水是人类赖以生存不可或缺的物质,是生态系统的控制性要素,在国家安全和社会发展中具有非常重要的地位。当前,水资源污染的问题越来越严重,给生态环境带来了极大的破坏,全球都面临着缺水的挑战。然而喀斯特地区降雨量并不少,但是基于喀斯特地质结构特点,能够存留并且使用的并不多,因此研究喀斯特地区地下水分布与流向,为寻找新的淡水资源提供科学数据具有十分重要的意义。云南省地处我国西南,喀斯特地貌地下溶洞较多,水量丰富。本课题主要设计研制了自动取样记录设备即地表降雨监测设备,为研究喀斯特地区地下水资源提供了更好的技术支持。因此,本论文设计和研究了地表自然降雨监测记录与自动取样系统,系统设备主要有自动监测和自动取样两大功能。首先雨量自动监测包含雨量传感功能、雨量监测功能、降雨量存储记录功能、读取数据功能、GSM短信息发送功能和工作方式设置功能等。其次自动取样功能主要是通过光耦准确定位和电机的转动配合来实现样品的自动换瓶,包含降雨收集功能、样品瓶给水功能、样品瓶换瓶定位功能、分水器功能、样品收集功能和样品信息储存功能等。能够将雨量传感器收集到的雨水通过分水器,电机转动的定位最后流到样品区的样品瓶保存。这套设备有大雨跟小雨两种模式,通过设置可以人为的将两种模式区分。本文研发设计的自动取样记录系统主要以单片机STM32F103为核心,集成多个功能模块,使用的是开关电源设计,将功耗降到最低,以确保芯片各模块以及电机的供电,2000mAh的电池可供设备使用两到三个星期。主要模块还有大容量的SD卡用来解决采样过程中记录的换瓶信息和环境信息所保存数据,也使保存的水样数据更加精确完整;GSM模块:采用GSM模块无线回传,将采样数据传到研究工作人员的手机终端。更能及时的掌握降雨信息例如环境温度、环境湿度、大雨或小雨的开始时间、结束时间和每个样品瓶收集的雨量等。