本发明专利技术公开了一种低功耗多指标野外土壤墒情远程监测系统，它由中心站（１）和至少一个监测站（２）组成，中心站（１）通过ＧＳＭ短消息交换中心连接各监测站（２），或通过ＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＣＤＭＡ移动通信网与具有移动网关的数据处理中心（３）相连，数据处理中心（３）通过ＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＣＤＭＡ移动通信网连接各监测站（２）。本发明专利技术利用现代移动通信网络（ＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＣＤＭＡ），建立远程无线监测网，对土壤墒情１０～２０个指标进行远程监测和控制，系统运行经济、简单、安全、可靠，大大提高了监测的准确性和及时性，同时，本发明专利技术采用低功耗设计，降低了系统功耗，满足了野外多指标远程监测的要求。
Remote monitoring system for low power consumption multi index field soil moisture content
The invention discloses a low power multi index field soil moisture remote monitoring system, which is composed of a central station (1) and at least one monitoring station (2), central station (1) is connected to the center of each monitoring station through the GSM Short Message exchange (2), and the processing center with mobile gateway data or by GSM / GPRS / CDMA mobile communication network (3) connected to the data processing center (3) through the GSM / GPRS / CDMA mobile communication network connecting each monitoring station (2). The invention uses the modern mobile communication network (GSM / GPRS / CDMA), a wireless remote monitoring network, the soil moisture content 10 ~ 20 indicators for remote monitoring and control system, economic operation, simple, safe and reliable, can greatly improve the accuracy and timeliness of monitoring, at the same time, the invention adopts the design of low power consumption, to reduce the power consumption of the system, to meet the requirements of the remote monitoring field of multi index.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种土壤墒情监测系统，尤其是一种低功耗多指标野外土壤墒情远程监测系统。
技术介绍
土壤墒情是指农作物主要根系活动层内的土壤水分状况。它是农业抗旱、水资源合理配置的重要依据。土壤墒情与旱情监测是一项公益性、基础性工作，可为政府宏观决策提供科学依据，为指导农业生产服务；是土肥系统所从事公益性服务的一个重要方面，还可为项目申报、项目建设提供科学依据。目前，对土壤墒情的监测主要采取人工实地监测的方式，不但耗费人力、物力，而且信息传递慢，无法实现实时监测和数据的远程传送，影响了监测的准确性和及时性。近年来，也出现了一些土壤墒情的监测系统，但大多限于大篷内的土壤墒情监测，使用大篷内电源供电，不适宜野外使用；或者是实验基地的土壤墒情监测，采用存储采样数据，通过RS-232进行定时联机取数，监测指标少，不具备远距离数据传输。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种性能可靠、远程数据传输及时且功耗低、适应于太阳能供电、系统运行成本较经济的多指标野外土壤墒情远程监测系统，以解决现有技术存在的问题。本专利技术是这样实现的它由中心站(1)和至少一个监测站(2)组成，中心站(1)通过GSM短消息交换中心连接各监测站(2)，或通过GSM/GPRS/CDMA移动通信网与具有移动网关的数据处理中心(3)相连，数据处理中心(3)通过GSM/GPRS/CDMA移动通信网连接各监测站(2)。中心站(1)由信息接收及发送模块(4)、监控计算机(5)、服务器(6)、大屏幕显示屏(7)构成，信息接收及发送模块(4)连接监控计算机(5)，监控计算机(5)连接服务器(6)和大屏幕显示屏(7)，在监控计算机(5)中装有基于地理信息系统(GIS)的信息处理软件和监控软件。中心站(1)由信息接收及发送模块(4)、监控计算机(5)、服务器(6)、大屏幕显示屏(7)构成，信息接收及发送模块(4)连接监控计算机(5)，监控计算机(5)连接服务器(6)和大屏幕显示屏(7)，在监控计算机(5)中装有基于地理信息系统(GIS)的信息处理软件和监控软件。