【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境检测设备，尤其是涉及一种基于云平台的湿地土壤质量检测系统及方法。
技术介绍
1、土壤质量检测是一项至关重要的活动，其意义跨足农业、环境保护、生态系统健康和人类健康等多个领域。土壤的质量直接关系到农作物的生长和产量，通过检测土壤的养分含量、酸碱度、有机物质含量等参数，农民可以制定科学的施肥和灌溉策略，从而能显著提高农作物的产量和品质，并可确保粮食安全和农业的可持续发展。此外，在环境保护方面，监测土壤中的污染物，如重金属、农药残留等，有助于及早发现和应对土壤污染问题，进而有利于更好地保护生态系统的健康和生物多样性。再者，通过土壤检测，还可以确保农产品的质量和食品安全，进而能降低食品中有害物质的摄入，维护人类的健康。因此，持续的土壤质量检测工作对于可持续发展和环境保护至关重要。
2、近几十年来，漫反射光谱(drs)技术在土壤分析中的使用变得越来越普遍，这是因为与传统的实验室方法比较，它具有快速、低成本、环保和非破坏性的高密度采集测量优点。drs产生的光谱可以展示土壤类型及其组成成分的特征信息，能够同时分析多种土壤特性。现阶段，红外光谱在土壤质量检测中得到了大量的应用。湿地土壤和其他土壤之间在生态、物理、化学特性上具有显著区别，湿地土壤通常含有大量的水份，而非湿地土壤的水分含量往往较低，水具有强烈的红外吸收特性，尤其是在中红外区域，这可能会导致土壤成分信号的掩盖。而近红外光谱(nir)由于其辐射的高能量以及水的吸收率较低，被认为是分析潮湿土壤和沉积物的最佳光谱技术。
3、光谱建模已广泛用于实验室
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种基于云平台的湿地土壤质量检测系统及方法，该系统能有效去除土壤近红外光谱测量过程中的负面因素，且能较为自动化地实现目标湿地探测范围内的不同检测点土壤质量的检测作业，并能显著提高检测效率和检测精度，同时，该系统能便于实现连续的土壤检测作业；该方法步骤简单、自动化程度高，其能有效降低传统近红外光谱测量方法中非土壤信息的存在对土壤质量测量产生的负面影响，并能显著提升检测过程中数据处理的效率和精度，便于实现土壤质量的量化评价。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供一种基于云平台的湿地土壤质量检测系统，包括多个湿地土壤检测单元、云端服务器、云处理平台和可视化客户端；
3、多个湿地土壤检测单元分别布置在目标湿地探测范围内的不同检测点，
4、所述湿地土壤检测单元由土壤质量检测装置、清洁装置、gps定位模块、数据传输模块一和微处理器组成，所述土壤质量检测装置由皮带输送机、测试基板、振荡模块、干燥室、加热元件、风扇模块、温湿度测量模块、暗室、微型电机、反射式近红外光纤探头、近红外光谱分析仪和土壤样品采集机构组成；
5、所述皮带输送机由安装在其内部的传动装置驱动；
6、所述测试基板通过支架安装在皮带输送机的皮带上，并与皮带输送机的皮带之间留有设定间距；
7、所述振荡模块安装在测试基板的下表面；
8、所述干燥室的下端开口，其固定支设在皮带承载段中部靠左一侧的上方，且其下开口端与皮带承载段之间间隙配合；干燥室的左侧板下端、右侧板下端左右相对地开设有一对基板槽口，所述基板槽口的尺寸与测试基板的尺寸相适配；
9、所述加热元件安装在干燥室的内部；
10、所述风扇模块安装在干燥室内部的顶部，其排风口连接的排风管路与湿地土壤检测单元外部的大气连通；
11、所述温湿度测量模块安装在干燥室的内部；
12、所述暗室的内表面均匀地涂覆有吸光材料，且其下端为敞口结构，暗室固定支设在皮带承载段中部靠右一侧的上方，且其下开口端与皮带承载段之间间隙配合；暗室由主箱体、左滑动侧板和右滑动侧板组成，主箱体的左端和右端分别设置有左竖向滑槽和右竖向滑槽，左滑动侧板、右滑动侧板分别滑动地装配在左竖向滑槽、右竖向滑槽中；
13、两个微型电机左右对称地安装在主箱体顶端的左部和右部，位于左侧的微型电机通过传动机构与左滑动侧板连接，位于右侧的微型电机通过传动机构与右滑动侧板连接；
14、所述反射式近红外光纤探头安装在暗室的内部；
15、所述近红外光谱分析仪设置在暗室的外部，其与反射式近红外光纤探头连接；
