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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
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