一種大田土壤多點溫度遠程監測系統技術方案

一種大田土壤多點溫度遠程監測系統屬于遠程數據采集監測系統；所述系統由前端數據采集系統和數據存儲分析處理服務器組成，所述前端數據采集系統包括北斗/GPS授時定位模塊、供電模塊、中央處理控制模塊、R485數據總線、GPRS通信模塊、GPRS移動網絡、lnternet網絡、MAX7714A/D轉換器、恒流源電路模塊、調理電路及多個Pt100熱電阻土壤溫度傳感器；本系統實現了對大田土壤溫度的多點、實時、遠程采集及監測分析，具有自動化程度高、實時性好、監測精度和作業效率高、節約人力、勞動強度低、使用可靠的特點。

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.

【技術實現步驟摘要】
一種大田土壤多點溫度遠程監測系統
本專利技術屬于遠程數據采集監測系統，主要涉及一種基于授時定位的大田土壤多點溫度遠程數據采集監測系統。
技術介紹
在農業生產作業過程中，土壤是植物的生長發育最直接的物質基礎，土壤中有機物、無機物的積累、轉化為植物的生長提供直接的營養環境。在諸多影響植物生長的環境因子中，土壤溫度又是直接或間接影響植物生長和發育的重要環境因子，許多植物生理過程(如養分傳輸、氣孔導度、二氧化碳的吸收、蒸騰)都與土壤溫度密切相關。研究表明，土壤溫度會影響植物根系的呼吸、生長、及養分的吸收，適當的土壤溫度會促進作物生長和發育及提高糧食作物的產量。土壤溫度數據的采集測量可以幫助我們進行農業生產的精細耕作，良好的土壤溫度環境已成為農田作物健康生長的必要條件。因此，大田生產作業中，需要在特定的氣候和時間段對土壤溫度進行快速實時的采集測量，如果采用人工對土壤溫度進行采集測量，特別是人工同時采集測量土壤多點溫度數據，在高緯度地區春季與秋季溫度日變大，土壤溫度受到很大影響，同時準確獲得多點數據非常困難，甚至是不可能完成的工作。
技術實現思路
本專利技術的目的就是針對上述現有技術存在的問題，提供一種具有遠程實時監測能力的大田土壤多點溫度數據采集監測系統，達到對大田土壤多點溫度數據進行快速、準確的遠程實時采集監測、有效地掌握土壤的狀況、指導精耕細作農業生產、提高農業生產工作效率、增加糧食作物產量的目的。本專利技術通過以下技術方案來實現上述目的：一種大田土壤多點溫度遠程監測系統由前端數據采集系統和數據存儲分析處理服務器組成；所述前端數據采集系統包括北斗/GPS授時定位模塊、供電模塊、中央處理控制模塊、R485數據總線、GPRS通信模塊、GPRS移動網絡、lnternet網絡、MAX7714A/D轉換器、恒流源電路模塊、調理電路及多個Pt100熱電阻土壤溫度傳感器，所述北斗/GPS授時定位模塊和供電模塊通過導線分別與中央處理控制模塊連通，所述R485數據總線將中央處理控制模塊與GPRS通信模塊連通，MAX7714A/D轉換器通過導線分別與中央處理控制模塊和調理電路連通，多個Pt100熱電阻土壤溫度傳感器通過導線分別與恒流源電路模塊和調理電路呈并聯連接，所述GPRS通信模塊與GPRS移動網絡無線連接，所述lnternet網絡與GPRS移動網絡無線連通，數據存儲分析處理服務器與lnternet網絡無線連通或有線連接。本專利技術的有益效果在于：通過采用授時定位大田土壤多點溫度遠程監測系統實現和完成了大田土壤多點高精度快速溫度采集測量及遠程監測工作，解決了人工同時采集測量土壤多點溫度數據存在的問題，具有結構新穎、合理、自動化程度高、實時性好、監測精度和作業效率高、節約人力、勞動強度低、使用可靠的特點，尤其適合高緯度地區農田、包括凍土農田土壤多點溫度檢測使用需要，為現代農業生產的精耕細作、提高糧食作物生產產量提供技術支持。附圖說明圖1是一種大田土壤多點溫度遠程監測系統總體結構示意圖。圖中件號說明：1、北斗/GPS授時定位模塊、2、供電模塊、3、中央處理控制模塊、4、R485數據總線、5、GPRS通信模塊、6、GPRS移動網絡、7、Internet網絡、8、數據存儲分析處理服務器、9、MAX7714A/D轉換器、10、恒流源電路模塊、11、調理電路、12、Pt100熱電阻土壤溫度傳感器、13、前端數據采集系統。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術實施方案進行詳細描述。