[发明专利]一种基于互联网的包气带土壤水-气-热数据采集系统

说明书

本发明公开了一种基于互联网的包气带土壤水‑气‑热数据采集系统，涉及土壤勘测技术领域。本发明包括沿垂直方向依次设置在包气带土壤内的若干传感器组；若干组传感器组均连接一处理器，处理器连接一云数据平台和数据查询终端、还包括一挖设在地面且贯穿整个包气带的监测井，监测井的内侧壁上沿垂直方向依次设置有若干个用于安装任意一传感器组的安装腔。本发明采用原位建立监测井的方式解决传统方法每次开挖的麻烦，加强采集数据的稳定性，加强实验布置的灵活性；同时基于云数据平台完成数据自动采集和保存。

技术领域

本发明属于土壤勘测技术领域，特别是涉及一种基于互联网的包气带土壤水-气-热数据采集系统。

背景技术

包气带是地面以下潜水面以上的地带。也称非饱和带，是大气水和地表水同地下水发生联系并进行水分交换的地带，它是岩土颗粒、水、空气三者同时存在的一个复杂系统。包气带具有吸收水分、保持水分和传递水分的能力。

现有技术一般在野外人工开挖一个土壤剖面将传感器埋在相应位置，然后回填，通过数据采集器采集数据并存储，人工定期收集维护。这种传统方法的缺点在于对传感器的维护和实验的后期变更每次都要重新开挖，费时费力、灵活性很差。而且，土壤剖面的每次开挖都会产生较大扰动，造成数据的不稳定、不连续、不可靠等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于互联网的包气带土壤水-气-热数据采集系统，以解决上述提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种基于互联网的包气带土壤水-气-热数据采集系统，包括沿垂直方向依次设置在包气带土壤内的若干传感器组；若干组所述传感器组均连接一处理器，所述处理器连接一云数据平台和数据查询终端。

当所述包气带土壤的厚度为10L时，则相邻所述传感器组之间的距离为L或2L；或当所述包气带土壤的厚度为10L时，则由上至下依次设置有5个传感器组，由上至下设置的5个传感器组之间的距离依次为L、2L、3L和4L。

进一步地，还包括一用于为传感器组、处理器进行供电的电源系统；所述电源系统包括蓄电池以及与所述蓄电池连接的太阳能电池板；采用太阳能电池板对蓄电池充电，为更多的传感器供电，省去传统使用干电池定期更换的麻烦和更换不及时产生的数据间断等问题。

进一步地，还包括布置在地面的气象数据传感器，且所述气象数据传感器连接所述处理器。

进一步地，任意一所述传感器组均包括用于测量土壤含水率、温度和电导率的土壤传感器、用于测量相应深度的土壤基质势的土壤水势传感器、以及用于测量各深度的土壤空气温度、相对湿度、水汽压和气压的空气传感器；其中所述土壤传感器为Hydra ProbeII，所述土壤水势传感器为TensioMark，所述空气传感器为VP-4。

进一步地，还包括一挖设在地面且贯穿整个包气带的监测井，所述监测井的内侧壁上沿垂直方向依次设置有若干个用于安装任意一所述传感器组的安装腔。

进一步地，所述监测井内设置井体，所述井体由若干依次堆叠的井管组成，任意一所述井管上均设置有与相应安装腔连通的开孔；所述井管的顶端和底端分别设置有相互套接配合的凸沿和凸环。

进一步地，所述井管为一水泥管，所述井管的外侧包裹有一层聚乙烯泡沫层；所述水泥管的外径为140-160cm，所述聚乙烯泡沫层的厚度为14-17cm；通过井管组成的井体，防止了监测井内土壤井壁的塌落，且在井管的外侧设置聚乙烯泡沫层，减少了土壤内部和井中空气间的水热传递，最终减少土壤剖面水热损失。