[发明专利]一种用于土壤检测的数据采集系统及方法

说明书

一种用于土壤检测的数据采集系统及方法，控制机构与移动机构、升降机构、摄像机构及夹持释放机构建立连接控制关系，控制机构发送移动指令、升降指令、摄像指令和释放指令；移动机构通过移动指令带动升降机构、摄像机构、夹持释放机构和测量机构整体水平移动；升降机构通过升降指令驱动摄像机构、夹持释放机构和测量机构整体进行上下移动，升降机构使夹持释放机构带动测量机构定位于沉降筒的上方；摄像机构通过摄像指令对盛有测量机构的沉降筒进行图像获取；夹持释放机构对测量机构进行固定并在接收到释放指令后将测量机构释放到沉降筒中，测量机构对沉降筒中的土壤进行数据测定。减少人工操作不稳定性，同时多个读数数据记录，降低工作强度。

技术领域

本发明实施例涉及土壤检测技术领域，具体涉及一种用于土壤检测的数据采集系统及方法。

背景技术

土壤机械组成(土壤颗粒组成)是土壤中矿物质颗粒各级的百分比率，它反映了土壤矿物质颗粒的大小和数量状况，影响着土壤对水、气、养分的含量、保持、供应与热状况、耕作性能、发苗性、宜种性等生产性能，且对土壤基本性质和形成环境的评价有着重要的现实意义。在近年国内大面积开展的土壤环境状况调查工作中，需要进行大量样品的土壤机械组成测定。

目前国内现行土壤机械组成测定方法的标准为“LY/T 1225-1999森林土壤颗粒组成(机械组成)的测定”和“NY/T 1121.3-2006土壤检测第3部分：土壤机械组成的测定”，这两个标准中包含了密度计法(或称比重法)和吸管法两种方法。相比吸管法，密度计法操作相对更简便、测定成本更低、精度稍低但基本够用，因此在大部分检测机构的土壤机械组成样品测定过程中，密度计法使用率要高得多，是目前最主流的土壤机械组成测定方法。

现阶段，由于密度计法依然是一个非常耗时、手工操作难以精确把控(实际操作中要求较高)、检测通量过小(单人每批次一般为6-8个样品)的方法。因此，申请人进行了系列的土壤检测自动化方案研究，通过使用自动化或半自动化仪器来替代之前完全的手工操作，可以很大程度上减少实验人员工作时间和工作强度，大大提高实验精度和准确定，同时还可以实现比原有手工操作方法大几倍的检测通量。

传统的，数据采集环节中，依赖人工操作，放入密度计的水平位置、垂直位置和时间均不易控制，尤其是一个人要同时给多个样品进行读数的时候，常常会出现顾此失彼，读数时间误差较大，以至于读数过程也难以做到一致。尤其是1min和5min时的读数，而8h的读数与该实验称样开始的环节有十多小时的时间差，往往一天的正常工作时间是无法完成一个完整的实验的，就必须加班才可能完成，这样就大大增加了实验人员的工作强度和时长。本申请的技术方案是申请人研究的系列土壤检测自动化方案中的数据采集部分。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种用于土壤检测的数据采集系统及方法，减少人工操作中的不稳定性，可以同时进行多个读数数据记录，降低实验人员的工作强度。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种用于土壤检测的数据采集系统，作用于进行土壤检测的沉降筒，包括控制机构、移动机构、升降机构、摄像机构、夹持释放机构和测量机构；所述控制机构与所述移动机构、升降机构、摄像机构及夹持释放机构建立连接控制关系，控制机构发送移动指令、升降指令、摄像指令和释放指令；所述移动机构通过所述移动指令带动所述升降机构、摄像机构、夹持释放机构和测量机构整体进行水平移动；所述升降机构通过所述升降指令驱动所述摄像机构、夹持释放机构和测量机构整体进行上下移动，升降机构使所述夹持释放机构带动所述测量机构定位于所述沉降筒的上方；所述摄像机构通过摄像指令对盛有所述测量机构的沉降筒进行图像获取；所述夹持释放机构对所述测量机构进行固定并在接收到所述释放指令后将所述测量机构释放到所述沉降筒中，所述测量机构对所述沉降筒中的土壤进行数据测定。

作为用于土壤检测的数据采集系统的优选方案，所述控制机构基于无线通信或有线通信技术对所述移动机构、升降机构、摄像机构、夹持释放机构和测量机构进行移动指令、升降指令、摄像指令和释放指令下发。