CN111505249B 一种多通道采控一体化土壤气体通量监测系统及监测方法 （阜新工大华联科技有限公司）

一种多通道采控一体化土壤气体通量监测本发明提供一种多通道采控一体化土壤气下复杂环境中土壤气体通量的长期连续性监测2所述控制器包括MCU单片机和ARM应用处理器，MCU单片机通过USART方式与ARM应用处所述筒体中部为内筒和外筒双层结构，内筒壁面开设导向槽；所述筒体内筒壁中隔处设置两片传感器固定板，所述筒体内筒壁内侧RS485通信与MCU单片机进行数据传输，气压传感器通过IIC通信与MCU单片机进行数据传Wi-Fi热点信号与ARM应用处理器进行数据交所述CO2传感器用于实时采集气室中的CO2浓度数据，所述O2传感器用于实时采集气室所述温度传感器用于实时采集气室中的气室温所述土壤水分传感器用于实时采集气室周边地表的土壤温度和土壤水所述中央处理器单元用于实现闸板控制单元和I/O控制单元的运行控制，并用于处理所述RS485通信单元用于实现中央处理器单元对气体传感器单元、温度传感器和土壤所述IIC通信单元用于实现中央处理器单元对气压传感器采集指令的下达和数据的读所述闸板控制单元用于控制步进电机实现密闭隔板的提升或者下降3所述GPS授时定位单元包括GPS接收器，GPS接收器通过导线与MCU单片机进行数据传述ARM应用处理器集成有网页控制功能和文件人机交互界面的网页端通过Wi-Fi热点单元和网页控制单元实现网页端与ARM应用处所述Wi-Fi热点单元用于发射Wi-Fi热点远程连接信号，以ARM应用处理器系统作为服所述网页控制单元用于实现网页端与ARM应用处理器的信息交互，通过Wi和USART数据交互方式，用户可在人机交互界面的网页端远程向中央处理器单元发送修改所述文件管理单元用于通过集成在ARM应用处理器上的Linux系统，外接存储介质的接入信号，并通过USART数据交互将识别的接入信号反馈给中央处理器单4中央处理器单元接收到闸板提升运行结束的信号后，发送指令控制换气扇启动工作，中央处理器单元记录换气扇运行状态为1，并通过闸板控制单元对换气扇的工作时长开始气体传感器单元通过RS485通信单元将采集到的气体数据传输给中央处理器单元，所通过RS485通信单元将采集到的气室温度数据传输给中央处理器单元，土壤水分传感器通过RS485通信单元将采集到的土壤温度和土壤水分数据传输给中央处理器单元，气压传感器通过IIC通信单元将采集到的气压数据传输给中央处理器单元，中央处理器单元对接收7.一种使用权利要求1-6任意一项所述的一种多通道采控一体化土壤气体通量监测系气室未处于完全开放状态，则需控制步进电机带动密闭隔板运行至气室处于完全开放状567[0006]所述控制器包括MCU单片机和ARM应用处理器，MCU单片机通过USART方式与ARM应Wi-Fi热点信号与ARM应用处理器进行数据交[0011]所述CO2传感器用于实时采集气室中的CO2浓度数据，所述O2传感器用于实时采集[0016]所述中央处理器单元用于实现闸板控制单元和I/O控制单元的运行控制，还用于[0017]所述RS485通信单元用于实现中央处理器单元对气体传感器单元、温度传感器和[0018]所述IIC通信单元用于实现中央处理器单元对气压传感器采集指令的下达和数据[0023]人机交互界面的网页端通过Wi-Fi热点单元和网页控制单元实现网页端与ARM应8[0024]所述Wi-Fi热点单元用于发射Wi-Fi热点远程连接信号，以ARM应用处理器系统作信号和USART数据交互方式，用户可在人机交互界面的网页端远程向中央处理器单元发送识别外接存储介质的接入信号，并通过USART数据交互将识别的接入信号反馈给中央处理9单元通过RS485通信单元将采集到的气体数据传输给中央处理器单元，所述气体数据包括单元将采集到的