一种林木微观碳汇计量同化箱参数测量仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种林木微观碳汇计量同化箱参数测量仪。本测量仪共分为两大部分，分别是主机部分和从机部分。主机部分主要分为电源模块、单片机处理模块、TFT触摸屏显示模块、通讯接口模块等四个模块；从机部分包括电源模块、单片机处理模块、通讯接口模块、树径生长量测量模块、温湿度测量接口模块、光照强度测量模块、CO2浓度测量接口模块、数据存储模块等八个模块。本实用新型专利技术实现了多参数测量、自动化程度高、地域适应强、测量地点更换方便等。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种环境参数测量仪，尤其是涉及一种林木微观碳汇计量同化箱参数测量仪。
技术介绍
全球气候变化问题日益突出，它将导致生态系统退化、自然灾害频发等全球性灾难，深度触及粮食、水资源、能源、生态和公共卫生安全，直接威胁到人类的生存和发展。《京都议定书》以法律形式要求工业化国家控制并减少六种温室气体,其中主要是CO2的排放，因此在经济发展的同时降低经济增长所带来的CO2的排放量，探索低碳发展道路已经成为全球共识。森林作为陆地生态系统的主体，具有可重复再生的特性，有碳源和碳汇的双重作用，尤其是碳汇功能，不仅能极大地缓解气候变暖趋势，而且能有效的抵消CO2排放，促进碳在地球生态体系中的平衡。通过森林碳汇抵消CO2排放已成为国际气候公约的重要内容，受到世界各国政府和科学家的广泛关注。近年来，我国空气质量退化较快，仅雾霾一项指标就呈范围扩大和持续时间延长的趋势，已成为引起民众身体健康恐慌的严重社会问题。改善空气质量成为我国各级政府的重要工作目标，实行征收碳税制度和开展碳交易业务也势在必行。森林碳汇是指森林植物吸收大气中的CO2并将其固定在植被或土壤中，从而减少该气体在大气中的浓度。碳汇计量则是对森林碳汇能力的评价，国内外有关森林碳汇的计量方法主要有蓄积量法、生物量法和生物量清单法。由于此类方法原理简单、直观，是目前广泛采取的方法，但此类方法只是静态估算，不能动态反映森林碳汇的发展趋势，且大多凭经验选取转换因子，这就直接影响估算结果的可靠性。因此有必要寻找一种公认的森林碳汇计量方法，由于箱式法具有计量准确、定量研究以及便于实施等优点，使箱式法在定量分析气体通量方面被广泛使用，但该方法也存在一些缺点：(1)研究对象的选取具有一定的代表性，包括选择的物种、数量及年龄。(2)箱内外环境差异较大，主要表现在温湿度等环境参数。(3)碳汇计算模型的不确定性。(4)难以实现自动、连续测量。这些缺点阻碍了箱式法在森林碳汇计量的应用和推广，利用此方法估算森林碳汇的研究鲜有报道，用于植株、植物器官和群体尺度的同化箱装置尚未见商业化产品，国内外学者大都自制箱式系统来进行该类研究。因此，有必要探索一种计量误差小、可连续测量的同化箱装置，从而探索单株植物碳汇量的计量方法，为建立某一地区此类林木的碳汇量的计量方法模型提供数据支持。目前，我国的碳交易所需的计量体系尚处于起步阶段，无论采用何种现有基于宏观生态统计方法的碳汇量的计算方法，所得到的结果都难以保证量值的准确和统一，从而使量值溯源成为急需解决的难题。因此，从微观及中观尺度对林木的碳汇机理进行研究，从而探索关键参数的量值的溯源路径，为实现宏观碳汇量的准确计量以及建立我国碳汇计量体系提供技术支撑。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种林木微观碳汇计量同化箱参数测量仪，它专为林木微观碳汇计量同化箱而设计，主要用于测量同化箱内部参数，包括：温度、湿度、光照强度、CO2浓度、树径生长变化量等参数。本技术采用的技术方案是：本测量仪共分为两大部分，分别是主机部分和从机部分。主机部分主要分为电源模块、单片机处理模块、TFT触摸屏显示模块、通讯接口模块；从机部分包括电源模块、单片机处理模块、通讯接口模块、树径生长量测量模块、温湿度测量接口模块、光照强度测量模块、CO2浓度测量接口模块、数据存储模块。主机部分电源模块连接单片机处理模块、TFT触摸屏显示模块、通讯接口模块，TFT触摸屏显示模块连接单片机处理模块实现人机交互，通讯接口模块连接单片机处理模块实现与从机通讯。