[发明专利]一种稻田水体农药实时在线监测装置

说明书

本发明公开了一种稻田水体农药实时在线监测装置，装置主要组成包括太阳能面板、仪器盒、主支撑杆、三脚支撑架和检测盒。其中太阳能面板配合锂电池实现实时在线工作能力；仪器盒负责装置的控制与信息监测，设计具有良好的防水性能，同时内部电路集成了LoRa无线通信模块，实现装置的整体无线部署；检测盒内安装传感器实现信号采集。各部件安装于主支撑杆上，遵循高内聚低耦合的设计理念，模块化的设计。本发明具有响应速度快、实时性强、工作可靠、操作简便、可自动控制等的特点，可实时在线监测稻田水体农药信息。

技术领域

本发明涉及农业信息监测领域，更具体的涉及水体农药检测与农业物联网信息领域，涉及一种稻田水体农药实时在线监测装置。

背景技术

在水稻种植过程中，农药在促进产量的提升，但在稻田喷药作业过程中，农药的喷施量主要凭借经验，未进行科学施药，造成大量农药未被利用。在农药浪费巨大的同时，也造成了稻田水体污染。

由国家统计局统计数据，农药的普遍利用率仅20-30%左右。未被水稻等农作物吸收的大部分农药经过阳光照晒、农业灌溉和自然降雨后会进入空气、水体和土壤中成为环境污染物，其中约有80%的农药通过各种途径直接进入环境中。

而现有的稻田水体农药传统检测技术，主要有用于实验室的气相色谱法、气相色谱-串联质谱法、液相色谱法、液相色谱-串联质谱法、光谱分析法、免疫分析技术、毛细管电泳法等。

此类方法虽然可以对农药量进行高精度检测，但耗时过长、条件苛刻、实现成本过高，且无法用于实地的实时监测。基于此，本发明设计一种稻田水体农药监测装置，以实现对稻田水体农药的实时在线监测，具有较好的应用前景。

发明内容

针对现有的问题，本发明提出一种稻田水体农药实时在线监测装置。

本发明采用介电特性法检测水体的成分，根据得到的频率响应进行分析，就可以迅速的得到水体中含有的特定农药量。

其中介电特性法主要原理是：水中不同的污染物对其介电常数有着一定的影响，导致最后的水体导电特性和电容特性都有着区别，其中农药含量也不例外。

本发明将通过试验测得的特定农药预测模型固化至主控单元的程序内，在实际使用中，主控单元根据传感器测得的频率响应数据即可进行快速预测此时的水体农药浓度。

本发明稻田水体农药实时在线监测装置的结构特点在于。

遵循高内聚低耦合的设计理念，模块化的设计，方便更换各模块功能及其他功能扩展。

设备整体具有良好的防水性能，配合太阳能面板可构建不停机的实时在线无线信息监测站。

设计有太阳能面板和大容量锂电池组，电池采用便于更换的18650规格，方便后期更换维护，内部集成了LoRa无线通信模块，能满足实时在线的稻田水体信息监测及无线数据传输至监测客户端。

设备集成无线收发模块，能实现远程控制和远程监测信息获取，可简易接入物联网节点，实现多设备多监测点的部署控制。

检测盒在保护检测探头的同时，对水体进行初级过滤，滤除稻田水体中浮萍、泥沙等较大颗粒杂质；检测盒设计有四个进水口位于四周，加大进水流量同时便于快速更换滤棉。

设备主支撑杆和三脚支撑架皆采用不锈钢材质，保证了设备的可靠性与耐用性。

设备电源开关、过线接头和USBC接头皆采用防水规格，配合盒体的防水垫圈，可以实现良好的防水性能。

监测装置主要由太阳能面板、仪器盒、主支撑杆、三脚支撑架和检测盒及其他附件组成，其他附件包括竖直钢条、斜角法兰、螺钉、防水接线头、连接座、垂直钢条。

仪器盒包括：仪器盒上盖、仪器盒壳、螺孔、防水垫圈、电池盒、电池、主控板、电源开关、USBC接口。