[发明专利]一种埋入式堆肥环境检测设备及系统

说明书

本发明提供一种埋入式堆肥环境检测设备及系统，所述设备包括：圆锥型上外壳和半球形底部外壳，所述圆锥型上外壳通过密封圈旋转挤压连接在一起，所述圆锥形上外壳顶端安装有不锈钢材质的pH探头，圆锥形上外壳上端处有3个通孔，通孔内部分别安装有光纤氧气探头、温度传感器和含水量传感器接口，所述圆锥形上外壳上还安装有2个用于测量堆体含水量和电导率的不锈钢环；所述圆锥型上外壳内部安装有电路板，所述电路板上安装有传感器接口，用于收集所述pH探头、光纤氧气探头、温度传感器和含水量传感器接口接收的信息，同时所述电路板上还安装有通信模块，将所述收集到的信息发送至网关设备，本发明提供的设备，现了堆体环境长时间监测。

技术领域

本发明涉及农业环境监测领域，更具体地，涉及一种埋入式堆肥环境检测设备及系统。

背景技术

当前，我国农村生活、农业生产、畜禽养殖过程中排放废弃物造成的污染和农作物秸秆焚烧导致的环境问题日益严峻，农业废弃物中的养分含量较高，这些从土壤中带走的营养物质只靠化肥是不足以返还的。好氧发酵堆肥以其稳定性和无害性成为当前最主要且较有效的处理农业废弃物的方法之一。堆肥过程中在线自动监测堆体环境参数实现堆肥管控一体化，能够减少人力成本、加快发酵过程，提高发酵效率，符合密闭、环保的反应器堆肥系统发展趋势，减缓环境压力，完成了从自然堆制、污染严重的传统堆肥方式到传感器监测、机器控制的智能化生产过程的转变，对于进一步提高堆肥效率和质量、实现我国智能化堆肥有着重要的实际意义。

在目前的堆肥环境监测技术中，常用手段为通过手持移动终端，利用探针对堆体中的堆肥环境进行测量，在现有技术中，手持移动监测，功耗大，操作安装不方便，生产过程在线监测以温度测量为主，参数单一，其他参数很少在线获取，传感器封装结构多为长探杆式，长度超过1米，影响机械操作，抛翻时传感器取出，同时，信息的收集和通信主要以有线通信为主，采用无线方式更多将无线射频部分引到堆体外部无遮挡，在密闭式堆肥系统中需要开孔，增加施工量。

在现有技术中，埋入式无线传感器网络更多在物理环境比较稳定的土壤中应用研究，无法在温度偏高，腐蚀性环境和发酵生化环境中持续测试，同时在堆体中数据传输和组网同时存在困难。

发明内容

为解决现有技术中，堆肥环境监测过程中，无法在温度偏高，腐蚀性环境和发酵生化环境中持续测试，同时采集数据单一，测量设备存在局限性的问题，提供一种埋入式堆肥环境检测设备及系统。

根据本发明的一个方面，提供一种埋入式堆肥环境检测设备，包括：圆锥型上外壳和半球形底部外壳，所述圆锥型上外壳通过密封圈旋转挤压连接在一起，所述圆锥形上外壳顶端安装有不锈钢材质的pH探头，圆锥形上外壳上端处有3个通孔，通孔内部分别安装有光纤氧气探头、温度传感器和含水量传感器接口，所述圆锥形上外壳上还安装有2个用于测量堆体含水量和电导率的不锈钢环；

所述圆锥型上外壳内部安装有电路板，所述电路板上安装有传感器接口，用于收集所述pH探头、光纤氧气探头、温度传感器和含水量传感器收集的信息，同时所述电路板上还安装有通信模块，将所述收集到的信息发送至网关设备。

其中，所述通信模块包括低频通信模块和高频通信模块。

其中，所述低频通信模块用于与其他堆肥环境检测设备进行通信，同时还用于为所述电路板上的电池进行充电。

其中，所述高频通信模块用于通过内嵌在所述圆锥形外壳锥形外表上的天线，将所述传感器收集的信息发送至所述网关设备。

所述网关设备还与移动设备相连，将所述传感器收集的信息通过无线网络发送至所述移动设备。

所述埋入式堆肥环境检测设备和所述网关设备上还安装有信号强度接收模块，用于接收多个所述埋入式堆肥环境检测设备的无线传输信号强度信息，并将所述信息强度信息发送给所述移动设备，所述移动设备还通过接收所述无线信号强度信息，并根据所述移动设备的GPS定位信息，计算所述埋入式堆肥环境检测设备的位置信息。