我国西南的喀斯特地区河流众多,对当地的地质地貌产生了巨大的影响,比较典型的是水土流失带来的土地石漠化现象,极大地影响当地群众的生活。自然降水作为重要的水源之一,研究其水化学特性及微生物活动特点,对分析土地石漠化现象有着十分重要的意义[1]。论文的研究设计将围绕国家专项项目“喀斯特断陷盆地石漠化演变及综合治理技术与示范”展开,以满足研究工作的需求。本文设计了一套雨量监测与自动采样系统,实现对降雨信息的监测记录和自动采样,通过将监测采样数据和雨水样本交由研究人员进行分析,构建一套当地地质模型,再根据模型对当地水资源进行合理部署。根据项目需求设计的雨量监测与自动采样系统有以下五大功能模块:自动采样模块、降雨监测模块、电源管理模块、数据通信交互模块和嵌入式控制系统模块。自动采样功能是系统机械部分的核心与创新之一,是将传感器收集到的水样按照采样时间的不同存入对应的样本瓶,为研究人员提供样品。这里设计了一个转动引水装置,由低速电机控制装置转轴,配合定位子功能,到达合适位置时静止,由引水管将水样送达对应位置[3],降低了设备的功耗;定位子功能由带镂空定位槽的定位盘和光敏对管实现,提高了定位的精确度;分水子功能通过将5阶方阵结构放置的样本瓶转换为环形排列的小漏斗,水样由小漏斗经乳胶管送至样本瓶,提高了空间的利用率[4]。降雨监测功能采用翻斗式雨量传感器实现降雨信息的监测[2]。数据存储功能是将降雨检测数据和自动采样数据通过SPI硬件通信技术存储在FLASH存储芯片中,方便研究人员获取。电源管理功能采用低功耗电源技术实现设备的低功耗工作,并采用最大功率点跟踪技术,用光伏板为电池充电,保证系统能在无人值守的条件下长期工作。数据通信交互功能采用WIFI技术,可以实现读取FLASH存储数据,配置设备参数等功能。最后采用一块搭载STM32控制芯片的嵌入式控制电路板实现系统资源的调用和设备的控制。经过测试,系统的各项功能运行正常,监测功能和采样功能可以获取到研究人员所需的数据和样本,可以胜任野外的工作。