从机部分电源模块连接单片机处理模块、通讯接口模块、树径生长量测量模块、温湿度测量接口模块、光照强度测量模块、CO2浓度测量接口模块、数据存储模块；树径生长量测量模块、温湿度测量接口模块、光照强度测量模块、CO2浓度测量接口模块等四个测量模块连接至单片机处理模块，经单片机处理模块数据处理后由单片机处理模块保存至数据存储模块。所述的电源模块包括提供+3.3V、+5V主机部分电源模块，+3.3V、±5V和±12V的从机电源模块。所述的主机部分电源模块包括两个稳压芯片U1、U2、一个12V接插口P1、一个可恢复保险丝F1、三个钽电容C1、C4、C5、一个电感L1、六个电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、一个续流二极管D1、一个发光二极管D2、五个瓷片电容C2、C3、C6、C7、C8。12V电源接插口一端接地，另一端接12V电源，接可恢复保险丝F1一端，另一端接U1第一引脚、钽电容C4正极、瓷片电容C3的一端，钽电容C4负极、瓷片电容C3的另一端接地，电阻R6一端接地，电阻R6另一端接U1的第5引脚，U1的第三引脚接地，U1的第2引脚接续流二极管D1的负极、电感L1的一端，续流二极管D1的正极接地，电感的另一端接钽电容C1的正极、瓷片电容C2的一端、U2的第三引脚，钽电容负极接瓷片电容C2的另一端到地，U1的第四接5V模拟电压端，U2的第一引脚接地，U2的第二引脚接钽电容C5正极、瓷片电容C6一端、3.3V模拟电压端、电阻R1、R3一端，钽电容C5的负极、瓷片电容C6的另一端接电阻R4、R5一端，电阻R1、R3另一端接数字电压端、电阻R2、瓷片电容C7、C8的一端，电阻R4、R5另一端接瓷片电容C7、C8的另一端接地，电阻R2的另一端接发光二极管D2的正极，发光二极管D2的负极接地。所述主机部分电源模块U1型号为LM2596-5V，U2型号为LM1117-3.3V。所述的主机部分单片机处理模块包括一个微处理器U3、三个二极管D3、D4、D5、一个按键S1、两个晶振Y1、Y2、一个纽扣电池插座BT1、一个钽电容C27、八个电阻R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、18个瓷片电容C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21、C22、C23、C24、C25、C26。3.3V数字电压端接续流二极管D3的负极、电阻R8的一端，续流二极管D3的正极、电阻R8的另一端接按键S1、瓷片电容C9、微处理器U3的第二十五引脚，按键S1、瓷片电容C9的另一端接地，瓷片电容C10、C11的一端接地，瓷片电容C10的另一端接晶振Y1的一端、微处理器U3的第八引脚，瓷片电容C11的另一端接晶振Y1的另一端、微处理器U3的第九引脚，瓷片电容C12、C13的一端接地，瓷片电容C12的另一端接电阻R9的一端、晶振Y2的一端、微处理器U3的第二十三引脚，瓷片电容C13的另一端接电阻R9的另一端、晶振Y2的另一端、微处理器U3的第二十四引脚，纽扣电池插座BT1的正向端接二极管D4的正向端，纽扣电池插座BT1的负向端接地，二极管D4的负极接微处理器U3的第六引脚、二极管D5的负极，二极管D5的正极接3.3V数字电压端、瓷片电容C14的一端，瓷片电容C14的另一端接地，钽电容C27的正极接3.3V模拟电压端、瓷片电容C15的一端、电阻R11、R12的一端、微处理器U3的第三十二、三十三引脚，钽电容C27的负极接电阻R13、R14的一端至地，电阻R11、R1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种林木微观碳汇计量同化箱参数测量仪，包括主机部分和从机部分；主机部分包括电源模块、单片机处理模块、TFT触摸屏显示模块、通讯接口模块；从机部分包括电源模块、单片机处理模块、通讯接口模块、树径生长量测量模块、温湿度测量接口模块、光照强度测量模块、CO2浓度测量接口模块、数据存储模块；主机部分电源模块连接单片机处理模块、TFT触摸屏显示模块、通讯接口模块，TFT触摸屏显示模块连接单片机处理模块实现人机交互，通讯接口模块连接单片机处理模块实现与从机通讯；从机部分电源模块连接单片机处理模块、