[发明专利]一种土壤水分动态监测系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于土壤水分监测技术领域，涉及一种土壤水分动态监测系统及方法。

背景技术

土壤时植物生长发育的基础，土壤供给植物正常生长发育所需要的水、肥、气、热的能力，称为土壤肥力。土壤的这些条件互相影响，互相制约，如水分多了，土壤的通气性就差，有机质分解慢，有效养分少，而且容易流失；相反，土壤水分过少，又不能满足农作物生长所需要的水分，同时由于好气菌活动强烈，土壤的有机质分解过快，也会造成养分不足。针对我国北方特有雨量小的环境条件，土壤水分极易出现水分过少的情况，如何及时的发现问题以采取有效地灌溉措施而减少农作物死亡的情况，研究土壤水分动态已成为热议话题。土壤水分动态监测用的土壤样品一般需要保存半年至一年，以备必要时查核之用。储样样品应尽量避免日光、潮湿、高温和酸碱气体等的影响。如何寻求用于土壤水分动态监测用的储样设备也已成为亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明为了解决上述问题，设计了土壤水分动态监测系统及方法，该系统和方法有效地解决了土壤监测用的土壤样品的保存问题，且还解决了土壤监测中遇到的自动湿度传感器装置设置于露天环境中的防水、不便于目标搜索及其用电问题。

本发明所采用的技术方案为：一种土壤水分动态监测系统，其系统中包括在土壤指定深度区域设置的自动湿度传感器装置、取样器、在自动湿度传感器装置设置的远程传输模块、及以设定的时间间隔接收由远程传输模块发来的土壤湿度信息的远程管理中心，关键是增设土壤储样装置，其装置结构中包括由上、下胶囊壳体啮合形成的胶囊状结构，取样器的受控端与远程管理中心的控制端连接，取样器从设置有自动湿度传感器装置的位置区域取出土壤样本存储至土壤储样装置的胶囊状空腔内，在上胶囊壳体上设置有用于隔氧充氮的输气口。

所述的上胶囊壳体与下胶囊壳体的原料组分中包括：

以上均为重量份。

优选地，所述的上胶囊壳体与下胶囊壳体的原料组分中包括：

以上均为重量份。

所述的自动湿度传感器装置结构中包括外壳、位于外壳内部的检测模块、从外壳上伸出的湿度感应头，湿度感应头将土壤水分信息同步传输至外壳内的检测模块处理，所述的检测模块还设置有与其内部CPU连接的由存储器和滤波器组成的节约用电装置。

所述的自动湿度传感器装置结构中外壳上设置有防水漆，该防水漆按照以下重量份数配比形成：

优选地，所述的防水漆按照以下重量份数配比形成：

基于上述的监测系统的一种土壤水分动态监测方法，所述的监测方法步骤中包括：

A、存储器中存储有该地理位置质地土壤的萎蔫系数，该萎蔫系数为一范围值，CPU将每一采样周期内土壤水分测量参数数据的采样值以表格形式均存储于存储器中，其表格中包含有特征表项，之后CPU将存储器中的土壤水分测量参数数据发送至滤波器；

B、滤波器根据自身设置的数据过滤条件函数对土壤水分测量参数数据进行过滤以得到滤后数据，并将滤后数据发送至CPU，所述的数据过滤条件函数为土壤水分测量参数数据-max(萎蔫系数)≥0.5，当土壤水分测量参数数据-max(萎蔫系数)≥0.5时，滤波器将该土壤水分测量参数数据丢弃；而当土壤水分测量参数数据-max(萎蔫系数)＜0.5时，将其土壤水分测量参数数据发送至CPU；

C、CPU接收到土壤水分测量参数数据后，则将特征表项置为1，并将该特征表项对应的土壤水分测量参数数据发送至远程监控中心，远程监控中心控制取样器动作取出土壤样本，然后人为将土壤样本存储至土壤储样装置中。

所述的萎蔫系数是根据该地理位置的土壤质地设定的，当土壤质地为粗砂壤土时，萎蔫系数为0.96-1.11；当土壤质地为细砂土时，萎蔫系数为2.7-3.6；当土壤质地为砂壤土时，萎蔫系数为5.6-6.9；当土壤质地为壤土时，萎蔫系数为9.-12.4；当土壤质地为粘壤土时，萎蔫系数为13.0-16.6。