一種水土流失監測系統技術方案

本發明專利技術的水土流失監測系統，包括機械裝置、電源模塊、測控系統及遠程監測裝置，其電源模塊由太陽能電池板提供電源，通過轉換電路給蓄電池充電，再由蓄電池給檢測系統供電；測控系統包括測量集水器、輔助集水器、稱重傳感器、電磁閥、集水器安裝架、傳感器信號調理與采集電路、微控制器、電磁閥控制電路、數據存儲、顯示及無線數據傳輸模塊；遠程監控軟件安裝在遠程監控室通過網絡獲取測量數據。本發明專利技術基于控制裝置對其他裝置的調動以及協作作業達到檢測水土流失的目的，具有自動化程度高，測量精度高，全流量不間斷測量，遠程監控等功能，可適用于野外無人值守水土流失監測。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種檢測系統，尤其涉及一種水土流失監測系統。
技術介紹
水土流失監測是生態環境監測的主要內容之一，目前，野外水土流失監測都是建立各種觀測小區，搭建徑流小區與監測設施進行監測，基本都是采用水池收集水后，人工攪拌收集到的水，然后取樣進行烘干、稱量，然后按照比例計算總體的流失情況，操作過程非常耗時，同時，完全依靠人工，無法動態監測，監測結果確實連續性和實效性。
技術實現思路
鑒于以上現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種具有實時連續進行野外區域水土流失監測、測量效率高、監測結果準確可靠的水土流失監測系統。為解決以上技術問題，本專利技術采用的技術方案是：一種水土流失監測系統，包括電源裝置、與電源裝置連接的測控裝置和與測控裝置相連的遠程監控裝置，測控裝置還與機械裝置連接，其中：所述測控裝置包括微控制器和分別與微控制器連接的傳感器信號處理模塊、存儲模塊、按鍵輸入模塊、無線模塊、顯示模塊及控制電路模塊，傳感器信號處理模塊與機械裝置連接，控制電路模塊與機械裝置的各個電磁閥連接，無線模塊與遠程監控裝置相連接；所述機械裝置包括機架和設置在機架上的稱重傳感器、集水器固定架和集水器、出水口電磁閥、供水管電磁閥及供水管，集水器為多個，分別通過集水器固定架與稱重傳感器連接，稱重傳感器還通過傳感器信號處理模塊與微控制器連接，出水口電磁閥、供水管電磁閥分別設置在集水器上、下方的進水口和出水口處，供水管分成多個支路分別供給不同的測量集水器，每個支路上均設有支路電磁閥；所述電源裝置由順序連接的太陽能電池板、電源轉換充電模塊和蓄電池構成，太陽能電池板提供電源，通過轉換電路給蓄電池充電，再通過蓄電池向測控裝置供電，用于給整個測量裝置提供動力能源；所述傳感器信號處理單元與稱重傳感器連接，負責傳感器信號的放大、濾波、A/D轉換；微控制器是系統的核心，負責采集傳感器數據，判斷測試集水器是否集滿，計算泥沙重量，控制電磁閥；存儲單元用于存儲采集到的傳感器的數據，按鍵輸入單元與微控制器連接用于輸入測試集水器的容積、水和泥沙的密度等參數；顯示單元與微控制器連接，用于顯示各個輸入參數和測量參數，無線模塊與微控制器連接，用于發送測量數據和接收遠程監控軟件發出的指令；遠程監控裝置，實現數據的遠程接收、分析、處理功能。所述集水器分為測量集水器和輔助集水器，測量集水器用于采集流入的雨水，輔助集水器用于判斷測量集水器中是否集滿水。進一步地，所述的供水管支路是伸入測量集水器入水口，并且不與測量集水器入水口直接接觸。進一步地，所述的測量集水器的入水口開有溢水口，當集水器的水滿后，多出的水從溢水口溢出。