[发明专利]野外大气湿沉降自动监测与同步模拟培育系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种野外大气湿沉降自动监测与同步模拟培育系统及其控制方法，包括传感器数据采集部分、控制器控制部分和无线通讯部分，所述传感器数据采集部分和控制器控制部分通过CAN总线与无线通讯部分相连接。本发明将相对分离的监测与模拟融为一体，使得大气湿沉降的降水频率和降水强度与实际降水同步，更接近现实，提高大气湿沉降生态环境效益的真实性；装置采用总‑分的连接方式，三通和CAN总线传输方式使该装置采集的参数可随意改变，更换传感器方便。本发明解决了现有技术中对户外试验对象的管理不便的难题，避免了测量参数和设备不能随意更换等缺陷，大大降低了成本和维护难度，提高装置适用性，具有很大的发展前景。

技术领域

本发明涉及一种野外大气湿沉降自动监测与同步模拟培育系统及其控制方法。

背景技术

随着人类活动的加剧，排放到大气中氮和重金属等物质增加，并通过干湿沉降进入各种生态系统中，威胁生态系统的安全与功能，如土壤酸化、重金属迁移和粮食安全等。当前，自动化采集大气湿沉降的装置较多，但体积大、价格相对高；在进行大气沉降的生态效应的研究中，以模拟大气湿沉降为主，采用的方法多为一次或多次人工或无人机喷施，费工或不能满足小面积尤其是同位素示踪研究的需求，不能同步模拟大气湿沉降，进而影响对大气沉降生态效应的评估及相关机制的解析。随着智能化技术发展，各种传感器如温度、湿度、风速、风向、雨水计重和控制器及数据采集、显示、存储及传输等技术日益成熟，为大气湿沉降的野外监测与同步模拟与远程提供了条件。然而，目前仍无集大气湿沉降监测与同步模拟的一体化设备，限制了大气沉降及其生态环境效应的评估及机制研究。现有技术中对户外试验对象不便于管理，测量参数和设备不能随意更换和扩充。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种野外大气湿沉降自动监测与同步模拟培育系统及其控制方法，集监测与同步模拟培育为一体，实现对降水等环境的自动监测和湿沉降的同步模拟，一套装置的测量对象可以随意更改，并且更换方便，使该装置不再仅针对于一种对象的培育，某一传感器的损坏或更换完全不影响装置整体的测量结果。

为解决上述技术问题，本发明提供一种野外大气湿沉降自动监测与同步模拟培育系统，包括传感器数据采集部分、控制器控制部分和无线通讯部分，所述传感器数据采集部分和控制器控制部分通过CAN总线与无线通讯部分相连接；

所述传感器数据采集部分包括多个采集端，每个采集端包括传感器和转换模组，所述转换模组包括第一微控制器模块和第一CAN总线收发模块，所述传感器和第一微控制器模块相连，第一微控制器模块采集并处理传感器的数据，通过第一CAN总线收发模块把数据发送到CAN总线上；

所述控制器控制部分包括多个控制端，每个控制端包括控制器、执行设备和转换模组，所述执行设备和控制器相连，控制器和转换模组的第一微控制器模块相连，第一微控制器模块通过第一CAN总线收发模块接收并解析CAN总线上相应采集端的数据并作出判断，然后通过控制器控制执行设备进行相应的动作，并且第一微控制器模块把当前执行设备的状态通过第一CAN总线收发模块发送到CAN总线上；

所述无线通讯部分包括第二CAN总线收发模块、第二微控制器模块和无线通讯模块，所述CAN总线依次和第二CAN总线收发模块、第二微控制器模块和无线通讯模块相连，第二微控制器模块通过第二CAN总线收发模块接收CAN总线上所有端口设备的数据，把数据处理后通过无线通讯模块发送到数据库上，第二微控制器模块通过无线通讯模块接收来自数据库的数据，把数据通过第二CAN总线收发模块发送到CAN总线，控制控制端的执行设备动作。

优选地，还包括数据显示部分，所述数据显示部分包括显示端，所述显示端包括液晶显示屏和转换模组，液晶显示屏和转换模组的第一微控制器模块相连，第一微控制器模块通过第一CAN总线收发模块接收并处理CAN总线上所有采集端的数据，然后把传感器数据显示在液晶显示屏上。

优选地，所述采集端、控制端和显示端分别通过防水三通接口连接在CAN总线上。