气室温度数据传输给中央处理器单元，土壤水分传感器通过RS485通信单元将采集到的土壤温度和土壤水分数据传输给中央处理器单元，气压传感器通过IIC通信4[0050]图5为本发明中的多通道采控一体化土壤气体通量监测系统的人机交互界面示意24-土壤水[0061]所述CO2传感器4-1用于实时采集气室中的CO2浓度数据，所述O2传感器4-2用于实[0064]所述土壤水分传感器4-7用于实时采集气室周边地表的土壤温度和土壤水分数[0066]系统上电之后，用户通过人机交互界面9设置各功能参数并下达循环运行开启指下降结束后，通过闸板控制单元输出闸板5下降运行结束的信号，并反馈给中央处理器单储的实时数据达到预设采样总数时，中央处理器单元停止记录各个传感器所采集的数据，至此一个循环监测周期结束，一个循环周期结束后监测系统进入下一周期的气室开启阶[0067]所述中央处理器单元用于实现闸板控制单元和I/O控制单元的运行控制，中央处理器单元还用于处理各个传感器采集到的实时和土壤水分传感器4-7采集指令的下达和数据的读取，并通过modbus协议和对各个传感器[0069]所述IIC通信单元用于实现中央处理器单元对气压传感器4-6采集指令的下达和[0070]所述闸板控制单元用于控制步进电机5-5实现密闭隔板的提升或者下降，控制换[0072]所述GPS授时定位单元包括GPS接收器，GPS接收器通过导线与MCU单片机6-1进行[0074]人机交互界面9的网页端9-4通过Wi-Fi热点单元和网页控制单元实现网页端9-4Fi热点信号和USART数据交互方式，用户可在人机交互界面9的网页端9-4远程向中央处理[0077]所述文件管理单元用于通过集成在ARM应用处理器6-2上的Linux系统，实现对数首先识别外接存储介质的接入信号，并通过USART数据交互将识别的接入信号反馈给中央当用户通过人机交互界面9输入文件复制/下载的请求信号时，文件管理单元通过USART数[0078]所述存储单元由RAM+eMMC芯片两种性质的存储介质组成，用于存储和备份Linux发了上限位开关8-1时，或尚未触发上限位开关8-1但步进电机5-5行走步数到达预设步数发了下限位开关8-2时，或尚未触发下限位开关8-2但步进电机5-5行走步数到达预设步数单元通过RS485通信单元将采集到的气体数据传输给中央处理器单元，所述气体数据包括信单元将采集到的土壤温度和土壤水分数据传输给中央处理器单元，气压传感器4-6通过IIC通信单元将采集到的气压数据传输给中央处理器单元，中央处理器单元对接收到的各温度理器为RaspberryPi3b+，RAM为W9825G6KH，eMMC芯片为SDIN7DP2-32G，CO2传感器为HL-防水航空插头将土壤水分传感器4-7与控制系统相连，在保证采集数据传输稳定可靠的基5-5和防尘罩5-6；密闭隔板为圆形盖板5-1和长方形导流隔板5-2两部分一体化成型部件；导向槽2-4轴向上下缓慢移动，以实现气室的打开与闭合；防尘罩5-6安装于升降轴5-3外[0091]筒体2内筒壁中隔处设置两片传感器固定板2-6-1和2-6-2，传感器固定板上端与[0092]如图4中(a)所示，闸板5完全闭合状态时筒体2内筒壁上沿嵌入圆形盖板5-1下缘闭隔板下降时导流隔板5-2伸入两片传感器固定板2-6-1和2-6-2间隙中间，在换气过程中[0093]如图4中(b)所示，闸板5完全打开状态时圆形盖板5-1下缘位置提升至换气口2-1至触动上限位开关8-1后切断步进电机5-5电源，密闭隔板上的圆形盖板5-1提升至换气口上次未完成循环而导致气室未处于完全开放状态，则需控制步进电机5-5带动密闭隔板运土环3打入后宜等待1-2小时后再进行数[0107]G)系统设置：可通过人机交互界面9上的操作按键9-3或网页端9-4管理界面