专利名称：一种水文及土壤综合测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水文测量技术，具体地说是一种能满足在水文测 量过程多项要素同步观测的水文及土壤综合测量仪。
背景技术：
在现代水文测量工作中，自动化测量技术发展很快，其技术水平及测 量精度都有长足的进步。但由于现代化测量仪器必须用电才能操作和使用， 限制了设备在边远无人、无电地区的应用，不能满足野外长期自动测量， 而且现有设备往往只满足单一要素，尚不能实现较多要素的综合测量，如 在水文测量过程中对土壤湿度、土壤温度、雨量和气温等项的同步观测。
实用新型内容
针对上述现有技术中存在的不足之处，本实用新型要解决的技术问题 是提供一种能实现较多要素的综合测量的水文及土壤综合测量仪。为解决上述技术问题，本实用新型釆用的技术方案是具有监控计算机，通过RS - 232转换器或RS _ 485转换器与网络智能 模块相连，该网络智能模块的输入端接有多种水文或土壤监测传感器；网 络智能模块的工作电源通过充电控制器接有蓄电池，该蓄电池的充电端与 太阳能接收器相连。
所述水文或土壤监测传感器包括土壤湿度传感器、超声波流量传感器 以及土壤温度传感器，分别接至网络智能模块的不同釆集输入端口；所述 各监测传感器均釆用4-20mA的输出信号；所述监控计算机为便携式计算 机；所述监控计算机通过以太网接口与上层监控系统相连。
本实用新型具有以下有益效果及优点
1. 适于在边远山区长期使用。本实用新型水文及土壤综合测量仪釆用 太阳能不间断电源供电，解决了在边远山区长期无电源情况下仍能正常使
用的问题；
2. 实现了较多要素的综合测量。本实用新型将原来釆用的单一测量要 素功能改进为综合多项测量，可对土壤湿度、土壤温度、雨量和气温等项 的同步观测；
3. 模块统一釆用4-20mA输出传感器，可根据不同需要选择所需的传
感器；
4.《模拟量釆集模块，用于釆集各传感器输出的电流信号，内嵌软件将
数据进行交换，转换数字信号后，经RS-232或RS-485转换器传输。
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如图l所示，本实用新型包括监控计算机8，通过RS-232转换器或 RS - 485转换器7与网络智能模块6相连，该网络智能模块6的输入端接 有多种水文或土壤监测传感器；网络智能模块6的工作电源通过充电控制 器9接有蓄电池4，该蓄电池4的充电端与太阳能接收器5相连。所述水 文或土壤监测传感器包括土壤湿度传感器1、 土壤温度传感器2以及超声 波流量传感器3，分别接至网络智能模块6的不同釆集输入端口；上述各 监测传感器均釆用4-20mA的输出信号，监控计算机8为便携式计算机； 所述监控计算机8通过以太网接口与上层监控系统相连。
网络智能模块6 (本实施例釆用EPA网络智能模块)用于连接各传感 器输入信号和监控计算机8，网络智能模块6内部包括单片机、模拟量釆 集模块、继电器控制模块、时钟同步控制模块等，单片机运行EPA( Ethernet for Plant Automation )协议栈，EPA协议是工业以太网标准协议，可实现实 时网络传输。EPA网络智能模块是底层物理设备和上层计算机的转换网关， 其有两个接口， RS485接口和以太网接口， RS485接口与下层数据釆集模 块和控制模块相连，现场传感器釆集的湿度值和流量值转变成电流或者电 压信号，经模拟量釆集模块后，通过485总线发送到EPA网络智能模块， 在EPA网络智能模块中，可实现控制算法，并将数据经以太网发送到监控 计算机，采集的数据经处理后通过以太网接口传送到监控计算机8的上层 监控系统，上层监控系统的控制执行指令，经EPA网络智能模块传送到 输出模块，进而控制现场的执行机构。
本实施例根据现场实际环境以及精度要求，分别釆用多种传感器同时 测量几种不同要素，本实施例釆用土壤湿度传感器1、 土壤温度传感器2 以及超声波流量传感器3，分别用于测量土壤湿度、土壤温度以及水流量 等要素。各传感器统一选择4-20mA输出信号，为对应现场实际情况，釆用 太阳能长期供电方式，即网络智能模块6的工作电源在充电控制器9的控 制下由蓄电池4提供。传感器输出的数据每间隔 一定时间由网络智能模块 6分时采集，在模拟量采集中将采集值存储在该模块中的存储器内;监控计 算机(本实施例釆用便携式笔记本电脑)通过RS-232转换器或RS-485转换 器7读取网络智能模块6内的数据，监控计算机软件可实现参数设置、测 量系数修改、换算以及数据存储等功能；网络智能模块6中的时钟同步控 制模块用于产生时钟信号，并通过下层数据釆集模块(即模拟量采集模块) 和控制模块(即继电器控制模块)相连，为上述各模块提供时钟信号，并 对系统操作实行控制；继电器控制模块根据时钟同步模块指令，控制各传 感器定时测量与断电，进一步达到省电之目的。
权利要求1.一种水文及土壤综合测量仪，其特征在于具有监控计算机(8)，通过RS-232转换器或RS-485转换器(7)与网络智能模块(6)相连，该网络智能模块(6)的输入端接有多种水文或土壤监测传感器；网络智能模块(6)的工作电源通过充电控制器(9)接有蓄电池(4)，该蓄电池(4)的充电端与太阳能接收器(5)相连。
2. 按权利要求1所述的水文及土壤综合测量仪，其特征在于所述水 文或土壤监测传感器包括土壤湿度传感器(1)、超声波流量传感器(2) 以及土壤温度传感器(3),分别接至网络智能模块(6)的不同釆集输入 端口。
3. 按权利要求l所述的水文及土壤综合测量仪，其特征在于所述各 监测传感器均釆用4-20mA的输出信号。
4. 按权利要求l所述的水文及土壤综合测量仪，其特征在于所述监 控计算机(8)为便携式计算机。
5. 按权利要求l所述的水文及土壤综合测量仪，其特征在于所述监 控计算机(8)通过以太网接口与上层监控系统相连。
专利摘要本实用新型涉及一种水文及土壤综合测量仪，具有监控计算机，通过RS-232转换器或RS-485转换器与网络智能模块相连，该网络智能模块的输入端接有多种水文或土壤监测传感器；网络智能模块的工作电源通过充电控制器接有蓄电池，该蓄电池的充电端与太阳能接收器相连。本实用新型采用太阳能不间断电源供电，解决了在边远山区长期无电源情况下仍能正常使用的问题，可根据不同需要选择所需的传感器，实现了较多要素如土壤湿度、土壤温度、雨量和气温等项的同步观测的综合测量。
文档编号G01W1/02GK201177667SQ20082001235
公开日2009年1月7日 申请日期2008年4月25日 优先权日2008年4月25日
发明者李晓晏, 王安志 申请人:中国科学院沈阳应用生态研究所