一种土壤墒情检测系统及检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种土壤墒情检测系统，包括检测棒，检测棒上设置有若干监测模组，监测模组连接至处理模块，处理模块上连接有电池，所述检测棒设置有若干根，每根所述检测棒上的所述处理模块分别通过通讯模块无线连接至终端设备；所述监测模组包括加热装置以及温度传感器，所述温度传感器用于监测环境的升温速率，所述处理模块用于获取所述升温速率并与升温速率

【技术实现步骤摘要】
一种土壤墒情检测系统及检测方法


[0001]本专利技术涉及农业灌溉领域，更具体地，涉及一种土壤墒情检测系统及检测方法。

技术介绍

[0002]土壤墒情是土壤湿度的重要参数，在大型农场的自动灌溉、农业精细化生产、节水农业灌溉等领域中具有重要的作用，为了更加精准的掌握土壤的墒情，需要对不同深度下的土壤墒情的检测。
[0003]现有的土壤墒情检测装置大多为探棒，例如公开号为CN111175351A的土壤墒情仪，在金属杆上设置若干湿度探测传感器，该湿度探测传感器均为导电率检测模块等传统湿度检测装置，在实际使用过程中经常会因为土壤中的植物根系、土壤中的昆虫、蚯蚓以及垃圾等影响，对导电率的检测造成较大的波动和影响，例如在电极之间的根系与导线的作用相似，相较于土壤的导电率更高，使土壤墒情的检测数据精确度下降；而且现有的土壤墒情检测装置仅仅检测一个点的数据，无法做到大范围的数据采集并汇总的功能，不利于大型农场的自动灌溉和节水灌溉的发展趋势。
[0004]因此，需要一种新型的针对土壤墒情检测的技术方案，能够解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一个目的是提供一种土壤墒情检测的新技术方案，开创性的采用土壤升温速率来测算土壤湿度，以解决当前导电率测算方式容易受土壤中植物根系等影响的问题，提高土壤墒情的测算精度。
[0006]根据本专利技术的第一方面，提供了一种土壤墒情检测系统，包括检测棒，所述检测棒上设置有若干监测模组，所述监测模组连接至处理模块，所述处理模块上连接有电池，所述检测棒设置有若干根，每根所述检测棒上的所述处理模块分别通过通讯模块无线连接至终端设备；所述监测模组包括加热装置以及温度传感器，所述温度传感器用于监测环境的升温速率，所述处理模块用于获取所述升温速率并与升温速率
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土壤湿度对应表计算得出土壤湿度，所述通讯模块用于将所述土壤湿度传输至所述终端设备，所述终端设备用于汇总所述土壤湿度并输出土壤墒情分布图。
[0007]通过本方案，利用土壤的升温速率和土壤湿度的对应关系，能够计算得出土壤的湿度，将每一层的土壤湿度通过通讯模块传输至终端设备，从而计算得出土壤墒情分布图。
[0008]优选地，所述检测棒包括固定板、伸缩杆以及推杆，所述监测模组均匀布置于所述伸缩杆上，所述推杆固定至所述伸缩杆底端用于控制伸缩，所述伸缩杆的顶端固定至所述固定板上，所述处理模块以及所述通讯模块均安装至所述固定板的控制盒中。
[0009]通过本方案，推杆能够带动伸缩杆插入土壤中进行数据采集，固定板放置于地面上作为土壤深度的测量基准，伸缩杆能够伸入土壤一定深度，通过推杆露出的长度即可得知当前伸入土壤中的深度，避免传统硬质的测量杆插入时会因石块等的阻挡无法完全插入，而造成的深度测量误差，提高垂直方向上的测量精度。
[0010]优选地，所述伸缩杆包括若干依次嵌套的测量筒，所述加热装置以及所述温度传感器嵌设至所述测量筒的外表面，所述加热装置的导线以及所述温度传感器的导线均通过所述测量筒之间的缝隙连通至所述处理模块；所述推杆通过所述测量筒中部的空腔连接至最底部的所述测量筒。
[0011]通过本方案，最底部的测量筒直径最小，且底部装有锥状的破土头，在插入土壤中时能够从内至外依次向下伸入，通过每个温度传感器的温度即可得知当前伸入土壤中的测量筒，再根据测量筒的长度即可得知每个温度传感器的深度。
[0012]优选地，所述加热装置包括金属材质的加热板，所述加热板中布置有加热丝，所述加热板至少布置于所述温度传感器的上下两侧。
[0013]通过本方案，上下两侧均设置加热板，能够保证加热的可靠性，避免加热过程中因水分流动而无法精确测量土壤被加热后的温度。
[0014]优选地，所述测量筒上未设置有所述加热装置的一侧设置有第二温度传感器，所述第二温度传感器连接至所述处理模块。
[0015]通过本方案，第二温度传感器能够测量未被加热的土壤，从而能够与被加热的土壤做对比，得出更加精确的土壤升温速率，而且能够判断加热装置是否正常工作。
[0016]优选地，所述测量筒的内壁上设置有走线槽，所述加热装置的导线、所述温度传感器的导线以及所述第二温度传感器的导线均通过所述导线槽延伸至所述控制盒中。