16、所述土壤样品采集机构设置在皮带输送机进料端的一侧，其由运动连杆、运动电机和土壤样品采样头组成，所述运动电机通过传动机构与运动连杆的一端连接，所述土壤样品采样头为中空圆柱形采样头，其安装在运动连杆的另一端；
17、所述清洁装置设置在皮带空载段中段的下方，其由清洁连杆、步进电机和清洁头组成，所述步进电机通过传动机构与清洁连杆的一端连接，所述清洁头安装在清洁连杆的另一端；
18、所述gps模块用于采集湿地土壤检测单元所在的gps位置信息；
19、所述微处理器分别与温湿度测量模块、加热元件、风扇模块、振荡模块、近红外光谱分析仪、gps模块和数据传输模块一连接，用于在干燥的过程中控制加热元件启动工作、控制风扇模块启动工作、控制振荡模块启动工作，用于根据实时采集的温湿度信号实时获得干燥室内的温度值和湿度值，并根据实时获得的温度值对加热元件的功率进行闭环控制，使干燥室内的温度值维持在设定温度范围内，并根据实时获得的湿度值对干燥进度进行控制，当湿度值大于等于设定湿度值时，控制加热元件持续工作，当湿度值小于设定湿度值时，控制加热元件停止工作、控制风扇模块停止工作、控制振荡模块停止工作，干燥过程结束，用于将待测样品的gps位置信息、所获得的待测样品的近红外光谱数据通过数据传输模块一向云端服务器进行发送；
20、所述云端服务器由湿地土壤质量检测数据库、数据接收模块和数据传输模块二组成；所述湿地土壤质量检测数据库具有四个存储区域，分别为测试样品数据存储区域、土壤样品近红外光谱存储区域、非土壤样品近红外光谱存储区域和目标湿地探测范围gps存储区域；所述土壤样品近红外光谱存储区域存储有不同土壤样品的均一化近红外光谱数据、不同土壤样品内的有机碳、有机物质含量以及营养元素含量；所述非土壤样品近红外光谱存储区域存储有目标湿地探测范围内所有检测地点的非土壤样品的均一化近红外光谱数据；所述目标湿地探测范围gps存储区域内存储有目标湿地探测范围内的所有gps数据信息；所述数据接收模块与测试样品数据存本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于云平台的湿地土壤质量检测系统，包括多个湿地土壤检测单元，多个湿地土壤检测单元分别布置在目标湿地探测范围内的不同检测点，其特征在于，还包括云端服务器、云处理平台和可视化客户端；
2.根据权利要求1所述的一种基于云平台的湿地土壤质量检测系统，其特征在于，所述清洁头(17)为棉质清洁头。
3.根据权利要求2所述的一种基于云平台的湿地土壤质量检测系统，其特征在于，所述测试样品数据存储区域分为测试样品近红外光谱数据部分和测试样品GPS信息部分，所述土壤样品的近红外光谱数据通过均一化处理后存储于测试样品近红外光谱数据部分，所述待测样品的GPS位置信息数据存储于测试样品GPS信息部分。
4.根据权利要求3所述的一种基于云平台的湿地土壤质量检测系统，其特征在于，所述营养元素为氮元素。
5.根据权利要求4所述的一种基于云平台的湿地土壤质量检测系统，其特征在于，所述可视化客户端为多平台互通设计，其具有与IOS平台、安卓平台和Windows平台互通的功能。
6.根据权利要求5所述的一种基于云平台的湿地土壤质量检测系统，其特征在于，
7.一种基于云平台的湿地土壤质量检测方法，采用如权利要求1至6任一项所述的一种基于云平台的湿地土壤质量检测系统，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于云平台的湿地土壤质量检测系统，包括多个湿地土壤检测单元，多个湿地土壤检测单元分别布置在目标湿地探测范围内的不同检测点，其特征在于，还包括云端服务器、云处理平台和可视化客户端；
2.根据权利要求1所述的一种基于云平台的湿地土壤质量检测系统，其特征在于，所述清洁头(17)为棉质清洁头。
3.根据权利要求2所述的一种基于云平台的湿地土壤质量检测系统，其特征在于，所述测试样品数据存储区域分为测试样品近红外光谱数据部分和测试样品gps信息部分，所述土壤样品的近红外光谱数据通过均一化处理后存储于测试样品近红外光谱数据部分，所述待测样品的gps位置信息数据存储于测试样品gps信息部分。
【专利技术属性】
技术研发人员：霍瑞燕，卢绪杰，卢绪鹏，
申请(专利权)人：临沂市森林湿地保护中心，
类型：发明
国别省市：
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