土壤水分監(jiān)測，GPRS無線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

一、概述
為了提高農(nóng)牧業(yè)干旱管理水平，快速掌握土地干旱動態(tài)，避免或減少干旱造成的損失，逐步建立廣覆蓋的土壤墑情監(jiān)測，GPRS無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)已成為相應(yīng)管理部門的重要工作之一。
土壤墑情監(jiān)測，GPRS無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)可以實現(xiàn)對土壤墑情(土壤濕度)的長期連續(xù)監(jiān)測。用戶可以根據(jù)監(jiān)測需要靈活布置土壤濕度傳感器；傳感器也可以布置在不同的深度，以測量剖面土壤濕度。系統(tǒng)還提供了額外的擴(kuò)展能力，可以根據(jù)監(jiān)測需求添加相應(yīng)的傳感器，監(jiān)測土壤溫度、土壤電導(dǎo)率、土壤PH值、地下水位、地下水質(zhì)量、氣溫、空氣濕度、光照強(qiáng)度、風(fēng)速風(fēng)向、降雨量等信息，以滿足系統(tǒng)功能升級的需要。
土壤墑情監(jiān)測，GPRS無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)能夠全面、科學(xué)、真實地反映監(jiān)測區(qū)域的土壤變化情況，及時、準(zhǔn)確地提供各監(jiān)測點的土壤墑情狀況信息，為減災(zāi)抗旱提供重要的基礎(chǔ)信息。

二。解決方案
1。系統(tǒng)組成
土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)主要由監(jiān)測中心、通信網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程監(jiān)測設(shè)備和土壤墑情檢測設(shè)備四部分組成。
監(jiān)控中心:
硬件主要由服務(wù)器、電腦、交換機(jī)、打印機(jī)等組成。
軟件主要由操作系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫軟件和土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)軟件組成。
通信平臺:
包括中國移動GPRS網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)公網(wǎng)。
系統(tǒng)擬采用公網(wǎng)專線的組網(wǎng)方式，監(jiān)控中心應(yīng)有固定的IP地址，可以接入外網(wǎng)。
遠(yuǎn)程監(jiān)測設(shè)備:
遠(yuǎn)程監(jiān)測設(shè)備根據(jù)電源類型可分為市電供電的土壤墑情監(jiān)測終端、太陽能供電的土壤墑情監(jiān)測終端和電池供電的土壤墑情監(jiān)測終端。
鑒于土壤墑情監(jiān)測點分布分散、布線困難的特點，建議選擇太陽能供電的土壤墑情監(jiān)測終端。
土壤水分檢測設(shè)備:
根據(jù)監(jiān)測要求，可采用一路土壤水分傳感器實現(xiàn)單點水分檢測；也可以采用多路土壤水分傳感器，傳感器布置在不同深度，實現(xiàn)監(jiān)測點的剖面土壤水分檢測。
2。系統(tǒng)拓?fù)鋱D

[br/]3。系統(tǒng)功能和特點
土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)可實現(xiàn)全天候連續(xù)監(jiān)測?，F(xiàn)場遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備自動采集土壤墑情實時數(shù)據(jù)，利用GPRS無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸；監(jiān)控中心自動接收并自動將各監(jiān)控點的監(jiān)控數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)的主要功能如下:
●符合新的水分監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)SL 364-2006。
●實時監(jiān)測土壤水分，每個監(jiān)測點可靈活進(jìn)行單通道測量或多通道剖面測量。
●當(dāng)土壤濕度超過預(yù)設(shè)限值時，立即上報報警信息。
●可以擴(kuò)展土壤溫度、電導(dǎo)率、PH值、地下水參數(shù)、氣象參數(shù)的監(jiān)測功能。
●數(shù)據(jù)采集和存儲的頻率可以靈活調(diào)整，監(jiān)控設(shè)備的工作參數(shù)可以遠(yuǎn)程設(shè)置。
●遠(yuǎn)程監(jiān)測設(shè)備在采集數(shù)據(jù)時只給傳感器供電，一方面節(jié)約了能源，另一方面避免了長時間供電引起的土壤物理性質(zhì)變化帶來的測量誤差。
●支持GPRS、短信、局域網(wǎng)等多種通信方式，推薦GPRS無線通信。
●監(jiān)控數(shù)據(jù)可以同時上報給多個中心。
●具有遠(yuǎn)程設(shè)備維護(hù)功能，可擴(kuò)展遠(yuǎn)程拍照功能。
●具有監(jiān)測數(shù)據(jù)和報警數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析功能，可以導(dǎo)出和打印數(shù)據(jù)報表。
●監(jiān)控系統(tǒng)軟件具有GIS功能，可以在地圖上顯示每個監(jiān)控點的詳細(xì)分布位置。
●監(jiān)控系統(tǒng)軟件支持通過OPC接口與其他系統(tǒng)接口。
4。系統(tǒng)主要硬件設(shè)備

