专利名称：一种土壤墒情自动监测终端机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种土壤墒情自动监测终端机，属土壤墒情监测设备及应用的技 术领域。
背景技术：
墒情，即土壤含水量，是影响农作物生长发育、区域干旱程度的重要指标，由于区 域地形地貌、土壤物理化学特性、气象等因素的差异，致使区域墒情分布亦极不均勻，适时 掌握区域土壤墒情的动态信息，对于提高抗旱管理水平，科学指导抗旱救灾，预防和减轻干 旱灾害及其造成的损失，保障生活用水、生态用水、科学利用水资源具有十分重要的意义。对土壤墒情数据进行动态的、实时的、连续的监测，就要有先进的方法和设备，常 用的监测土壤含水量的方法有烘干法、中子仪法、Y射线法等，但这些方法均在技术上存在 不足和弊端。例如烘干法，取土壤试样，进行烘干，测定土壤的水含量，虽简单易行，但必须不断 的变动取土点，扰动土样的原状，同时由于土壤物理特性空间的各向异性，使测定结果往往 发生很大变化。例如中子仪测量法，测量时不必采土、不破坏土壤结构，可定点连续监测，快速准 确，但中子仪测定时，室内外曲线差异大，由于土壤物理性质的容重不同、土壤质地不同，都 会造成曲线移动较大，垂直分辨率较差，表层测量困难，且中子仪较昂贵、辐射危害较大、不 能广泛应用。例如Y射线法，可快速准确测量出墒情值，比中子仪垂直分辨率更高，但与中子 仪相类似，同样存在安全等问题，使其不能广泛应用。
发明内容发明目的本实用新型的目的就是针对背景技术的不足，设计一种土壤墒情自动监测装置， 采用电子信息技术、传感器技术采集土壤墒情信息，采用GPRS无线通讯网络传输墒情信 息，采用太阳能电池供电，以达到远程、实时、自动、连续的采集固定点的土壤墒情信息，从 而达到全面准确掌握地域土壤墒情的目的。技术方案本实用新型主要结构由终端箱体、太阳能电池板、GPRS发射天线、避雷针、液晶 显示屏、指示灯、控制开关、墒情传感器、温度传感器、湿度传感器、传感器插座、墒情屏蔽电 路箱、通讯屏蔽电路箱、墒情电路板、通讯电路板、太阳能控制器、屏蔽电缆、太阳能蓄电池、 导线组成；终端箱体1呈立式柜形，终端箱体1的上左部为避雷针4、上右部为GPRS发射天线 3、上中部为太阳能电池板2 ；终端箱体1的前部由上至下设有液晶显示屏5、指示灯6、控制开关7，下部设有6个墒情传感器插座11、12、13、14、15、16，墒情传感器插座11、12、13、14、15、16通过屏蔽电 缆17与埋入周边地下的墒情传感器21、22、23、24、25、26联接；终端箱体1的右侧部设有通讯插座8、太阳能电池插座9、温度传感器27、湿度传感 器28 ；通讯插座8通过导线18与GPRS发射天线3联接；太阳能电池插座9外部通过导线 18与太阳能电池板2联接，内部通过导线18与太阳能控制器20联接；太阳能控制器20下 部通过导线18与太阳能蓄电池10联接、上部与墒情电路板31、通讯电路板32联接；温度 传感器27内部通过导线18与墒情电路板31联接；湿度传感器28内部通过导线18与墒情 电路板31联接；终端箱体1内部设有墒情屏蔽电路箱29、通讯屏蔽电路箱30、太阳能蓄电池10、太 阳能控制器20、墒情传感器插座11、12、13、14、15、16 ；在终端箱体1的左上部设有墒情屏蔽 电路箱29、右上部设有通讯屏蔽电路箱30，墒情屏蔽电路箱29内为墒情电路板31，通讯屏 蔽电路箱30内为通讯电路板32 ；在墒情屏蔽电路箱29下部设有太阳能控制器20，太阳能 控制器20下部为太阳能蓄电池10 ；太阳能蓄电池10下部设有墒情传感器插座11、12、13、 14、15、16 ；各部之间由导线18联接。所述的墒情电路板31，由微计算机控制电路IC1、振荡电路IC2、串口编程电路 IC3、反向比较器电路IC4、信号指示电路IC5、信号输入电路IC6、IC7、IC8、IC9、数字模拟转 换电路IC10、串口输出电路IC11、太阳能转换变压整流电路IC12组成，各分电路之间由导 线18联接，太阳能转换变压整流电路IC12提供+5V电源，并通过导线与各分电路的电源端 Vcc端联接。所述的通讯电路板32，由GPRS发射接收电路IC15、SIM卡通讯接入电路IC16、串 口通讯模拟电路IC17、接插联接电路IC18组成，各分电路之间由导线18联接。