一種利用北斗直達(dá)和反射信號進(jìn)行土壤濕度反演的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于土壤濕度測量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種無人值守的利用北斗直達(dá)和反射信號進(jìn)行土壤濕度反演的裝置，具體涉及搭載有太陽能板與蓄電池自動充放電模塊、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊與軟件接收模塊的土壤濕度反演系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)是中國自行研制開發(fā)的覆蓋亞太地區(qū)的有源三維衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)，是除美國GPS、俄羅斯GLONASS之后的第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。截止2012年9月，該系統(tǒng)已包含5顆地球同步軌道(GEO)衛(wèi)星、5顆傾斜同步軌道(IGSO)衛(wèi)星及4顆中地球軌道(MEO)衛(wèi)星。北斗衛(wèi)星信號在微波遙感領(lǐng)域的應(yīng)用正處于起步與逐漸成熟階段，例如利用北斗信號進(jìn)行相對定位和對流層時延估計、臺風(fēng)風(fēng)速觀測，土壤濕度反演等。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種利用北斗直達(dá)和反射信號進(jìn)行土壤濕度反演的裝置，該裝置采用DTU數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸模塊，電源轉(zhuǎn)換控制模塊，太陽能控制模塊，太陽能電池板和蓄電池組成的整個裝置系統(tǒng)，為用戶提供長期、穩(wěn)定、連續(xù)的數(shù)據(jù)，為后續(xù)科學(xué)研宄進(jìn)行的提供保障。
[0004]本實用新型所采用的上技術(shù)方案是:一種利用北斗直達(dá)和反射信號進(jìn)行土壤濕度反演的裝置，其特征在于:包括北斗直達(dá)信號接收機(jī)天線、北斗反射信號接收機(jī)天線、北斗直達(dá)信號采集模塊、北斗反射信號采集模塊、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程無線傳輸DTU模塊、無線網(wǎng)絡(luò)、Internet網(wǎng)端和用戶客戶端；所述的北斗直達(dá)信號接收機(jī)天線與北斗直達(dá)信號采集模塊連接，所述的北斗反射信號接收機(jī)天線與所述的北斗反射信號采集模塊連接；所述的北斗直達(dá)信號采集模塊、北斗反射信號采集模塊分別與所述的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程無線傳輸DTU模塊連接，并通過所述的無線網(wǎng)絡(luò)和Internet網(wǎng)端將采集得到的北斗信號傳輸給所述的用戶客戶端；所述的北斗直達(dá)信號接收機(jī)天線、北斗反射信號接收機(jī)天線同高度、不同朝向安裝在平坦開闊的裸土地上，用于接收到北斗衛(wèi)星的高仰角衛(wèi)星信號來反演土壤濕度；其中北斗直達(dá)信號接收機(jī)天線垂直朝上設(shè)置用來接收北斗衛(wèi)星直達(dá)信號，北斗反射信號接收機(jī)天線斜朝下45°設(shè)置用來接收北斗衛(wèi)星反射信號，信號經(jīng)過北斗直達(dá)信號采集模塊、北斗反射信號采集模塊處理提取出仰角、方位角、信噪比等信息，經(jīng)過無線網(wǎng)絡(luò)上傳到Internet網(wǎng)端，用戶客戶端從Internet網(wǎng)上獲取這些數(shù)據(jù)，經(jīng)處理后用于反演土壤濕度。
[0005]作為優(yōu)選，所述的裝置還包括供電模塊和電壓轉(zhuǎn)換模塊，所述的供電模塊通過所述的和電壓轉(zhuǎn)換模塊分別向所述的北斗直達(dá)信號采集模塊、北斗反射信號采集模塊、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程無線傳輸DTU模塊提供電力。
[0006]作為優(yōu)選，所述的供電模塊包括太陽能電池板、蓄電池和太陽能電源控制模塊，所述的太陽能電源控制模塊控制太陽能電池板和蓄電池的充放電，并將它們與所述的電壓轉(zhuǎn)換模塊連接。
[0007]作為優(yōu)選，所述的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程無線傳輸DTU模塊配置有SM卡，并通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送至Internet網(wǎng)端供用戶客戶端處理。
[0008]利用本實用新型所描述的裝置，可以獲得長時間且連續(xù)的NMEA 0183標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)文件(包含北斗衛(wèi)星的仰角、方位角、載噪比等數(shù)據(jù))，并進(jìn)行北斗接收機(jī)周圍區(qū)域土壤濕度的反演。本實用新型能實現(xiàn)無人值守、太陽能供電與蓄電池供電自動切換及數(shù)據(jù)無線傳輸。實用新型實現(xiàn)長期、連續(xù)、穩(wěn)定的遠(yuǎn)程傳輸北斗和GPS信號，無需人員24小時值守，適用于野外等地區(qū)的數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程無線傳輸。
