一、概述 為了提高農牧業(yè)抗旱管理水平,快速掌握土地旱情動態(tài),避免或減少旱災造成的損失,逐步建立起廣泛覆蓋的土壤墑情監(jiān)測系統已經成為相應管理部門的重要任務之一。 土壤墑情監(jiān)測,土壤水分監(jiān)測系統能夠實現對土壤墑情(土壤濕度)的長時間連續(xù)監(jiān)測。用戶可以根據監(jiān)測需要,靈活布置土壤水分傳感器;也可將傳感器布置在不同的深度,測量剖面土壤水分情況。系統還提供了額外的擴展能力,可根據監(jiān)測需求增加對應傳感器,監(jiān)測土壤溫度、土壤電導率、土壤PH值、地下水水位、地下水水質以及空氣溫度、空氣濕度、光照強度、風速風向、雨量等信息,從而滿足系統功能升級的需要。 土壤墑情監(jiān)測,土壤水分監(jiān)測系統能夠全面、科學、真實地反映被監(jiān)測區(qū)的土壤變化,可及時、準確地提供各監(jiān)測點的土壤墑情狀況,為減災抗旱提供了重要的基礎信息。
二、解決方案 1、系統構成 該系統主要由監(jiān)控中心、通信網絡、遠程監(jiān)測設備和土壤墑情檢測設備四部分構成。 監(jiān)控中心: 硬件主要由服務器、計算機、交換機、打印機等組成。 軟件主要有操作系統軟件、數據庫軟件、土壤墑情監(jiān)測系統軟件組成。 通信平臺: 包括中國移動GPRS網絡和INTERNET公網。 系統計劃采用公網專線的組網方式,監(jiān)控中心需具備可上外網的固定IP地址。 遠程監(jiān)測設備: 遠程監(jiān)測設備可根據供電類型分為市電供電土壤墑情監(jiān)測終端、太陽能供電土壤墑 情監(jiān)測終端和電池供電土壤墑情監(jiān)測終端。 針對土壤墑情監(jiān)測點分散分布、不易布線的特點,建議選用太陽能供電型土壤墑情 監(jiān)測終端。 土壤墑情檢測設備: 根據監(jiān)測需求,可采用1路土壤水分傳感器實現單點墑情檢測;也可采用多路土壤水分傳感器,并將傳感器布置在不同的深度,實現監(jiān)測點的剖面土壤墑情檢測. 2、系統拓撲圖
3、系統功能及特點 土壤墑情監(jiān)測系統可實現全天候不間斷監(jiān)測,F場遠程監(jiān)測設備自動采集土壤墑情實時數據,并利用GPRS無線網絡實現數據遠程傳輸;監(jiān)控中心自動接收、自動存儲各監(jiān)測點的監(jiān)測數據到數據庫中。系統主要功能如下: ● 符合最新墑情監(jiān)測規(guī)范SL 364-2006。 ● 實時監(jiān)測土壤水分,各監(jiān)測點可靈活進行單路測量或多路剖面測量。 ● 土壤水分超過預先設定的限值時,立刻上報告警信息。 ● 可擴展土壤溫度、電導率、PH值以及地下水參數、氣象參數等監(jiān)測功能。 ● 數據采集、存儲頻率可靈活調整,可遠程設置監(jiān)測設備工作參數。 ● 遠程監(jiān)測設備只在采集數據時才給傳感器供電,一方面節(jié)約了能源,另一方面避免 了因長期供電導致土壤物理性質變化所形成的測量誤差。 ● 支持GPRS、短消息、局域網等多種通訊方式,推薦采用GPRS無線通訊。 ● 可同時將監(jiān)測數據上報至多個中心。 ● 具備遠程設備維護功能,可擴展遠程拍照功能。 ● 具備監(jiān)測數據、報警數據的統計、分析功能,數據報表可導出、可打印輸出。 ● 監(jiān)測系統軟件具備GIS功能,可在地圖上顯示各監(jiān)測點的詳細分布位置。 ● 監(jiān)測系統軟件支持通過OPC接口與其它系統對接。 4、系統主要硬件設備

(1)、土壤墑情監(jiān)測終端 ◆ 安裝方式:立桿安裝或壁掛安裝。 ◆ 供電方式:太陽能供電。 ◆ 對傳感器供電電壓:10~30V。 ◆ 與監(jiān)控中心通信方式:GPRS。 ◆ 數據上報方式:實時上報。 ◆ 核心產品: 監(jiān)測終端內的核心產品選用DATA-6311型低功耗測控終端。該產品集數據采集、顯示、傳輸、存儲功能于一體,采用低功耗設計,特別適用于太陽能供電的監(jiān)測現場,可大大減少太陽能供電成本并降低施工難度。 產品特點 1、數據采集、傳輸一體化設計。 2、GPRS實時在線功耗低,在線平均電流≤10mA。 3、可選配水文、水資源等多種數據傳輸規(guī)約。 4、支持各家組態(tài)軟件,支持用戶自行開發(fā)軟件系統。 技術參數 硬件配置:6路PI、4路DI、4路AI、3路DO、2路串口。 存儲容量:4M。 供電電源:10V~30V DC。 功 耗:待機電流<0.1mA/12V; 在線電流≤6mA/12V; 發(fā)送電流≤60mA/12V; 實時在線平均電流:≤10mA/12V。 工作環(huán)境:溫度:-40~+85℃;濕度:≤95%。 安裝方式:導軌式。 外形尺寸:145x100x65mm。 ◆ 工作原理示意圖:
 (2)、土壤水分傳感器 水分是決定土壤介電常數的主要因素。測量土壤的介電常數,能直接穩(wěn)定地反應各種土壤的真實水分含量。土壤水分傳感器可測量土壤水分的體積百分比,與土壤本身的機理無關,是目前國際上最流行的土壤水分測量方法。土壤水分傳感器是一款高精度、高靈敏度的測量土壤水分的傳感器。

性能指標: 測量參數:土壤容積含水量。 單 位:%(m3/m3)。 量 程:0~100%(m3/m3)。 精 度:±2%(m3/m3)。 測量區(qū)域:90%的影響在圍繞中央探針的直徑3cm、 長為6cm的圓柱體內。 穩(wěn)定時間:通電后約1秒。 響應時間:響應在1秒內進入穩(wěn)態(tài)過程。 工作電壓: 12V~24V DC。 輸出信號:4~20mA標準電流環(huán)。 密封材料:ABS工程塑料。 探針材料:不銹鋼或銅。 電纜長度:標準長度5m。 遙測距離:小于1000米。 主要特點: ① 高穩(wěn)定性,安裝維護操作簡便。 ② 支撐的材料為環(huán)氧樹脂,強度和壽命得到保證。 ③ 密封性好,可長期埋入土壤中使用,且不受腐蝕。 ④ 采用標準的電流環(huán)傳送技術使其具有抗干擾能力強,傳送距離遠,測量精度高,響應速度快。 ⑤ 土質影響較小,應用地區(qū)廣泛,適合中國國情。 三、設備安裝現場展示

|