所述的土壤墒情自动监测终端机，通过屏蔽电缆17可与6个埋入土壤内的墒情传 感器21、22、23、24、25、26联接，也可与按需设置的2个水位传感器联接。所述的土壤墒情自动监测终端机，终端箱体1内部设有墒情屏蔽箱29、通讯屏蔽 箱30，墒情屏蔽箱29内设置墒情电路板31，通讯屏蔽箱30内设置通讯电路板32，墒情电路 板31、通讯电路板32为屏蔽保护，墒情屏蔽箱29、通讯屏蔽箱30材料均为铜铝合金。所述的太阳能电池板2，摄取的太阳能通过导线18联接太阳能插座9、太阳能控制 器20、太阳能蓄电池10，太阳能控制器20联接墒情电路板31、通讯电路板32，供应+5V直 流电源。有益效果本实用新型与背景技术相比具有明显的先进性，它是根据土壤墒情监测规范的要 求而设计的，野外无人值守的连续监测墒情的终端机，终端机可远距离设置在不同的固定 墒情点，通过屏蔽电缆联接墒情传感器，墒情传感器根据需要埋入土壤层的不同地点、不同 深度，以采集墒情数据，然后把数据传输给终端机，经墒情电路程序处理后，通过移动通讯 网络，用GPRS通讯或短消息方式传输给监测总站，由计算机进行统计分析处理，终端机采 用太阳能电池供电，本机设计先进合理，结构紧凑，安全稳定可靠，节约能源，数据采集传输 稳定可靠，可对不同地域的土壤墒情进行远程自动监测，并可预报墒情状况，是十分理想的 土壤墒情远程自动监测装置。
图1为墒情采集终端机主视图图2为图1的B-B剖面图图3为墒情采集电路板方框图图4为墒情采集电路图图5为GPRS通讯电路板方框图图6为GPRS通讯电路图图中所示，附图标记清单如下1、终端箱体，2、太阳能电池板，3、GPRS发射天线，4、避雷针，5、液晶显示屏，6、指示 灯，7、控制开关，8、通讯插座，9、太阳能电池插座，10、太阳能蓄电池，11、墒情传感器插座， 12、墒情传感器插座，13、墒情传感器插座，14、墒情传感器插座，15、墒情传感器插座，16、墒 情传感器插座，17、屏蔽电缆，18、导线，19、底座，20、太阳能控制器，21、墒情传感器，22、墒 情传感器，23、墒情传感器，24、墒情传感器，25、墒情传感器，26、墒情传感器，27、温度传感 器，28、湿度传感器，29、墒情屏蔽电路箱，30、通讯屏蔽电路箱，31、墒情电路板，32、通讯电 路板。IC1、微计算机控制电路，IC2、振荡电路，IC3、串口编程电路，IC4、反向比较器电 路，IC5、信号指示电路，IC6、信号输入电路，IC7、信号输入电路，IC8、信号输入电路，IC9、信 号输入电路，IC10、数字模拟转换电路，IC11、串口输出电路，IC12、太阳能转换变压整流电 路，IC15、GPRS发射接收通讯电路，IC16、SIM卡通讯接入电路，IC17、串口通讯模块电路， IC18、接插联接电路。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明图1、2所示，为整体结构图，各部位置，联接关系要正确，安装牢固。终端机可与6个墒情传感器联接，也可视需要与2个水位传感器联接。太阳能电池板白天摄取光能，通过太阳能转换器变成电能并储存，不需另设电源。GPRS通讯以短消息方式发送数据，方便准确快捷。墒情电路板、通讯电路板均置于屏蔽箱内，得到了双重有效保护，防止了温度、湿 度、雷电等因素的干扰，使运行正常。图3、4、5、6所示，为墒情电路板，通讯电路板原理图，由各分电路组成整体电路， 各分电路联接关系要正确，布置合理，均使用太阳能电池供给+5V直流电源。
权利要求一种土壤墒情自动监测终端机，其特征在于主要结构由终端箱体、太阳能电池板、GPRS发射天线、避雷针、液晶显示屏、指示灯、控制开关、墒情传感器、温度传感器、湿度传感器、传感器插座、墒情屏蔽电路箱、通讯屏蔽电路箱、墒情电路板、通讯电路板、太阳能控制器、屏蔽电缆、太阳能蓄电池、导线组成；终端箱体(1)呈立式柜形，终端箱体(1)的上左部为避雷针(4)、上右部为GPRS发射天线(3)、上中部为太阳能电池板(2)；终端箱体1的前部由上至下设有液晶显示屏(5)、指示灯(6)、控制开关(7)，下部设有6个墒情传感器插座(11、12、13、14、15、16)，墒情传感器插座(11、12、13、14、15、16)通过屏蔽电缆(17)与埋入周边地下的墒情传感器(21、22、23、24、25、26)联接；终