通讯接口模块、树径生长量测量模块、温湿度测量接口模块、光照强度测量模块、CO2浓度测量接口模块、数据存储模块；树径生长量测量模块、温湿度测量接口模块、光照强度测量模块、CO2浓度测量接口模块连接至单片机处理模块，经单片机处理模块数据处理后由单片机处理模块保存至数据存储模块；所述的电源模块包括提供+3.3V、+5V主机部分电源模块，+3.3V、±5V和±12V的从机电源模块；所述的主机部分电源模块包括两个稳压芯片U1、U2、一个12V接插口P1、一个可恢复保险丝F1、三个钽电容C1、C4、C5、一个电感L1、六个电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、一个续流二极管D1、一个发光二极管D2、五个瓷片电容C2、C3、C6、C7、C8；12V电源接插口一端接地，另一端接12V电源，接可恢复保险丝F1一端，另一端接U1第一引脚、钽电容C4正极、瓷片电容C3的一端，钽电容C4负极、瓷片电容C3的另一端接地，电阻R6一端接地，电阻R6另一端接U1的第5引脚，U1的第三引脚接地，U1的第2引脚接续流二极管D1的负极、电感L1的一端，续流二极管D1的正极接地，电感的另一端接钽电容C1的正极、瓷片电容C2的一端、U2的第三引脚，钽电容负极接瓷片电容C2的另一端到地，U1的第四接5V模拟电压端，U2的第一引脚接地，U2的第二引脚接钽电容C5正极、瓷片电容C6一端、3.3V模拟电压端、电阻R1、R3一端，钽电容C5的负极、瓷片电容C6的另一端接电阻R4、R5一端，电阻R1、R3另一端接数字电压端、电阻R2、瓷片电容C7、C8的一端，电阻R4、R5另一端接瓷片电容C7、C8的另一端接地，电阻R2的另一端接发光二极管D2的正极，发光二极管D2的负极接地；所述主机部分电源模块U1型号为LM2596‑5V，U2型号为LM1117‑3.3V；所述的主机部分单片机处理模块包括一个微处理器U3、三个二极管D3、D4、D5、一个按键S1、两个晶振Y1、Y2、一个纽扣电池插座BT1、一个钽电容C27、八个电阻R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、18个瓷片电容C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21、C22、C23、C24、C25、C26；3.3V数字电压端接续流二极管D3的负极、电阻R8的一端，续流二极管D3的正极、电阻R8的另一端接按键S1、瓷片电容C9、微处理器U3的第二十五引脚，按键S1、瓷片电容C9的另一端接地，瓷片电容C10、C11的一端接地，瓷片电容C10的另一端接晶振Y1的一端、微处理器U3的第八引脚，瓷片电容C11的另一端接晶振Y1的另一端、微处理器U3的第九引脚，瓷片电容C12、C13的一端接地，瓷片电容C12的另一端接电阻R9的一端、晶振Y2的一端、微处理器U3的第二十三引脚，瓷片电容C13的另一端接电阻R9的另一端、晶振Y2的另一端、微处理器U3的第二十四引脚，纽扣电池插座BT1的正向端接二极管D4的正向端，纽扣电池插座BT1的负向端接地，二极管D4的负极接微处理器U3的第六引脚、二极管D5的负极，二极管D5的正极接3.3V数字电压端、瓷片电容C14的一端，瓷片电容C14的另一端接地，钽电容C27的正极接3.3V模拟电压端、瓷片电容C15的一端、电阻R11、R12的一端、微处理器U3的第三十二、三十三引脚，钽电容C27的负极接电阻R13、R14的一端至地，电阻R11、R12的另一端接3.3V数字电压端接瓷片电容C16、C17、C18、C19、C20、C21、C22、C23、C24、C25、C26的一端、微处理器U3的第十七、第三十九、第五十二、第六十二、第七十二、第八十四、第九十五、第一百零八、第一百二十一、第一百三十一、第一百四十四引脚，电阻R13、R14的另一端接瓷片电容C16、C17、C18、C19、C20、C21、C22、C23、C24、C25、C26的另一端至地，3.3V数字电压端接瓷片电容C29一端、电阻R15、R16、R17、R19的一端、JTAG接口U4第一引脚，瓷片电容C29另一端接瓷片电容C28的一端至地，瓷片电容C28的另一端接JTAG接口U4第2引脚、3.3V...

