一种大田土壤多点温度远程监测系统技术方案

一种大田土壤多点温度远程监测系统属于远程数据采集监测系统；所述系统由前端数据采集系统和数据存储分析处理服务器组成，所述前端数据采集系统包括北斗/GPS授时定位模块、供电模块、中央处理控制模块、R485数据总线、GPRS通信模块、GPRS移动网络、lnternet网络、MAX7714A/D转换器、恒流源电路模块、调理电路及多个Pt100热电阻土壤温度传感器；本系统实现了对大田土壤温度的多点、实时、远程采集及监测分析，具有自动化程度高、实时性好、监测精度和作业效率高、节约人力、劳动强度低、使用可靠的特点。

Multi point temperature remote monitoring system for field soil

A field soil multipoint temperature remote monitoring system belongs to the remote data acquisition and monitoring system; the system is composed of front-end data acquisition system and data storage processing server, the front-end data acquisition system including /GPS timing Beidou positioning module, power supply module, a central processing control module, R485 data bus, GPRS communication module, GPRS mobile network, lnternet network, MAX7714A/D converter, a constant current source circuit, conditioning circuit module and a plurality of heat resistance Pt100 soil temperature sensor; the system analysis on the soil temperature field, real-time, remote collection and monitoring, has the characteristics of high degree of automation, real-time monitoring, precision and high work efficiency, saving human resources, low labor intensity, the use of reliable.