所述的中心站(1)的信息接收及发送模块(4)由24AH蓄电池组(8)、充放电控制器(9)、无线通信模块(10)、控制器及数据处理模块(11)构成，充放电控制器(9)的电流输入端连接AC/DC适配器(12)，AC/DC适配器(12)连接220V/50HZ交流电源，充放电控制器(9)的电流输出端连接24AH蓄电池组(8)、无线通信模块(10)和控制器及数据处理模块(11)，无线通信模块(10)连接控制器及数据处理模块(11)，控制器及数据处理模块(11)连接监控计算机(5)。监测站(2)由传感器探头组(13)及变送器组(14)、接口及数据采集模块(15)、控制器及数据处理模块(11)、无线通信模块(10)和太阳能电源系统组成，传感器探头组(13)连接变送器组(14)，变送器组(14)连接接口及数据采集模块(15)，接口及数据采集模块(15)通过40针信号插座(16)连接控制器及数据处理模块(11)，控制器及数据处理模块(11)连接无线通信模块(10)，控制器及数据处理模块(11)、无线通信模块(10)连接太阳能电源系统。监测站(2)的传感器探头组(13)由雨量传感器、大气温度传感器、大气湿度传感器、土壤温度传感器、土壤水份传感器、风速传感器、风向传感器、辐射传感器、水份蒸发传感器等组成，并通过导线连接变送器组(14)。监测站(2)的太阳能电源系统由15-30W太阳能电池板阵列(17)、充放电控制器(9)和17-30AH畜电池组(18)组成，15-30W太阳能电池板阵列(17)连接充放电控制器(9)，充放电控制器(9)连接17-30AH畜电池组(18)。在监测站(2)的接口和数据采集模块(15)中设有一个功耗大于300mW、动作电压为2.4V的2路微继电器，2路微继电器的输入端连接控制器及数据处理模块(11)的D/A输出信号端，输出端分别连接3.3V供电的数字或模拟信号接口的供电电源和采用12V供电的变送器组(14)及传感器探头组(13)的供电电源。无线通信模块(10)由天线、GSM芯片、SIM卡座、RS-232插座、外围电路和器件组成，RS-232插座连接控制器及数据处理模块(11)，外围电路和器件连接充放电控制器(9)的电流输出端。控制器及数据处理模块(11)的控制芯片为美国Cygnal公司的C8051F020单片机。与现有技术相比，本专利技术可对土壤墒情进行远程多指标监测与控制，无需人值守，减少了人力、物力的消耗，并实现数据的远程实时传送，大大提高了监测的准确性和及时性。同时，本专利技术采用低功耗设计和间歇式供电，每间隔一段时间(中心站远程命令调节)采集、处理和发射一次数据，以降低系统功耗，满足野外多指标监测的要求。本专利技术监测站的控制器及数据处理模块的控制器核心选用混合信号集成芯片，该芯片集成了多路A/D和D/A、可扩充4路RS-232端口等丰富的接口，节省了大量外围接口电路的器件功耗，为系统的低功耗性能奠定了基础，使得系统能在15-30W太阳能板和17-25AH畜电池的供电系统环境下，监测指标10～20组，保证系统静态功耗0.2W以下、动态功耗在2W左右，可保证系统在连续阴雨天60天仍然正常工作，同时也减化了系统的设计，提高了系统的稳定性。本专利技术利用现代移动通信网络(GSM/GPRS/CDMA)，建立远程无线监测网，使系统运行经济、简单、安全、可靠。附图说明图1为本专利技术的一种组网方式的结构示意图；图2为本专利技术的另一种组网方式的结构示意图； 图3为本专利技术的中心站的组成示意图；图4为本专利技术的监测站的组成示意图；图5为本专利技术的数据及采集模块的逻辑结构示意图；图6为本专利技术的太阳能电源系统的逻辑结构示意图；图7为本专利技术的接口和数据采集模块中的微继电器1和微继电器2的连接原理图。具体实施例方式具体实施例方式本专利技术的低功耗多指标野外土壤墒情监测系统由中心站1和至少一个监测站2组成，根据系统的规模大、小和需求，中心站1与监测站2可采用两种组网方式第一种方式，如图1所示，中心站1通过GSM/GPRS/CDMA移动通信网与具有移动网关的数据处理中心3相连，数据处理中心3再通过GSM/GPRS/CDMA移动通信网连接各监测站2，各监测站2利用GSM/GPRS/CDMA移动通信网络以短消息的形式，向数据处理中心3报送数据，数据处理中心3再以短消息的形式，通过GSM/GPRS/CDMA向各中心站1实时报送数据；第二种方式，如图2所示，中心站1通过GSM短消息交换中心连接各监测站2，各监测站2与各中心站1通过短消息直接传输数据。如图3所示，中心站1由信息接收及发送模块4、监控计算机5、服务器6、大屏幕显示屏7构成，信息接收及发送模块4连接监控计算机5，监控计算机5连接服务器6和大屏幕显示屏7，监控计算机5通过信息接收及发送模块4接收各监测站2传来的数据，并向各监测站2发送控制命令；在监控计算机5中装有基于地理信息系统(简称GIS)的信息处理软件和监控软件，通过GIS信息处理软件可以根据监测站2的地理位置和部分气象资料，利用数据挖掘、数据分析等技术，预测出以该监测站2为中心的区域土壤信息，并用色块表示，显示到大屏幕显示屏7中，达到直观本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种低功耗多指标野外土壤墒情远程监测系统，它由中心站（１）和至少一个监测站（２）组成，其特征在于：中心站（１）通过ＧＳＭ短消息交换中心连接各监测站（２），或通过ＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＣＤＭＡ移动通信网与具有移动网关的数据处理中心（３）相连，数据处理中心（３）通过ＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＣＤＭＡ移动通信网连接各监测站（２）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张小平，
申请(专利权)人：张小平，
类型：发明
国别省市：52[中国|贵州]
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