Vcc端聯(lián)接。所述的通訊電路板32，由GPRS發(fā)射接收電路IC15、SIM卡通訊接入電路IC16、串 口通訊模擬電路IC17、接插聯(lián)接電路IC18組成，各分電路之間由導(dǎo)線18聯(lián)接。所述的土壤墑情自動(dòng)監(jiān)測(cè)終端機(jī)，通過(guò)屏蔽電纜17可與6個(gè)埋入土壤內(nèi)的墑情傳 感器21、22、23、24、25、26聯(lián)接，也可與按需設(shè)置的2個(gè)水位傳感器聯(lián)接。所述的土壤墑情自動(dòng)監(jiān)測(cè)終端機(jī)，終端箱體1內(nèi)部設(shè)有墑情屏蔽箱29、通訊屏蔽 箱30，墑情屏蔽箱29內(nèi)設(shè)置墑情電路板31，通訊屏蔽箱30內(nèi)設(shè)置通訊電路板32，墑情電路 板31、通訊電路板32為屏蔽保護(hù)，墑情屏蔽箱29、通訊屏蔽箱30材料均為銅鋁合金。所述的太陽(yáng)能電池板2，攝取的太陽(yáng)能通過(guò)導(dǎo)線18聯(lián)接太陽(yáng)能插座9、太陽(yáng)能控制 器20、太陽(yáng)能蓄電池10，太陽(yáng)能控制器20聯(lián)接墑情電路板31、通訊電路板32，供應(yīng)+5V直 流電源。有益效果本實(shí)用新型與背景技術(shù)相比具有明顯的先進(jìn)性，它是根據(jù)土壤墑情監(jiān)測(cè)規(guī)范的要 求而設(shè)計(jì)的，野外無(wú)人值守的連續(xù)監(jiān)測(cè)墑情的終端機(jī)，終端機(jī)可遠(yuǎn)距離設(shè)置在不同的固定 墑情點(diǎn)，通過(guò)屏蔽電纜聯(lián)接墑情傳感器，墑情傳感器根據(jù)需要埋入土壤層的不同地點(diǎn)、不同 深度，以采集墑情數(shù)據(jù)，然后把數(shù)據(jù)傳輸給終端機(jī)，經(jīng)墑情電路程序處理后，通過(guò)移動(dòng)通訊 網(wǎng)絡(luò)，用GPRS通訊或短消息方式傳輸給監(jiān)測(cè)總站，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析處理，終端機(jī)采 用太陽(yáng)能電池供電，本機(jī)設(shè)計(jì)先進(jìn)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，安全穩(wěn)定可靠，節(jié)約能源，數(shù)據(jù)采集傳輸 穩(wěn)定可靠，可對(duì)不同地域的土壤墑情進(jìn)行遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)，并可預(yù)報(bào)墑情狀況，是十分理想的 土壤墑情遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置。
圖1為墑情采集終端機(jī)主視圖圖2為圖1的B-B剖面圖圖3為墑情采集電路板方框圖圖4為墑情采集電路圖圖5為GPRS通訊電路板方框圖圖6為GPRS通訊電路圖圖中所示，附圖標(biāo)記清單如下1、終端箱體，2、太陽(yáng)能電池板，3、GPRS發(fā)射天線，4、避雷針，5、液晶顯示屏，6、指示 燈，7、控制開關(guān)，8、通訊插座，9、太陽(yáng)能電池插座，10、太陽(yáng)能蓄電池，11、墑情傳感器插座， 12、墑情傳感器插座，13、墑情傳感器插座，14、墑情傳感器插座，15、墑情傳感器插座，16、墑 情傳感器插座，17、屏蔽電纜，18、導(dǎo)線，19、底座，20、太陽(yáng)能控制器，21、墑情傳感器，22、墑 情傳感器，23、墑情傳感器，24、墑情傳感器，25、墑情傳感器，26、墑情傳感器，27、溫度傳感 器，28、濕度傳感器，29、墑情屏蔽電路箱，30、通訊屏蔽電路箱，31、墑情電路板，32、通訊電 路板。IC1、微計(jì)算機(jī)控制電路，IC2、振蕩電路，IC3、串口編程電路，IC4、反向比較器電 路，IC5、信號(hào)指示電路，IC6、信號(hào)輸入電路，IC7、信號(hào)輸入電路，IC8、信號(hào)輸入電路，IC9、信 號(hào)輸入電路，IC10、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換電路，IC11、串口輸出電路，IC12、太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換變壓整流電 路，IC15、GPRS發(fā)射接收通訊電路，IC16、SIM卡通訊接入電路，IC17、串口通訊模塊電路， IC18、接插聯(lián)接電路。