[0009]本實用新型特點:
[0010](I)實現(xiàn)遠(yuǎn)程接收北斗信號；
[0011](2)無須手動更換電池，實現(xiàn)無人值守，特別適合野外數(shù)據(jù)采集；
[0012](3)實現(xiàn)數(shù)據(jù)連續(xù)不間斷地?zé)o線傳輸；
[0013](4)經(jīng)濟(jì)實用，系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng)，可靠性高。
【附圖說明】
[0014]圖1:本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖2:本實用新型實施例的原理圖；
[0016]圖3:本實用新型實施例的硬件結(jié)構(gòu)原理圖。
【具體實施方式】
[0017]為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實施本實用新型，下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的實施示例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0018]請見圖1和圖2，本實用新型提供的一種利用北斗直達(dá)和反射信號進(jìn)行土壤濕度反演的裝置，包括北斗直達(dá)信號接收機(jī)天線1、北斗反射信號接收機(jī)天線2、北斗直達(dá)信號采集模塊3、北斗反射信號采集模塊4、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程無線傳輸DTU模塊5、無線網(wǎng)絡(luò)6、Internet網(wǎng)端7、用戶客戶端8、供電模塊和電壓轉(zhuǎn)換模塊，供電模塊通過和電壓轉(zhuǎn)換模塊分別向北斗直達(dá)信號采集模塊3、北斗反射信號采集模塊4、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程無線傳輸DTU模塊5提供電力；供電模塊包括太陽能電池板、蓄電池和太陽能電源控制模塊，太陽能電池板、蓄電池分別通過太陽能電源控制模塊與電壓轉(zhuǎn)換模塊連接，把太陽能電池板與蓄電池產(chǎn)生的12V電壓通過電壓轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)化成5V電壓，保證裝置正常工作；數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程無線傳輸DTU模塊5配置有SM卡。北斗直達(dá)信號接收機(jī)天線I與北斗直達(dá)信號采集模塊3連接，北斗反射信號接收機(jī)天線2與北斗反射信號采集模塊4 ;北斗直達(dá)信號采集模塊3、北斗反射信號采集模塊4分別與數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程無線傳輸DTU模塊5連接，并通過無線網(wǎng)絡(luò)6和Internet網(wǎng)端7將采集得到的信號傳輸給用戶客戶端8 ;北斗直達(dá)信號接收機(jī)天線1、北斗反射信號接收機(jī)天線2同高度、不同朝向安裝在平坦開闊的裸土地9上，用于接收到北斗衛(wèi)星10的高仰角衛(wèi)星信號來反演土壤濕度；其中北斗直達(dá)信號接收機(jī)天線I垂直朝上設(shè)置用來接收北斗衛(wèi)星10直達(dá)信號，北斗反射信號接收機(jī)天線2斜朝下45°設(shè)置用來接收北斗衛(wèi)星10反射信號，信號經(jīng)過北斗直達(dá)信號采集模塊3、北斗反射信號采集模塊4處理提取出仰角、方位角、信噪比信息，經(jīng)過無線網(wǎng)絡(luò)6上傳到Internet網(wǎng)端7，用戶客戶端8從網(wǎng)上獲取這些數(shù)據(jù)，經(jīng)處理后得到土壤濕度。
[0019]請見圖3，本實施例的北斗直達(dá)信號采集模塊3、北斗反射信號采集模塊4均包括數(shù)據(jù)接收端口、供電端口和數(shù)據(jù)發(fā)送端口，數(shù)據(jù)接收端口接收北斗天線采集的北斗數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)發(fā)送端口通過RS232端口轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程無線傳輸DTU模塊5的用戶客戶端口相連接。北斗直達(dá)信號采集模塊3、北斗反射信號采集模塊4能夠同時接收北斗BI波段與GPS LI波段的信號。北斗直達(dá)信號采集模塊3、北斗反射信號采集模塊4均采用的是和芯星通的UM220-1II N ,UM220-1II N是雙系統(tǒng)高性能GNSS模塊，針對車輛監(jiān)控、氣象探測和電信電力定位導(dǎo)航授時等應(yīng)用，能夠同時支持BD2 BK GPS LI兩個頻點，適用于低成本、低功耗領(lǐng)域。單芯片支持BD2功能，無需外接CPU即可直接輸出N