【技术实现步骤摘要】
一种大田土壤多点温度远程监测系统
本专利技术属于远程数据采集监测系统，主要涉及一种基于授时定位的大田土壤多点温度远程数据采集监测系统。
技术介绍
在农业生产作业过程中，土壤是植物的生长发育最直接的物质基础，土壤中有机物、无机物的积累、转化为植物的生长提供直接的营养环境。在诸多影响植物生长的环境因子中，土壤温度又是直接或间接影响植物生长和发育的重要环境因子，许多植物生理过程(如养分传输、气孔导度、二氧化碳的吸收、蒸腾)都与土壤温度密切相关。研究表明，土壤温度会影响植物根系的呼吸、生长、及养分的吸收，适当的土壤温度会促进作物生长和发育及提高粮食作物的产量。土壤温度数据的采集测量可以帮助我们进行农业生产的精细耕作，良好的土壤温度环境已成为农田作物健康生长的必要条件。因此，大田生产作业中，需要在特定的气候和时间段对土壤温度进行快速实时的采集测量，如果采用人工对土壤温度进行采集测量，特别是人工同时采集测量土壤多点温度数据，在高纬度地区春季与秋季温度日变大，土壤温度受到很大影响，同时准确获得多点数据非常困难，甚至是不可能完成的工作。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述现有技术存在的问题，提供一种具有远程实时监测能力的大田土壤多点温度数据采集监测系统，达到对大田土壤多点温度数据进行快速、准确的远程实时采集监测、有效地掌握土壤的状况、指导精耕细作农业生产、提高农业生产工作效率、增加粮食作物产量的目的。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种大田土壤多点温度远程监测系统由前端数据采集系统和数据存储分析处理服务器组成；所述前端数据采集系统包括北斗/GPS授时定位模块、供电模块、中央处理控制模块、R485数据总线、GPRS通信模块、GPRS移动网络、lnternet网络、MAX7714A/D转换器、恒流源电路模块、调理电路及多个Pt100热电阻土壤温度传感器，所述北斗/GPS授时定位模块和供电模块通过导线分别与中央处理控制模块连通，所述R485数据总线将中央处理控制模块与GPRS通信模块连通，MAX7714A/D转换器通过导线分别与中央处理控制模块和调理电路连通，多个Pt100热电阻土壤温度传感器通过导线分别与恒流源电路模块和调理电路呈并联连接，所述GPRS通信模块与GPRS移动网络无线连接，所述lnternet网络与GPRS移动网络无线连通，数据存储分析处理服务器与lnternet网络无线连通或有线连接。本专利技术的有益效果在于：通过采用授时定位大田土壤多点温度远程监测系统实现和完成了大田土壤多点高精度快速温度采集测量及远程监测工作，解决了人工同时采集测量土壤多点温度数据存在的问题，具有结构新颖、合理、自动化程度高、实时性好、监测精度和作业效率高、节约人力、劳动强度低、使用可靠的特点，尤其适合高纬度地区农田、包括冻土农田土壤多点温度检测使用需要，为现代农业生产的精耕细作、提高粮食作物生产产量提供技术支持。附图说明图1是一种大田土壤多点温度远程监测系统总体结构示意图。图中件号说明：1、北斗/GPS授时定位模块、2、供电模块、3、中央处理控制模块、4、R485数据总线、5、GPRS通信模块、6、GPRS移动网络、7、Internet网络、8、数据存储分析处理服务器、9、MAX7714A/D转换器、10、恒流源电路模块、11、调理电路、12、Pt100热电阻土壤温度传感器、13、前端数据采集系统。具体实施方式下面结合附图对本专利技术实施方案进行详细描述。一种大田土壤多点温度远程监测系统，所述系统由前端数据采集系统13和数据存储分析处理服务器8组成；所述前端数据采集系统13包括北斗/GPS授时定位模块1、供电模块2、中央处理控制模块3、R485数据总线4、GPRS通信模块5、GPRS移动网络6、lnternet网络7、MAX7714A/D转换器9、恒流源电路模块10、调理电路11及多个Pt100热电阻土壤温度传感器12，所述北斗/GPS授时定位模块1和供电模块2通过导线分别与中央处理控制模块3连通，所述R485数据总线4将中央处理控制模块3与GPRS通信模块5连通，MAX7714A/D转换器9通过导线分别与中央处理控制模块3和调理电路11连通，多个Pt100热电阻土壤温度传感器12通过导线分别与恒流源电路模块10和调理电路11呈并联连接，所述GPRS通信模块5与GPRS移动网络6无线连接，所述lnternet网络7与GPRS移动网络6无线连通，数据存储分析处理服务器8与lnternet网络7无线连通或有线连接。作业使用时，根据监测需要，将多个Pt100热电阻土壤温度传感器12设置在地块多点位土壤内，供电模块2提供直流电源为系统供电。由恒流源电路模块10提供恒流源，激励Pt100热电阻土壤温度传感器12产生电压信号，该电压信号经调理电路11转换成小于或等于5V的标准电压信号，送给MAX7714A/D转换器9转换为数字信号，由中央处理控制模块3进行数据处理后，通过R485数据总线4将数据送入GPRS通信模块5，所述GPRS通信模块5利用无线传输方式将大田土壤多点温度数据经GPRS移动网络6、lnternet网络7无线或有线传送到数据存储分析处理服务器8中，完成远程监测工作。本系统中采用的Pt100热电阻土壤温度传感器12是一种用金属铂做成的电阻值随环境温度变化而改变的温度传感器，其三线制导线电阻补偿结构消除了导线电阻对温度测量的误差影响，具有稳定性好、精度高、测温范围大的特点。本系统中使用的MAX7714A/D转换器9是一种采用Σ—Δ转换技术的A/D转换器，可实现高达24位的无误码精度，还具有软件可编程滤波，1—128的可编程增益量，并有两路带缓冲的差分输入，可在-40—+105℃温度范围内对温度进行测量转换，采集信号模块转换精度高。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大田土壤多点温度远程监测系统，其特征在于：所述系统由前端数据采集系统(13)和数据存储分析处理服务器(8)组成；所述前端数据采集系统(13)包括北斗/GPS授时定位模块(1)、供电模块(2)、中央处理控制模块(3)、R485数据总线(4)、GPRS通信模块(5)、GPRS移动网络(6)、lnternet网络(7)、MAX7714A/D转换器(9)、恒流源电路模块(10)、调理电路(11)及多个Pt100热电阻土壤温度传感器(12)，所述北斗/GPS授时定位模块(1)和供电模块(2)通过导线分别与中央处理控制模块(3)连通，所述R485数据总线(4)将中央处理控制模块(3)与GPRS通信模块(5)连通，MAX7714A/D转换器(9)通过导线分别与中央处理控制模块(3)和调理电路(11)连通，多个Pt100热电阻土壤温度传感器(12)通过导线分别与恒流源电路模块(10)和调理电路(11)呈并联连接，所述GPRS通信模块(5)与GPRS移动网络(6)无线连接，所述lnternet网络(7)与GPRS移动网络(6)无线连通，数据存储分析处理服务器(8)与lnternet网络(7)无线连通或有线连接。...

【技术特征摘要】
1.一种大田土壤多点温度远程监测系统，其特征在于：所述系统由前端数据采集系统(13)和数据存储分析处理服务器(8)组成；所述前端数据采集系统(13)包括北斗/GPS授时定位模块(1)、供电模块(2)、中央处理控制模块(3)、R485数据总线(4)、GPRS通信模块(5)、GPRS移动网络(6)、lnternet网络(7)、MAX7714A/D转换器(9)、恒流源电路模块(10)、调理电路(11)及多个Pt100热电阻土壤温度传感器(12)，所述北斗/GPS授时定位模块(1)和供电模块(2)通过导线分别与...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷思玉，张会慧，毕武，杨巍，李鑫，李悦，郭兴军，蔡越桐，
申请(专利权)人：东北农业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23