進一步地，所述的測量集水器的溢水口安裝有導流槽，測量集水器溢出的水經過導流槽流入輔助集水器。進一步地，所述的測量集水器有多個，微控制器根據雨量大小進行自動調度，輪流工作，保證測量的連續性。進一步地，一種水土流失監測系統可以通過鍵盤輸入不同區域土質的密度進行參數設置。進一步地，微控制器會將數據數據存入到存儲器中，當無線數據傳輸網絡故障中斷或者遠程監控計算機故障不能接收數據時，可以等故障恢復后再通過軟件發出指令讀取其相關的數據。本專利技術的有益效果：上述技術方案所提供的土流失監測系統具有小型化、一體化、自動化的特點，方便安裝和使用；采用太陽能電池供電，不需外接電源，適用于野外作業；測量集水器采用輪流工作方式，保證測量的連續性；測量集水器與輔助集水器配合工作，保證了體積測量的準確性，實現全流量監測，數據完整；適用范圍廣，可根據不同區域的土質密度進行參數進行設置。遠程實時監測軟件可對不同時段，不同雨量的水土流失量進行動態監測和數據分析。附圖說明圖1是本專利技術的水土流失監測系統結構框圖。圖2是為本專利技術的機械裝置的結構示意圖。具體實施方式下面結合附圖并通過實施例來進一步說明本專利技術的技術方案。一種水土流失監測系統，由電源裝置、與電源裝置連接的測控裝置和與測控裝置相連的遠程監控裝置構成，測控裝置還與機械裝置連接，電源模塊由太陽能電池板提供電源，通過轉換電路給蓄電池充電，再由蓄電池給檢測系統供電；測控裝置采用測量集水器與輔助集水器相互配合的方式工作，當測量集水器中的水溢出到輔助集水器后，安裝在輔助集水器下面的傳感器信號經過信號處理模塊達到微控制器，微控制判斷輔助集水器中的水的重量是否達到預設值，如果達到預設值，則發出控制指令給控制模塊關閉測量集水器供水的支路電磁閥，同時打開另外一個測量集水器的支路電磁閥，讓水流入另一個測量集水器，微控制器采集到滿水的測量集水器和輔助集水器中水的重量后發出控制指令，將水放掉，然后等待下一次工作。微控制器根據采集到的重量，計算出本次測量得到的水的重量和泥沙的重量。通過無線模塊將數據發送給遠程監控軟件，同時將數據保存到存儲器中。如圖1所示，測控系統，包括傳感器信號處理單元、微控制器單元、電磁閥控制單元、存儲單元、顯示單元、按鍵輸入單元及無線數據傳輸單元，傳感器信號處理單元與稱重傳感器連接，負責傳感器信號的放大、濾波、A/D轉換，微控制器是系統的核心，負責采集傳感器數據，判斷測試集水器是否集滿，計算泥沙重量，控制電磁閥，存儲單元用于存儲采集到的傳感器的數據，按鍵輸入單元與微控制器連接用于輸入測試集水器的容積、水和泥沙的密度等參數，顯示單元與微控制器連接，用于顯示各個輸入參數和測量參數，無線模塊與為控制器連接，用于發送測量數據和接收遠程監控軟件發出的指令；電源裝置，由太陽能電池板、電源轉換電流、蓄電池構成，用于給整個測量裝置提供動力能源；遠程監控軟件，安裝在遠程監測電腦上，實現數據的遠程接收、分析、處理功能。微控制器會將數據數據存入到存儲器中，當無線數據傳輸網絡故障中斷或者遠程監控計算機故障不能接收數據時，可以等故障恢復后再通過軟件發出指令讀取其相關的數據。