【技术特征摘要】
1.一种林木微观碳汇计量同化箱参数测量仪，包括主机部分和从机部分；主机部分包括电源模块、单片机处理模块、TFT触摸屏显示模块、通讯接口模块；从机部分包括电源模块、单片机处理模块、通讯接口模块、树径生长量测量模块、温湿度测量接口模块、光照强度测量模块、CO2浓度测量接口模块、数据存储模块；主机部分电源模块连接单片机处理模块、TFT触摸屏显示模块、通讯接口模块，TFT触摸屏显示模块连接单片机处理模块实现人机交互，通讯接口模块连接单片机处理模块实现与从机通讯；从机部分电源模块连接单片机处理模块、通讯接口模块、树径生长量测量模块、温湿度测量接口模块、光照强度测量模块、CO2浓度测量接口模块、数据存储模块；树径生长量测量模块、温湿度测量接口模块、光照强度测量模块、CO2浓度测量接口模块连接至单片机处理模块，经单片机处理模块数据处理后由单片机处理模块保存至数据存储模块；
所述的电源模块包括提供+3.3V、+5V主机部分电源模块，+3.3V、±5V和±12V的从机电源模块；
所述的主机部分电源模块包括两个稳压芯片U1、U2、一个12V接插口P1、一个可恢复保险丝F1、三个钽电容C1、C4、C5、一个电感L1、六个电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、一个续流二极管D1、一个发光二极管D2、五个瓷片电容C2、C3、C6、C7、C8；12V电源接插口一端接地，另一端接12V电源，接可恢复保险丝F1一端，另一端接U1第一引脚、钽电容C4正极、瓷片电容C3的一端，钽电容C4负极、瓷片电容C3的另一端接地，电阻R6一端接地，电阻R6另一端接U1的第5引脚，U1的第三引脚接地，U1的第2引脚接续流二极管D1的负极、电感L1的一端，续流二极管D1的正极接地，电感的另一端接钽电容C1的正极、瓷片电容C2的一端、U2的第三引脚，钽电容负极接瓷片电容C2的另一端到地，U1的第四接5V模拟电压端，U2的第一引脚接地，U2的第二引脚接钽电容C5正极、瓷片电容C6一端、3.3V模拟电压端、电阻R1、R3一端，钽电容C5的负极、瓷片电容C6的另一端接电阻R4、R5一端，电阻R1、R3另一端接数字电压端、电阻R2、瓷片电容C7、C8的一端，电阻R4、R5另一端接瓷片电容C7、C8的另一端接地，电阻R2的另一端接发光二极管D2的正极，发光二极管D2的负极接地；所述主机部分电源模块U1型号为LM2596-5V，U2型号为LM1117-3.3V；
所述的主机部分单片机处理模块包括一个微处理器U3、三个二极管D3、D4、D5、一个按键S1、两个晶振Y1、Y2、一个纽扣电池插座BT1、一个钽电容C27、八个电阻R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、18个瓷片电容C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21、C22、C23、C24、C25、C26；3.3V数字电压端接续流二极管D3的负极、电阻R8的一端，续流二极管D3的正极、电阻R8的另一端接按键S1、瓷片电容C9、微处理器U3的第二十五引脚，按键S1、瓷片电容C9的另一端接地，瓷片电容C10、C11的一端接地，瓷片电容C10的另一端接晶振Y1的一端、微处理器U3的第八引脚，瓷片电容C11