[发明专利]一种农田环境的监测装置

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能和数据采集技术领域，尤其涉及一种太阳能供电、测量土壤含水率与电导率及日照强度，应用于农田环境的监测装置。

背景技术

农作物的生长与其所处的农田环境息息相关，而土壤含水率、土壤电导率及日照强度是影响农作物生长的重要物理参数。随着数据采集技术的不断发展，用于测量农田环境的土壤含水率和土壤电导率的传感器得到了广泛地应用。

土壤含水率是指一定量土壤中含有水分的数量，常以占烘干土重或土壤容积的百分数表示。水是保证农作物生长的命脉，直接关系着农作物的产量与品质；土壤含水率的大小直接影响作物的生长，而掌握土壤含水率在作物生长期的变化，可以合理选用种植的农作物及适时地对农田进行灌溉。

土壤电导率是土壤盐分、水分、有机质含量、土壤质地结构的综合反映，对于农田作业有着重要的指导作用。测量土壤电导率的依据是土壤中的水溶性盐是强电解质，其水溶液具有导电作用，而在一定的浓度范围内，溶液的含盐量与电导率呈正相关，含盐量越高，溶液的渗透压越大，电导率也越大。

日照强度对于农作物的光合作用有着重要影响。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：在农田环境下不能使用大面积铺设地下电缆的集中供电方式，而供电电源一般采用普通电池，其使用寿命较短，而定期更换电池无论从能源消耗代价、环境保护还是人力劳动成本方面考虑都是不可取的。另外，在农田环境下信号的传输距离都较近，即使各种实用的工业总线技术日臻成熟，仍然无法通过有线方式实现传感器输出信号的长距离传送。

发明内容

本发明实施例要解决的问题是提供一种农田环境的监测装置，以克服现有技术中供电电源寿命短和信号传输距离近的缺陷。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案提供一种农田环境的监测装置，所述装置包括：复合在支撑杆(4)末端的土壤含水率传感器(1)与土壤电导率传感器(2)，所述土壤含水率传感器(1)和土壤电导率传感器(2)由绝缘环(3)隔开；所述支撑杆(4)为空心结构，所述土壤含水率传感器(1)和土壤电导率传感器(2)通过所述支撑杆(4)内部的同轴线(5)与传感器信号调节单元(7)连接；太阳能电源(10)用于为所述装置供电，并将电压信息发送到信息采集单元(8)；所述信息采集单元(8)采集所述传感器信号调节单元(7)的输出信息，根据所述太阳能电源(10)发送的电压信息获取日照强度信息，并与无线收发模块(9)进行数据传输。

其中，所述土壤含水率传感器(1)由一个金属圆锥体和一个金属环组成。

其中，所述土壤电导率传感器(2)由四个金属环组成。

其中，所述绝缘环(3)由聚氯乙烯PVC材料制成。

其中，所述传感器信号调节单元(7)包括振荡器、检波电路和运算放大器。

其中，所述信息采集单元(8)包括微处理器(14)、存储器(15)、电平转换单元(17)和运算放大单元(18)；所述微处理器(14)用于采集土壤含水率与电导率信息，并根据所述太阳能电源(10)发送的电压信息获取日照强度信息；所述存储器(15)用于保存所述微处理器(14)采集的信息；所述电平转换单元(17)用于将太阳能电源电平转换为所述信息采集单元(8)的工作电平；所述运算放大单元(18)用于将所述太阳能电源(10)的输出电压放大。

其中，所述信息采集单元(8)还包括备用电池(16)，当所述太阳能电源(10)的电量不足以为所述装置供电时，所述信息采集单元(8)将自动启用所述备用电池(16)为所述装置供电，并发出报警信息。

其中，所述微处理器(14)为型号为MSP430F149的单片机，所述存储器(15)为FLASH闪存。

其中，所述太阳能电源(10)由多晶硅太阳能电池板(11)、蓄电池(12)与充电控制单元(13)构成；所述蓄电池(12)用于为所述装置供电；所述充电控制单元(13)用于控制所述多晶硅太阳能电池板(11)为所述蓄电池(12)充电；所述多晶硅太阳能电池板(11)用于将电压信息发送到所述信息采集单元(8)。

其中，所述传感器信号调节单元(7)、信息采集单元(8)和无线收发模块(9)置于塑料护罩(6)内部。

上述技术方案仅是本发明的一个优选技术方案，具有如下优点：本发明实施例采用太阳能电源对装置进行供电，能够保证装置持续正常工作；并且，本发明实施例通过无线收发模块传输数据，可以进行长距离的数据传输。

附图说明