一種大田土壤多點溫度遠程監測系統，所述系統由前端數據采集系統13和數據存儲分析處理服務器8組成；所述前端數據采集系統13包括北斗/GPS授時定位模塊1、供電模塊2、中央處理控制模塊3、R485數據總線4、GPRS通信模塊5、GPRS移動網絡6、lnternet網絡7、MAX7714A/D轉換器9、恒流源電路模塊10、調理電路11及多個Pt100熱電阻土壤溫度傳感器12，所述北斗/GPS授時定位模塊1和供電模塊2通過導線分別與中央處理控制模塊3連通，所述R485數據總線4將中央處理控制模塊3與GPRS通信模塊5連通，MAX7714A/D轉換器9通過導線分別與中央處理控制模塊3和調理電路11連通，多個Pt100熱電阻土壤溫度傳感器12通過導線分別與恒流源電路模塊10和調理電路11呈并聯連接，所述GPRS通信模塊5與GPRS移動網絡6無線連接，所述lnternet網絡7與GPRS移動網絡6無線連通，數據存儲分析處理服務器8與lnternet網絡7無線連通或有線連接。作業使用時，根據監測需要，將多個Pt100熱電阻土壤溫度傳感器12設置在地塊多點位土壤內，供電模塊2提供直流電源為系統供電。由恒流源電路模塊10提供恒流源，激勵Pt100熱電阻土壤溫度傳感器12產生電壓信號，該電壓信號經調理電路11轉換成小于或等于5V的標準電壓信號，送給MAX7714A/D轉換器9轉換為數字信號，由中央處理控制模塊3進行數據處理后，通過R485數據總線4將數據送入GPRS通信模塊5，所述GPRS通信模塊5利用無線傳輸方式將大田土壤多點溫度數據經GPRS移動網絡6、lnternet網絡7無線或有線傳送到數據存儲分析處理服務器8中，完成遠程監測工作。本系統中采用的Pt100熱電阻土壤溫度傳感器12是一種用金屬鉑做成的電阻值隨環境溫度變化而改變的溫度傳感器，其三線制導線電阻補償結構消除了導線電阻對溫度測量的誤差影響，具有穩定性好、精度高、測溫范圍大的特點。本系統中使用的MAX7714A/D轉換器9是一種采用Σ—Δ轉換技術的A/D轉換器，可實現高達24位的無誤碼精度，還具有軟件可編程濾波，1—128的可編程增益量，并有兩路帶緩沖的差分輸入，可在-40—+105℃溫度范圍內對溫度進行測量轉換，采集信號模塊轉換精度高。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種大田土壤多點溫度遠程監測系統，其特征在于：所述系統由前端數據采集系統(13)和數據存儲分析處理服務器(8)組成；所述前端數據采集系統(13)包括北斗/GPS授時定位模塊(1)、供電模塊(2)、中央處理控制模塊(3)、R485數據總線(4)、GPRS通信模塊(5)、GPRS移動網絡(6)、lnternet網絡(7)、MAX7714A/D轉換器(9)、恒流源電路模塊(10)、調理電路(11)及多個Pt100熱電阻土壤溫度傳感器(12)，所述北斗/GPS授時定位模塊(1)和供電模塊(2)通過導線分別與中央處理控制模塊(3)連通，所述R485數據總線(4)將中央處理控制模塊(3)與GPRS通信模塊(5)連通，MAX7714A/D轉換器(9)通過導線分別與中央處理控制模塊(3)和調理電路(11)連通，多個Pt100熱電阻土壤溫度傳感器(12)通過導線分別與恒流源電路模塊(10)和調理電路(11)呈并聯連接，所述GPRS通信模塊(5)與GPRS移動網絡(6)無線連接，所述lnternet網絡(7)與GPRS移動網絡(6)無線連通，數據存儲分析處理服務器(8)與lnternet網絡(7)無線連通或有線連接。...

【技術特征摘要】
1.一種大田土壤多點溫度遠程監測系統，其特征在于：所述系統由前端數據采集系統(13)和數據存儲分析處理服務器(8)組成；所述前端數據采集系統(13)包括北斗/GPS授時定位模塊(1)、供電模塊(2)、中央處理控制模塊(3)、R485數據總線(4)、GPRS通信模塊(5)、GPRS移動網絡(6)、lnternet網絡(7)、MAX7714A/D轉換器(9)、恒流源電路模塊(10)、調理電路(11)及多個Pt100熱電阻土壤溫度傳感器(12)，所述北斗/GPS授時定位模塊(1)和供電模塊(2)通過導線分別與...

【專利技術屬性】
技術研發人員：谷思玉，張會慧，畢武，楊巍，李鑫，李悅，郭興軍，蔡越桐，
申請(專利權)人：東北農業大學，
類型：發明
國別省市：黑龍江,23