[发明专利]集成式过湿地表环境水位与土壤湿度监测仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种水位计，也涉及一种土壤湿度计，特别涉及一种将水位计与土壤湿度计集成为一体的监测仪。

背景技术

过湿地表环境中水位及土壤湿度的测量，对于模拟和刻画这一特殊生态环境背景下的水文生态过程具有重要作用。

然而，过湿地表环境又有其独特之处，即同一测量点处有时被水淹没，有时并无积水，水位高低以及土壤湿度的变化具有不确定性，这给监测工作带来了很大的困难。

目前常用的做法是，在同一测量点处同时设置水位计与土壤湿度计，分别记录水位与土壤湿度信息，所述水位计以及土壤湿度计测量得到的信息储存在旁边的数据箱内，每隔一个监测周期，用数据线连接数据箱，将信息取走。

然而，现有的设备集成化程度不高，接线比较复杂，在极端野外条件（冰冻、腐蚀等）下，容易使设备、接线或数据箱的接口受损。一旦受损，则该监测周期（几个月甚至一年）内的水位/土壤湿度信息将全部丢失或因为精度无法保证而无法使用，给下一步的数据分析和整个监测计划的实施带来了极大阻碍。目前，专门针对过湿地表环境的而开发设计的仪器并不多。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于：提供一种集成式过湿地表环境水位与土壤湿度监测仪，将水位计与土壤湿度计整合为一体，使用一台仪器即可完成两项工作，而且水位测量与土壤湿度测量可以自动切换，采样周期及单位转换可由用户交互设定，给过湿地表环境原位河流水位/土壤湿度监测工作带来了极大的方便。

本发明采用的技术方案是：

一种集成式过湿地表环境水位与土壤湿度监测仪，其特征在于：整体呈杆状，包括一体连接的土壤湿度计与水位计，所述监测仪插入过湿地表环境下的监测区域中，所述土壤湿度计位于地表以下，用于测量土壤湿度，所述水位计位于地表以上，用于测量水位。

所述的集成式过湿地表环境水位与土壤湿度监测仪，其中：所述监测仪具有的仪表舱室中设有智能芯片和存储设备，所述智能芯片以及存储设备均与所述土壤湿度计以及水位计分别实现电路连接，在所述水位计监测到地表有水的情况下，所述存储设备接收所述水位计测量到的数据；在所述水位计监测到地表无水的情况下，所述存储设备接收所述土壤湿度计测量到的数据，所述智能芯片并能够按照用户的需要实现采样周期和测量单位转换的设定。

所述的集成式过湿地表环境水位与土壤湿度监测仪，其中，所述智能芯片连接有下述各模块：

电源，用于供电；

日历时钟芯片，用于计时；

键盘，用于参数设定；

显示模块，用于显示信息；

信号调理电路，分别与仪器内部温湿度传感器、所述水位计以及所述土壤湿度计相连，从而将传感器测量到的信号进行信号处理后传送到所述智能芯片；

所述存储设备，用于存储数据；

USB传输接口，供外扩存储器进行数据提取；

GPRS无线收发模块，用于进行远程数据通信或者发送报修信号；

其中，所述智能芯片启动的时候，进行以下步骤：

首先通过键盘与所述显示模块进行参数交互设定，以对智能芯片以及所述各模块进行初始化；

所述智能芯片检查所述电源的电量是否充足，并通过所述内部温湿度传感器检查内部温湿度环境是否正常，若不正常，则通过所述GPRS无线收发模块发送报修信号，若正常，则继续；

接着，按照设定程序，水位传感器启动，单片机芯片进入数据接收模式。若水位传感器无读数，说明地面无水，则所述土壤湿度计启动，而所述水位测量元件关闭；若有读数，说明地面有水，则所述土壤湿度计继续处于关闭状态，而所述水位测量元件按照设定的工作周期持续工作；

所述土壤湿度传感器或者所述水位测量元件采集的数据，将有三种数据存储方式：（1）存入所述存储设备，（2）通过USB传输接口存入外扩存储器，（3）通过所述GPRS无线收发模块发送出去；

在一个工作周期结束后，所述智能芯片以及所述各模块进入系统休眠状态。

所述的集成式过湿地表环境水位与土壤湿度监测仪，其中：所述土壤湿度计包括外框体以及设于所述外框体内的数个处于不同深度的探针基座，在其中至少一个探针基座上安装有土壤湿度探针，所述土壤湿度探针能够从所述外框体侧面伸出；所述土壤湿度探针还连接所述数据处理模块。