[发明专利]一种路基土温度湿度动态监控的系统及监控方法

说明书

本发明公开一种路基土温度湿度动态监控的系统，包括Galileo开发板，还包括传感器延时运转电路板、若干个电容式湿度传感器、标准时钟模块、I2C数据传输系统、模块型单总线电路板、物联网模块以及若干个依次串联的温度传感器组；所述电容式湿度传感器通过防水跳线与传感器延时运转电路板连接，所述传感器延时运转电路板通过防水跳线与Galileo开发板信号连接；所述标准时钟模块与Galileo开发板之间通过I2C数据传输系统信号连接；所述温度传感器组和Galileo开发板之间通过模块型单总线电路板信号连接，所述物联网模块与Galileo开发板之间信号连接。

技术领域

本发明涉及一种路基土温度湿度动态监控的系统及监控方法，属于道路工程技术领域。

背景技术

大部分的道路病害都与水有关，其中路基土的水分场和温度场变化对其强度及稳定性影响极大，是影响路基工程性质的主要因素之一。传统测量路基土含水率的方法，是从发生破损的路面向下至路基内部钻芯取样烘干测量。这种方法不仅耗费大量的人力物力，而且会对路面造成损坏，并且不能对路基土的温度场和湿度场变化，进行连续、动态的测量和监控。因此，迫切需要开发一种方便预埋、耐水耐腐蚀的路基土监控设备。

传统方法将多个电容式湿度传感器简单通过串联的方式，接入开发板进行测量。当电容式传感器之间的距离过近时，彼此之间会产生电流干扰，影响传感器读数的准确度和可靠度。因此，湿度测量系统的开发亟需解决这一问题，实现传感器依次、延时运转。

单总线的连接方法为多个温度传感器接入主控制板常用的接线方式，与此同时，随着接入传感器数量的增多，其外部接线的复杂程度会大大提高，占用的系统空间也会随之增多。当温度传感器较多时，传统的单总线连接方式已经无法满足大批量温度传感器与主板之间的连接，且传统锡焊的方式费时费力。

因此，如何满足大批量的温度传感器测量装置的同时又对单总线连接方法进行优化，使其能满足系统运行要求，是目前急需解决的技术问题。

发明内容

发明目的：为了实现对路基土中温度场、湿度场的变化进行实时动态的监控测量，本发明提出了一种能够在路基土中进行预埋，对土壤中的温度、湿度参数进行实时的测量和采集，并将所得读数反馈至物联网的路基土温度湿度动态监控的系统及监控测量方法。

技术方案：一种路基土温度湿度动态监控的系统，包括Galileo开发板，其特征在于：还包括传感器延时运转电路板、若干个电容式湿度传感器、标准时钟模块、I²C数据传输系统、模块型单总线电路板、物联网模块以及若干个依次串联的温度传感器组；所述电容式湿度传感器通过防水跳线与传感器延时运转电路板连接，所述传感器延时运转电路板通过防水跳线与Galileo开发板信号连接；所述标准时钟模块与Galileo开发板之间通过I²C数据传输系统信号连接；所述温度传感器组和Galileo开发板之间通过模块型单总线电路板信号连接，所述物联网模块与Galileo开发板之间信号连接。

优选的，所述传感器延时运转电路板包含电阻、三极管、面包板、三接口插槽；所述模块型单总线电路板包含一个4.7kΩ的电阻和一块横向相通的电路板；所述横向相通的电路板包括可在底部进行焊接的面包板一和多个用于连接传感器的三接口插槽一。

优选的，所述物联网模块为WifiIO-MT7681模块；上述各传感器和模块的电源、信号、接地插口均与Galileo开发板对应的5v、DATA、GND接口相连。

优选的，所述传感器延时运转电路板包括可在底部进行焊接的面包板二、多个用于连接电容式湿度传感器的三接口插槽二以及分别与电容式湿度传感器正负极依次相连的PNP型三极管和200Ω的微型电阻。

优选的，所述标准时钟模块为DS1307型串行实时时钟，全二进制编码十进制，通过I²C双向总线串行传输。