如圖2所示，機械裝置由機架、稱重傳感器、集水器固定架和集水器、出水口電磁閥、供水管電磁閥、供水管等構成，所述機架用于整個系統的安裝，所述稱重傳感器安裝在機架上，用于稱量集水器中水的重量，所述集水器固定架安裝在傳感器上，用于固定集水器，所述集水器分為測量集水器和輔助集水器，測量集水器用于采集流入的雨水，輔助集水器用于判斷測量集水器中是否集滿水，所述出水口電磁閥安裝在集水器下方的出水口，控制出水口的打開和關閉，所述供水管用于將含有泥沙的雨水引入測量系統，供水管分成多個支路分別供給不同的測量集水器，每個支路上安裝有支路電磁閥，支路電磁閥用于控制支路供水管的打開和關閉；供水管支路是伸入測量集水器入水口，并且不與測量集水器入水口直接接觸。測量集水器的入水口開有溢水口，當集水器的水滿后，多出的水從溢水口溢出。測量集水器的溢水口安裝有導流槽，測量集水器溢出的水經過導流槽流入輔助集水器。測量集水器有多個，微控制器根據雨量大小進行自動調度，輪流工作，保證測量的連續性。本系統可以通過鍵盤輸入不同區域土質的密度進行參數設本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水土流失監測系統，其特征是：包括電源裝置、與電源裝置連接的測控裝置和與測控裝置相連的遠程監控裝置，測控裝置還與機械裝置連接，其中：所述測控裝置包括微控制器和分別與微控制器連接的傳感器信號處理模塊、存儲模塊、按鍵輸入模塊、無線模塊、顯示模塊及控制電路模塊，傳感器信號處理模塊與機械裝置連接，控制電路模塊與機械裝置的各個電磁閥連接，無線模塊與遠程監控裝置相連接；所述機械裝置包括機架和設置在機架上的稱重傳感器、集水器固定架和集水器、出水口電磁閥、供水管電磁閥及供水管，集水器為多個，分別通過集水器固定架與稱重傳感器連接，稱重傳感器還通過傳感器信號處理模塊與微控制器連接，出水口電磁閥、供水管電磁閥分別設置在集水器上、下方的進水口和出水口處，供水管分成多個支路分別供給不同的測量集水器，每個支路上均設有支路電磁閥。

【技術特征摘要】
1.一種水土流失監測系統，其特征是：包括電源裝置、與電源裝置連接的測控裝置和與測控裝置相連的遠程監控裝置，測控裝置還與機械裝置連接，其中：
所述測控裝置包括微控制器和分別與微控制器連接的傳感器信號處理模塊、存儲模塊、按鍵輸入模塊、無線模塊、顯示模塊及控制電路模塊，傳感器信號處理模塊與機械裝置連接，控制電路模塊與機械裝置的各個電磁閥連接，無線模塊與遠程監控裝置相連接；
所述機械裝置包括機架和設置在機架上的稱重傳感器、集水器固定架和集水器、出水口電磁閥、供水管電磁閥及供水管，集水器為多個，分別通過集水器固定架與稱重傳感器連接，稱重傳感器還通過傳感器信號處理模塊與微控制器連接，出水口電磁閥、供水管電磁閥分別設置在集水器上、下方的進水口和出水口處，供水管分成多個支路分別供給不同的測量集水器，每個支路上均設有支路電磁閥。
2.根據權利要求1所述的水土流失監測系統，其特征是：所述電源裝置由順序連接的太陽能電池板、電源轉換充電模塊和蓄電池構成，太陽能電池板提供電源，通過轉換電路給蓄電池充電，再通過蓄電池向測控裝置供電，用于給整個測量裝置提供動力能源。
3.根據權利要求1所述的水土流失監測系統，其特征是：所述
傳感器信號處理單元與稱重傳感器連接，負責傳感器信號的放大、濾波、A/D轉換；
微控制器：負責采集傳感器數據，判斷測試集水器是否集滿，計算泥沙重量，控制電磁閥...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李彩林，馬亮，張應紅，趙健，盧顯釗，何業湖，楊孟杰，唐亮，唐焱，王巖，徐晉勇，羅則棟，肖盛文，
申請(專利權)人：桂林電子科技大學，
類型：發明
國別省市：廣西;45