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明圖1、2所示，為整體結(jié)構(gòu)圖，各部位置，聯(lián)接關(guān)系要正確，安裝牢固。終端機(jī)可與6個(gè)墑情傳感器聯(lián)接，也可視需要與2個(gè)水位傳感器聯(lián)接。太陽(yáng)能電池板白天攝取光能，通過(guò)太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換器變成電能并儲(chǔ)存，不需另設(shè)電源。GPRS通訊以短消息方式發(fā)送數(shù)據(jù)，方便準(zhǔn)確快捷。墑情電路板、通訊電路板均置于屏蔽箱內(nèi)，得到了雙重有效保護(hù)，防止了溫度、濕 度、雷電等因素的干擾，使運(yùn)行正常。圖3、4、5、6所示，為墑情電路板，通訊電路板原理圖，由各分電路組成整體電路， 各分電路聯(lián)接關(guān)系要正確，布置合理，均使用太陽(yáng)能電池供給+5V直流電源。
權(quán)利要求一種土壤墑情自動(dòng)監(jiān)測(cè)終端機(jī)，其特征在于主要結(jié)構(gòu)由終端箱體、太陽(yáng)能電池板、GPRS發(fā)射天線、避雷針、液晶顯示屏、指示燈、控制開關(guān)、墑情傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、傳感器插座、墑情屏蔽電路箱、通訊屏蔽電路箱、墑情電路板、通訊電路板、太陽(yáng)能控制器、屏蔽電纜、太陽(yáng)能蓄電池、導(dǎo)線組成；終端箱體(1)呈立式柜形，終端箱體(1)的上左部為避雷針(4)、上右部為GPRS發(fā)射天線(3)、上中部為太陽(yáng)能電池板(2)；終端箱體1的前部由上至下設(shè)有液晶顯示屏(5)、指示燈(6)、控制開關(guān)(7)，下部設(shè)有6個(gè)墑情傳感器插座(11、12、13、14、15、16)，墑情傳感器插座(11、12、13、14、15、16)通過(guò)屏蔽電纜(17)與埋入周邊地下的墑情傳感器(21、22、23、24、25、26)聯(lián)接；終端箱體(1)的右側(cè)部設(shè)有通訊插座(8)、太陽(yáng)能電池插座(9)、溫度傳感器(27)、濕度傳感器(28)；通訊插座(8)通過(guò)導(dǎo)線(18)與GPRS發(fā)射天線(3)聯(lián)接；太陽(yáng)能電池插座(9)外部通過(guò)導(dǎo)線(18)與太陽(yáng)能電池板(2)聯(lián)接，內(nèi)部通過(guò)導(dǎo)線(18)與太陽(yáng)能控制器(20)聯(lián)接；太陽(yáng)能控制器(20)下部通過(guò)導(dǎo)線(18)與太陽(yáng)能蓄電池(10)聯(lián)接、上部與墑情電路板(31)、通訊電路板(32)聯(lián)接；溫度傳感器(27)內(nèi)部通過(guò)導(dǎo)線(18)與墑情電路板(31)聯(lián)接；濕度傳感器(28)內(nèi)部通過(guò)導(dǎo)線(18)與墑情電路板(31)聯(lián)接；終端箱體(1)內(nèi)部設(shè)有墑情屏蔽電路箱(29)、通訊屏蔽電路箱(30)、太陽(yáng)能蓄電池(10)、太陽(yáng)能控制器(20)、墑情傳感器插座(11、12、13、14、15、16)；在終端箱體(1)的左上部設(shè)有墑情屏蔽電路箱(29)、右上部設(shè)有通訊屏蔽電路箱(30)，墑情屏蔽電路箱(29)內(nèi)為墑情電路板(31)，通訊屏蔽電路箱(30)內(nèi)為通訊電路板(32)；在墑情屏蔽電路箱(29)下部設(shè)有太陽(yáng)能控制器(20)，太陽(yáng)能控制器(20)下部為太陽(yáng)能蓄電池(10)；太陽(yáng)能蓄電池(10)下部設(shè)有墑情傳感器插座(11、12、13、14、15、16)；各部之間由導(dǎo)線(18)聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壤墑情自動(dòng)監(jiān)測(cè)終端機(jī)，其特征在于所述的墑情電 路板(31)，由微計(jì)算機(jī)控制電路(IC1)、振蕩電路(IC2)、串口編程電路(IC3)、反向比較器 電路(IC4)、信號(hào)指示電路(IC5)、信號(hào)輸入電路(IC6、IC7、IC8、IC9)、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換電路 (IC10)、串口輸出電路(ICll)、太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換變壓整流電路(IC12)組成，各分電路之間由導(dǎo) 