[发明专利]一种土壤检测系统

说明书

本发明公开了一种土壤检测系统，其特征在于：包括传感器、数据传输模块、服务器、数据存储模块和人机交互终端；所述系统采用MSP430作为监测终端的微控制器，PC作为服务器，所述数据传输模块通过GPRS的SIM卡借用移动网络；温度、湿度和位移均采用电阻值或电容值成线性变化的传感器。本发明的有益效果是：在高纬度低海拔的环境中，土壤监测系统的稳定性和可靠性可以满足监测土壤参数信息的需求。本发明实现对土壤变化的实时监控，动态地监测数据并反馈到上位机，经过需求分析，很好地解决了远程监控温度、湿度、位移及其他线性参数的问题。不仅仅是针对土壤，也可以将其推广到其他方面。

技术领域

本发明属于软件开发技术领域，具体涉及一种土壤检测系统。

背景技术

近几年， 我国长输管道施工项目较多， 管道需穿越不同的地段和地域。本文设计的土壤检测系统适应多年或冬季季节周期较长的寒冷地区的冻土地段。为了更好地了解冻土对管道的影响， 必须了解冻土的温度、湿度和冻土在0℃左右融化时的基本信息。在0℃或0℃以下的环境中， 含水的松散岩石或土壤胶结了松散的固体颗粒或转变成结晶状态，通常称为冻土。这种冻土现象对长输管道存在明显的影响， 处理不好会产生严重的恶果。

发明内容

为了上述现有技术中存在的技术问题，本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种土壤检测系统，包括传感器、数据传输模块、服务器、数据存储模块和人机交互终端；所述系统采用MSP430 作为监测终端的微控制器，PC作为服务器，所述数据传输模块通过GPRS 的SIM卡借用移动网络；温度、湿度和位移均采用电阻值或电容值成线性变化的传感器。

监测终端采用MSP430F2619微控制器为核心控制芯片。GPRS模块采用SIM300，将信息上传到Internet，供管理人员远程实时查询。恒温箱里温度采集采用18B20，根据恒温箱里温度实测情况控制加热装置，以便在恒温箱不能正常工作时，维持终端设备工作环境的恒定。与PC通信采用串口RS-232/RS-485，方便现场调试、检测和查询各个监测点的土壤信息。考虑到低温-40℃时LCD不能正常显示，终端显示采用点阵数码管，通过按键切换显示各个监测点的数据。显示部分只在现场调试中应用，正常工作状态不带显示，以降低功耗。温度、湿度和位移各10路模拟信号分别通过电子开关CD4067在MCU的控制下循环送入MSP430F2619内置的12bitADC进行模数转换。同时，核心控制芯片采集电源基本信息，包括电压、电流和电池剩余电量。通过MSP430F2619进行数据处理，将各种数据封装好送到GPRS模块连入Internet。

温度、湿度和位移均采用电阻值或电容值成线性变化的传感器，采用电桥法调理电路采集微弱的电变化信息，最后线性放大到MSP430F2619 内置12 bit A/D 转换器的电压范围之内（0~3.3 V）。

上位机人机交互界面用C++Building5.0实现，可以检测30个终端，可以设置用户权限，有普通用户和高级用户，普通用户只有查看权，高级用户有修改数据的权利。在上位机上还可以设置各路信息的报警上下限，实现更人性化的管理。监测信息包括土壤信息10个点（每个点包括温度、位移和湿度3路信息），检测终端电路板的工作环境（温度和电池电荷剩余量），实时监测。根据用户需求不同，监测信息可以以表格的形式保存、打印。构建网络C/S模型，外部可以上网的PC可以通过Web访问和查看监测信息。

上位机远程监控软件采用C++Bulding开发，需要管道公司在通信运营商申请一个固定IP作为服务器的IP。服务器通过IP对各个终端的数据进行TCP/IP解析，将监测信息显示在屏幕上。根据需求可以将信息数据存入数据库，本设计采用Office自带的Access数据库。网络模型为C/S模型，支持手机和PC访问。