的另一端接晶振Y1的另一端、微处理器U3的第九引脚，瓷片电容C12、C13的一端接地，瓷片电容C12的另一端接电阻R9的一端、晶振Y2的一端、微处理器U3的第二十三引脚，瓷片电容C13的另一端接电阻R9的另一端、晶振Y2的另一端、微处理器U3的第二十四引脚，纽扣电池插座BT1的正向端接二极管D4的正向端，纽扣电池插座BT1的负向端接地，二极管D4的负极接微处理器U3的第六引脚、二极管D5的负极，二极管D5的正极接3.3V数字电压端、瓷片电容C14的一端，瓷片电容C14的另一端接地，钽电容C27的正极接3.3V模拟电压端、瓷片电容C15的一端、电阻R11、R12的一端、微处理器U3的第三十二、三十三引脚，钽电容C27的负极接电阻R13、R14的一端至地，电阻R11、R12的另一端接3.3V数字电压端接瓷片电容C16、C17、C18、C19、C20、C21、C22、C23、C24、C25、C26的一端、微处理器U3的第十七、第三十九、第五十二、第六十二、第七十二、第八十四、第九十五、第一百零八、第一百二十一、第一百三十一、第一百四十四引脚，电阻R13、R14的另一端接瓷片电容C16、C17、C18、C19、C20、C21、C22、C23、C24、C25、C26的另一端至地，3.3V数字电压端接瓷片电容C29一端、电阻R15、R16、R17、R19的一端、JTAG接口U4第一引脚，瓷片电容C29另一端接瓷片电容C28的一端至地，瓷片电容C28的另一端接JTAG接口U4第2引脚、3.3V数字电压端，电阻R15、R16、R17、R19的另一端分别接微处理器U3的第一百三十四、第一百一十、第一百零五、第一百三十三引脚、JTAG接口U4的第三、第五、第七、第十三引脚，电阻R18一端接地，电阻R18的另一端接微处理器U3的第一百零九引脚、JTAG接口U4的第九引脚，JTAG接口U4的第十五引脚接微处理器U3的第二十五引脚，JTAG接口U4的第四、第六、第八、第十、第十二、第十四、第十六、第十八、第二十引脚接电阻R22的一端，电阻R22的另一端接地；所述的主机部分单片机处理模块U3型号为STM32F103ZET6；
所述的主机部分TFT触摸屏显示模块包括一个TFT触摸屏插件P2、一个电阻R23、一个瓷片电容C30；TFT触摸屏插件P2的第一引脚接地，第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五、第十六、第十七、第十八、第十九、第二十、第二十一、第二十二、第二十三、第二十四、第二十五、第二十六、第二十七引脚分别接微处理器U3的第一百二十七、第七十九、第七十八、第七十七、第六十八、第六十七、第六十六、第六十五、第六十四、第六十三、第六十、第五十九、第五十八、第一百一十五、第一百一十四、第八十六、第八十五、第一百一十八、第一百一十九、第一、第一百二十六、第四十九、第二十二、第九十二、第十八、第二十一引脚，TFT触摸屏插件P2的第二十八、第三十、第三十二引脚接地，TFT触摸屏插件P2的第二十九引脚接电阻R27的一端，电阻R27的另一端接5V模拟电压端，TFT触摸屏插件P2的第三十一引脚接瓷片电容C30的一端，瓷片电容的另一端接地；

【专利技术属性】
技术研发人员：冷国强，陈爱军，李东升，陈颖，汪成立，
申请(专利权)人：中国计量学院，
类型：新型
国别省市：浙江;33