[0017]通过本方案，走线槽能够对线路起到保护作用，而且能够使测量筒之间的间隙更小，避免水分或土壤进入其中造成线路短路。
[0018]优选地，还包括定位模块，所述定位模块用于检测当前检测棒的位置并发送至所述处理模块。
[0019]通过本方案，定位模块能够定位每根检测棒的位置，从而形成水平方向的检测点矩阵，结合每层监测模组测量的不同深度的土壤墒情，能够得出精确的立体的土壤墒情分布情况。
[0020]优选地，所述固定板的两侧铰接有踏板，所述踏板能够向上旋转为竖直的收纳位以及向下翻转为水平的固定位。
[0021]通过本方案，踏板能够展开，以方便脚踏后固定本装置的位置，方便施力将伸缩杆插入土壤中而不发生横向的位移；收起至收纳位后能够减小占用体积，方便搬运移动。
[0022]根据本专利技术的第二方面，提供一种采用上述土壤墒情检测系统的土壤墒情检测方法，包括如下步骤：
[0023]步骤1：依次将检测棒插入待测土壤中，获取土壤的每一层的初始温度；
[0024]步骤2：启动加热装置对每一层土壤进行加热，温度传感器周期性采集当前层土壤的实时温度；
[0025]步骤3：处理模块获取初始温度以及实时温度，根据时间计算每一层土壤的升温速率；
[0026]步骤4：查询升温速率
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土壤湿度对应表，根据所述升温速率得出每一层的土壤湿度；
[0027]步骤5：终端设备获取所有检测棒采集的每一层的土壤湿度，汇总并绘制出土壤墒情分布图。
[0028]优选地，获取每一根检测棒在每一次检测时的地理坐标，根据所述地理坐标以及所述土壤湿度绘制所述土壤墒情分布图。
[0029]根据本公开的一个实施例，本专利技术开创性的采用土壤的升温速率来测算土壤墒情，相较于传统的导电率测算，能够大大减小因植物根系或土壤栖息的生物以及土壤中垃圾造成的影响，提高土壤墒情的测算准确性；采用本系统能够精确得出土壤墒情的立体分布情况，从而便于后期针对不同墒情的土壤进行灌溉时的精准供水，为农业自动化提供精准数据。
[0030]通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
[0031]被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本专利技术的原理。
[0032]图1是本专利技术实施例的土壤墒情检测系统的结构示意图；
[0033]图2是图1中土壤墒情检测系统的电路结构框图；
[0034]图3是图1中检测棒的结构示意图；
[0035]图4是图3中检测棒收起时的结构示意图；
[0036]图5是图3中检测棒未完全伸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种土壤墒情检测系统，包括检测棒，所述检测棒上设置有若干监测模组，所述监测模组连接至处理模块，所述处理模块上连接有电池，其特征在于，所述检测棒设置有若干根，每根所述检测棒上的所述处理模块分别通过通讯模块无线连接至终端设备；所述监测模组包括加热装置以及温度传感器，所述温度传感器用于监测环境的升温速率，所述处理模块用于获取所述升温速率并与升温速率
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土壤湿度对应表计算得出土壤湿度，所述通讯模块用于将所述土壤湿度传输至所述终端设备，所述终端设备用于汇总所述土壤湿度并输出土壤墒情分布图。2.根据权利要求1所述的土壤墒情检测系统，其特征在于，所述检测棒包括固定板、伸缩杆以及推杆，所述监测模组均匀布置于所述伸缩杆上，所述推杆固定至所述伸缩杆底端用于控制伸缩，所述伸缩杆的顶端固定至所述固定板上，所述处理模块以及所述通讯模块均安装至所述固定板的控制盒中。3.根据权利要求2所述的土壤墒情检测系统，其特征在于，所述伸缩杆包括若干依次嵌套的测量筒，所述加热装置以及所述温度传感器嵌设至所述测量筒的外表面，所述加热装置的导线以及所述温度传感器的导线均通过所述测量筒之间的缝隙连通至所述处理模块；所述推杆通过所述测量筒中部的空腔连接至最底部的所述测量筒。4.根据权利要求3所述的土壤墒情检测系统，其特征在于，所述加热装置包括金属材质的加热板，所述加热板中布置有加热丝，所述加热板至少布置于所述温度传感器的上下两侧。5.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘树锋，王小军，欧正蜂，王晓蕾，王超，
申请(专利权)人：广东省水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：