端箱体(1)的右侧部设有通讯插座(8)、太阳能电池插座(9)、温度传感器(27)、湿度传感器(28)；通讯插座(8)通过导线(18)与GPRS发射天线(3)联接；太阳能电池插座(9)外部通过导线(18)与太阳能电池板(2)联接，内部通过导线(18)与太阳能控制器(20)联接；太阳能控制器(20)下部通过导线(18)与太阳能蓄电池(10)联接、上部与墒情电路板(31)、通讯电路板(32)联接；温度传感器(27)内部通过导线(18)与墒情电路板(31)联接；湿度传感器(28)内部通过导线(18)与墒情电路板(31)联接；终端箱体(1)内部设有墒情屏蔽电路箱(29)、通讯屏蔽电路箱(30)、太阳能蓄电池(10)、太阳能控制器(20)、墒情传感器插座(11、12、13、14、15、16)；在终端箱体(1)的左上部设有墒情屏蔽电路箱(29)、右上部设有通讯屏蔽电路箱(30)，墒情屏蔽电路箱(29)内为墒情电路板(31)，通讯屏蔽电路箱(30)内为通讯电路板(32)；在墒情屏蔽电路箱(29)下部设有太阳能控制器(20)，太阳能控制器(20)下部为太阳能蓄电池(10)；太阳能蓄电池(10)下部设有墒情传感器插座(11、12、13、14、15、16)；各部之间由导线(18)联接。
2.根据权利要求1所述的一种土壤墒情自动监测终端机，其特征在于所述的墒情电 路板(31)，由微计算机控制电路(IC1)、振荡电路(IC2)、串口编程电路(IC3)、反向比较器 电路(IC4)、信号指示电路(IC5)、信号输入电路(IC6、IC7、IC8、IC9)、数字模拟转换电路 (IC10)、串口输出电路(ICll)、太阳能转换变压整流电路(IC12)组成，各分电路之间由导 线(18)联接，太阳能转换变压整流电路(IC12)提供+5V电源，并通过导线与各分电路的电 源端Vcc端联接。
3.根据权利要求1所述的一种土壤墒情自动监测终端机，其特征在于所述的通讯电 路板(32)，由GPRS发射接收电路(IC15)、SIM卡通讯接入电路(IC16)、串口通讯模拟电路 (IC17)、接插联接电路(IC18)组成，各分电路之间由导线(18)联接。
4.根据权利要求1所述的一种土壤墒情自动监测终端机，其特征在于所述的土壤墒 情自动监测终端机，通过屏蔽电缆(17)可与6个埋入土壤内的墒情传感器(21、22、23、24、 25,26)联接，也可与按需设置的2个水位传感器联接。
5.根据权利要求1所述的一种土壤墒情自动监测终端机，其特征在于所述的土壤墒 情自动监测终端机，终端箱体(1)内部设有墒情屏蔽箱(29)、通讯屏蔽箱(30)，墒情屏蔽箱 (29)内设置墒情电路板(31)，通讯屏蔽箱(30)内设置通讯电路板(32)，墒情电路板(31)、 通讯电路板(32)为屏蔽保护，墒情屏蔽箱(29)、通讯屏蔽箱(30)材料均为铜铝合金。
6.根据权利要求1所述的一种土壤墒情自动监测终端机，其特征在于所述的太阳能 电池板(2)，摄取的太阳能通过导线(18)联接太阳能插座(9)、太阳能控制器(20)、太阳能蓄电池(10)，太阳能控制器(20)联接墒情电路板(31)、通讯电路板(32)，供应+5V直流电源。
7.根据权利要求1所述的一种土壤墒情自动监测终端机，其特征在于所述的土壤墒 情自动监测终端机的墒情信息传输，由GPRS无线通讯与短消息通讯两种方式进行传输。
专利摘要本实用新型涉及一种土壤墒情自动监测终端机，主要结构由终端箱体、太阳能电池板、GPRS发射天线、墒情电路板、墒情传感器、通讯电路板、温度传感器、湿度传感器、墒情屏蔽电路箱、通讯屏蔽电路箱、太阳能蓄电池、太阳能控制器组成，终端机通过屏蔽电缆联接埋入土壤内的墒情传感器，然后把墒情信息传输给墒情电路，通过通讯电路远程传输给总站计算机进行信息化数字处理，得出某地域土壤墒情状况，此终端机设计先进合理，结构紧凑，安全稳定可靠，节约能源，数据采集传输准确翔实可靠，对不同地域土壤墒情可远程自动监测，并可预报墒情状况，是十分理想的土壤墒情远程自动监测装置。
文档编号G08C17/02GK201622689SQ20102016203
公开日2010年11月3日 申请日期2010年4月13日 优先权日2010年4月13日
发明者任焕莲, 冯琳伟, 华晓凌, 张海瑞, 晋华, 梁睿, 王旭兆 申请人:太原碧蓝水利工程设计有限公司