線(18)聯(lián)接，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換變壓整流電路(IC12)提供+5V電源，并通過(guò)導(dǎo)線與各分電路的電 源端Vcc端聯(lián)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壤墑情自動(dòng)監(jiān)測(cè)終端機(jī)，其特征在于所述的通訊電 路板(32)，由GPRS發(fā)射接收電路(IC15)、SIM卡通訊接入電路(IC16)、串口通訊模擬電路 (IC17)、接插聯(lián)接電路(IC18)組成，各分電路之間由導(dǎo)線(18)聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壤墑情自動(dòng)監(jiān)測(cè)終端機(jī)，其特征在于所述的土壤墑 情自動(dòng)監(jiān)測(cè)終端機(jī)，通過(guò)屏蔽電纜(17)可與6個(gè)埋入土壤內(nèi)的墑情傳感器(21、22、23、24、 25,26)聯(lián)接，也可與按需設(shè)置的2個(gè)水位傳感器聯(lián)接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壤墑情自動(dòng)監(jiān)測(cè)終端機(jī)，其特征在于所述的土壤墑 情自動(dòng)監(jiān)測(cè)終端機(jī)，終端箱體(1)內(nèi)部設(shè)有墑情屏蔽箱(29)、通訊屏蔽箱(30)，墑情屏蔽箱 (29)內(nèi)設(shè)置墑情電路板(31)，通訊屏蔽箱(30)內(nèi)設(shè)置通訊電路板(32)，墑情電路板(31)、 通訊電路板(32)為屏蔽保護(hù)，墑情屏蔽箱(29)、通訊屏蔽箱(30)材料均為銅鋁合金。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壤墑情自動(dòng)監(jiān)測(cè)終端機(jī)，其特征在于所述的太陽(yáng)能 電池板(2)，攝取的太陽(yáng)能通過(guò)導(dǎo)線(18)聯(lián)接太陽(yáng)能插座(9)、太陽(yáng)能控制器(20)、太陽(yáng)能蓄電池(10)，太陽(yáng)能控制器(20)聯(lián)接墑情電路板(31)、通訊電路板(32)，供應(yīng)+5V直流電源。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壤墑情自動(dòng)監(jiān)測(cè)終端機(jī)，其特征在于所述的土壤墑 情自動(dòng)監(jiān)測(cè)終端機(jī)的墑情信息傳輸，由GPRS無(wú)線通訊與短消息通訊兩種方式進(jìn)行傳輸。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種土壤墑情自動(dòng)監(jiān)測(cè)終端機(jī)，主要結(jié)構(gòu)由終端箱體、太陽(yáng)能電池板、GPRS發(fā)射天線、墑情電路板、墑情傳感器、通訊電路板、溫度傳感器、濕度傳感器、墑情屏蔽電路箱、通訊屏蔽電路箱、太陽(yáng)能蓄電池、太陽(yáng)能控制器組成，終端機(jī)通過(guò)屏蔽電纜聯(lián)接埋入土壤內(nèi)的墑情傳感器，然后把墑情信息傳輸給墑情電路，通過(guò)通訊電路遠(yuǎn)程傳輸給總站計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息化數(shù)字處理，得出某地域土壤墑情狀況，此終端機(jī)設(shè)計(jì)先進(jìn)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，安全穩(wěn)定可靠，節(jié)約能源，數(shù)據(jù)采集傳輸準(zhǔn)確翔實(shí)可靠，對(duì)不同地域土壤墑情可遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)，并可預(yù)報(bào)墑情狀況，是十分理想的土壤墑情遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置。
文檔編號(hào)G08C17/02GK201622689SQ20102016203
公開日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2010年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月13日
發(fā)明者任煥蓮, 馮琳偉, 華曉凌, 張海瑞, 晉華, 梁睿, 王旭兆 申請(qǐng)人:太原碧藍(lán)水利工程設(shè)計(jì)有限公司