[发明专利]一种用于环保监测的土壤数据采集设备及方法

权利要求书

1.一种用于环保监测的土壤数据采集设备，其特征在于，包括土壤采集腔、土壤采集端和控制系统，所述土壤采集端包括重金属采集装置和PH感应装置、数据采集单元、ADC单元、主控单元、通信单元，所述重金属采集装置和PH感应装置与所述数据采集单元连接，所述数据采集单元与所述ADC单元连接，所述ADC单元、通信单元均与所述主控单元连接；所述土壤采集设备在插入土壤时，所述土壤采集端未伸出土壤采集腔。

2.根据权利要求1所述的采集设备，其特征在于，所述控制系统还包括与其相连的数据存储装置、供电单元和人机系统；所述土壤采集端还包括VOC感应装置、温湿度感应装置、挥发性有机物采集装置、盐分感应装置中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的采集设备，其特征在于，所述重金属采集装置包括重金属检测电路，所述重金属检测电路包括：比色皿和光电二极管，经过所述比色皿发出的光由所述光电二极管吸收；第一三极管，所述第一三极管的基极连接控制端，所述第一三极管的集电极连接所述光电二极管，所述第一三极管的发射极与第一电阻连接，所述第一运放单元的反相端与所述第一电阻、第三电阻和第一电容连接，所述第一运放单元的输出端与第四电阻连接；第二运放单元，所述第二运放单元的同相端接地，所述第二运放单元的反相端与所述第四电阻、第一滑动变阻器连接，所述第二运放单元的输出端与所述第一电容、所述第三电阻、第五电阻连接，所述第二运放单元的的电源端分别接正负电源且通过第二电容、第三电容接地；第三运放单元，所述第三运放单元的同相端通过并联的第四电容和第六电阻接地，所述第三运放单元的反相端与所述第五电阻、第七电阻和第五电容连接，所述第三运放单元的输出端与所述第五电容、第七电阻连接，并通过一RC网络输出。

4.根据权利要求1所述的采集设备，其特征在于，所述PH感应装置包括PH检测电路，所述PH检测电路包括：第四运放单元，所述第四运放单元的反相端通过第九电阻和第十一电阻与所述PH感应装置的第一检测信号、第十五电阻和第十一电容连接，所述第四运放单元的同相端通过第十三电阻接地，第七电容与所述第十一电阻和十三电阻连接，所述第四运放单元的输出端与第十六电阻连接，所述第四运放单元的电源端分别接正负电源且分别通过第九电容和第十电容接地；第五运放单元，所述第五运放单元的反相端通过第十电阻和第十二电阻与所述PH感应装置的第二检测信号连接，其余端子的连接方式与所述第四运放单元相同；差分运放单元，所述差分运放单元的反相端通过第十七电阻与所述第五运放单元连接，并与第十八电阻连接，所述差分运放单元的同相端通过第十六电阻与所述第四运放单元连接，并与第十九电阻和第十四电容连接，所述差分运放单元的输出端与第二十电阻连接；第六运放单元，所述第六运放单元的反相端与所述第二十电阻、第十五电容、第二滑动变阻器连接，所述第六运放单元的同相端接地，所述第六运放单元的输出端通过一RC网络输出。

5.根据权利要求2所述的采集设备，其特征在于，所述重金属采集装置包括重金属检测电路，所述重金属检测电路包括放大电路、温漂抑制电路和滤波电路。

6.根据权利要求2所述的采集设备，其特征在于，所述PH感应装置包括PH检测电路，所述PH检测电路包括放大电路和温漂抑制电路。

7.根据权利要求1所述的采集设备，其特征在于，所述土壤采集设备插入完成时，即需要采集土壤信息或数据时，所述土壤采集端伸出土壤采集腔。

8.一种用于环保监测的土壤数据采集方法，其特征在于，包括如权利要求1任一项所述的用于环保监测的土壤数据采集设备，还包括云服务器，所述控制系统通过通信单元与云服务器连接，利用云端数据首先整合区域土壤数据，然后绘制区域土壤图像，最后采用拟合函数对土壤图像进行拟合。

9.根据权利要求8所述的采集方法，其特征在于，所述土壤图像为经过软件处理的土壤重金属含量曲线图或PH值的曲线图。

10.根据权利要求8所述的采集方法，所述重金属采集装置包括重金属检测电路，所述重金属检测电路包括：比色皿和光电二极管，经过所述比色皿发出的光由所述光电二极管吸收；第一三极管，所述第一三极管的基极连接控制端，所述第一三极管的集电极连接所述光电二极管，所述第一三极管的发射极与第一电阻连接，所述第一运放单元的反相端与所述第一电阻、第三电阻和第一电容连接，所述第一运放单元的输出端与第四电阻连接；第二运放单元，所述第二运放单元的同相端接地，所述第二运放单元的反相端与所述第四电阻、第一滑动变阻器连接，所述第二运放单元的输出端与所述第一电容、所述第三电阻、第五电阻连接，所述第二运放单元的的电源端分别接正负电源且通过第二电容、第三电容接地；第三运放单元，所述第三运放单元的同相端通过并联的第四电容和第六电阻接地，所述第三运放单元的反相端与所述第五电阻、第七电阻和第五电容连接，所述第三运放单元的输出端与所述第五电容、第七电阻连接，并通过一RC网络输出。