[发明专利]移动式自组网土壤环境信息远程监测装置

说明书

技术领域

本发明涉及农田土壤环境信息的监测技术，特别是涉及一种移动式自组网土壤环境信息远程监测装置。

背景技术

现代科学技术的快速发展，深刻的影响着农业生产方式的转变。在现代计算机和电子技术快速发展的推动下，传统的粗放型的农业生产方式逐渐向精准化农业作业过渡。精准农业是现代农业发展的一个主要方向，农田土壤环境信息的监测是实施和发展精准农业的一个重要环节。监测农田土壤环境信息可以给农田的农业生产提供指导，为农业生产者、决策者的施肥和灌溉提供有效的依据，对保障农田粮食丰收具有重要意义。

在现有的有关农田土壤环境信息监测技术中，主要采用以下方式进行土壤信息的采集：手持土壤信息采集设备；取土质样品化验法；固定式的土壤信息监测站。手持土壤信息采集设备通过人工手持土壤信息采集设备到田间采集土壤信息，这种方式成本小，使用灵活方便，但是耗费人力且效率低下，很难适应现代化精准农业的发展要求。取土质样品化验法一般用于检测土壤氮、磷、钾和有机质等矿物质的含量，但这种方法代价昂贵、样品收集工作量大且无法反映实时土壤环境情况。固定式的土壤信息监测站通过建设单个土壤信息监测点，形成一个获取信息非常全面的全天候监测系统，但是固定式的土壤信息监测站一次性建设投入大，且固定的监测站监测得到的参数仅能代表非常小范围内的土壤信息，而且在田间设置固定式的监测站还常常会影响到大型农业机械的田间作业，所以这种固定式的土壤信息监测站采集的土壤信息参数很难有效的为实际农业生产提供精准的指导，在实际应用中很难大范围推广 。

发明内容

针对现有技术所存在的不足之处，本发明提供一种可移动式自组网土壤环境信息远程监测装置，能在较大范围内对土壤环境信息进行全天候多点动态监测，同时减少建设费用，从而提高了整个系统的实用性。

本发明为实现其目的所采取的技术方案如下：

本发明的移动式自组网土壤环境信息远程监测装置，包括一台或多台土壤环境信息采集节点装置、远程信息传输通道以及远程服务器，其特征在于，所述土壤环境信息采集节点装置由太阳能电池板、可移动式支架、数据采集控制箱、土壤要素传感器、卫星定位装置组成，可移动式支架为太阳能电池板和数据采集控制箱提供支撑，土壤要素传感器、卫星定位装置分别通过数据采集控制箱的可插拔接口与数据采集控制箱内的数据采集电路连通，太阳能电池板与数据采集控制箱内的太阳能转换控制电路及蓄电池连通，为整个系统提供电源；其中，所述土壤要素传感器是土壤温度传感器、土壤容积含水率传感器、土壤电导率传感器、土壤酸碱度传感器或者是其它测量土壤矿物质含量的传感器。所述的远程信息传输通道是低成本的远程无线数传模块，例如，GPRS数传模块、3G数传模块或数传电台等，它与数据采集控制箱的可插拔数据通信接口连接，从而将土壤环境信息数据发送到互联网上；所述的远程服务器运行土壤环境信息监测客户端程序，通过互联网取回节点装置采集的土壤环境信息数据，并且对有关数据进行分析、存储。

当使用两台以上（含两台）土壤环境信息采集节点装置时，每台土壤环境信息采集节点装置上连接有信息采集节点路由器，并在其中选择一个处于中心位置的土壤环境信息采集节点装置近处安装信息汇聚节点控制器和远程无线数传模块；该信息汇聚节点控制器作为局部范围内无线数据传输网络的中心节点，它和连接在各个土壤环境信息采集节点装置上的信息采集节点路由器构成局部范围内的自组织网络。所述的处于中心位置的信息采集节点装置为近处安装的信息汇聚节点控制器和远程无线数传模块提供工作电能。为了保证局部范围无线数据传输网络内数据正确高效的路由和传输，每个移动式信息采集节点装置与最邻近的另一个信息采集节点装置之间的距离应小于1500米。

所述信息汇聚节点控制器负责建立局部范围内的自组织网络，确定网络ID号，并为各加入网络的信息采集节点路由器分配网络内编号；每台土壤环境信息采集节点装置将采集到的土壤环境信息数据通过与其连接的信息采集节点路由器自动寻找最优的传输路径发送到信息汇聚节点控制器；信息汇聚节点控制器通过有线的数据接口，例如，RS232、RS485、USB等接口方式，和远程无线数传模块连接，然后再通过互联网，将有关数据发送到远程服务器上，供分析、存储等。