[发明专利]一种土壤水分分布测量系统及测量方法

权利要求书

1.一种土壤水分分布测量系统，其特征在于：其包括土壤水分传感器(10)、传动装置(13)、控制采集装置(16)、位于地下的底管(12)以及部分位于地下的第一侧管(8)和第二侧管(6)，所述底管(12)的两端分别与所述第一侧管(8)和所述第二侧管(6)的一端连接，所述土壤水分传感器(10)设置在所述底管(12)、所述第一侧管(8)和所述第二侧管(6)形成的管道中，所述土壤水分传感器(10)的一侧通过电缆(17)和所述控制采集装置(16)连接，所述电缆(17)经过设置在所述第一侧管(8)自由端的所述传动装置(13)并由所述传动装置(13)牵引，所述传动装置(13)通过所述控制采集装置(16)驱动控制，所述土壤水分传感器(10)的另一侧连接有牵引线(7)；

所述传动装置(13)包括电机、主动轮(15)和从动轮(14)，所述第一侧管(8)的自由端固定有一基板(2)，所述电机固定在所述基板(2)上，所述主动轮(15)安装在所述电机的转轴上，所述从动轮(14)通过一固定轴安装在基板(2)上，所述主动轮(15)和所述从动轮(14)之间夹持着所述电缆(17)。

2.根据权利要求1所述的土壤水分分布测量系统，其特征在于：所述控制采集装置(16)包括单片机芯片以及与其连接的存储模块、时钟模块、电机驱动模块、液晶显示模块和传感器信号调节模块，所述土壤水分传感器(10)通过所述传感器信号调节模块与所述单片机芯片连接。

3.根据权利要求2所述的土壤水分分布测量系统，其特征在于：所述第二侧管(6)的自由端设置有牵返装置(1)，所述牵返装置(1)包括电机和绕线轮(3)，所述绕线轮(3)设置在牵返装置(1)的电机的转轴上，所述牵引线(7)与所述绕线轮(3)连接。

4.根据权利要求2所述的土壤水分分布测量系统，其特征在于：在土壤水分传感器(10)上设置有一温度传感器(11)，所述单片机芯片通过所述传感器信号调节模块与所述温度传感器(11)连接。

5.根据权利要求2所述的土壤水分分布测量系统，其特征在于：所述第一侧管(8)和所述第二侧管(6)内与地面齐平的位置设置有限位传感器(4)，所述限位传感器(4)与所述控制采集装置(16)的所述传感器信号调节模块连接。

6.根据权利要求2所述的土壤水分分布测量系统，其特征在于：所述单片机芯片通过串口通信模块与上位机(18)连接。

7.一种利用权利要求1-6任一项所述土壤水分分布测量系统进行土壤水分分布测量的方法，其特征在于：其包括以下步骤：

S1、根据植物根区的深度，挖一个相同深度的坑，将所述土壤水分分布测量系统放置在该坑中进行土壤填埋，将所述底管(12)埋于土壤中，所述第一侧管(8)和第二侧管(6)部分位于地面以上，在所述底管(12)的上方种植或者移栽植物；

S2、牵拉牵引线(7)，使所述土壤水分传感器(10)位于第二侧管(6)自由端附近；

S3、通过控制采集装置(16)设置采样间隔，使所述传动装置(13)工作，所述传动装置(13)通过电缆(17)牵引所述土壤水分传感器(10)使其在所述底管(12)、所述第一侧管(8)和所述第二侧管(6)形成的管道中行进；

S4、根据采样间隔，土壤水分传感器(10)在控制采集装置(16)的控制下在植物根区采样测量，并将测量值传回控制采集装置(16)；

S5、控制采集装置(16)将测量值进行存储和显示。

8.根据权利要求7所述的土壤水分分布测量的方法，其特征在于：其还包括步骤S6：通过人工控制或者一个自动测量周期结束时，控制采集装置(16)部分断电，土壤水分分布测量系统进入低功耗模式。

9.根据权利要求8所述的土壤水分分布测量的方法，其特征在于：其还包括步骤S7：当控制采集装置(16)的定时时间到时，系统全部通电进入正常工作模式，返回步骤S2。

10.根据权利要求8所述的土壤水分分布测量的方法，其特征在于：其还包括步骤S8：适时通过上位机(18)将控制采集装置(16)内的测量值读出并清空，进行测量值数据分析或对控制采集装置(16)的参数进行设定。