(1)及土壤墑情監(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。
◆傳感器電源電壓:10~30V。
◆與監(jiān)控中心的通信:GPRS。
◆數(shù)據(jù)上報方式:實時上報。
◆核心產(chǎn)品:
監(jiān)控終端中選擇DATA-6311低功耗測控終端作為核心產(chǎn)品。該產(chǎn)品集數(shù)據(jù)采集、顯示、傳輸和存儲功能于一體，采用低功耗設(shè)計，特別適用于太陽能供電的監(jiān)控場所，可大大降低太陽能供電成本和施工難度。

產(chǎn)品特點
1。數(shù)據(jù)采集與傳輸一體化設(shè)計。
2。GPRS實時在線功耗低，在線平均電流≤10mA。
3?？梢赃x擇水文、水資源等多種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。
4。支持各種組態(tài)軟件，支持用戶開發(fā)自己的軟件系統(tǒng)。
技術(shù)參數(shù)
硬件配置:6個PI，4個DI，4個AI，3個DO，2個串口。
存儲容量:4M。
電源:10V~30V DC。
功耗:待機(jī)電流< < 0.1ma/12V；；
在線電流≤6ma/12v；
傳輸電流≤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(dǎo)軌式。
外形尺寸:145 x 100 x 65mm。
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(shù)的主要因素。測量土壤的介電常數(shù)可以直接、穩(wěn)定地反映各種土壤的真實含水量。土壤水分傳感器可以測量土壤水分的體積百分比，與土壤本身的機(jī)理無關(guān)。這是目前國際上流行的一種測量土壤濕度的方法。土壤水分傳感器是一種測量土壤水分的高精度、高靈敏度傳感器。
性能指標(biāo):
測量參數(shù):土壤的體積含水量。
個位數(shù):%(m3/m3)。
范圍:0 ~ 100% (m3/m3)。
精度:2% (m3/m3)。
測量區(qū)域:90%的影響在中心探頭周圍直徑3cm、長6cm的圓柱體內(nèi)。
穩(wěn)定時間:開機(jī)后約1秒。
響應(yīng)時間:響應(yīng)在1秒內(nèi)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)過程。
工作電壓:12V~24V DC。
輸出信號:4 ~ 20ma標(biāo)準(zhǔn)電流回路。
密封材料:ABS工程塑料。
探頭材料:不銹鋼或銅。
電纜長度:標(biāo)準(zhǔn)長度5m。
遙測距離:小于1000米。
主要特點:
①穩(wěn)定性高，安裝維護(hù)方便。
②支撐材料為環(huán)氧樹脂，保證了強(qiáng)度和使用壽命。
③密封性能好，可長時間埋入土中不腐蝕。
④采用標(biāo)準(zhǔn)電流環(huán)傳輸技術(shù)，使其抗干擾能力強(qiáng)，傳輸距離遠(yuǎn)，測量精度高，響應(yīng)速度快。
⑤受土壤質(zhì)量影響小，適用范圍廣，適合我國國情。
三。設(shè)備安裝現(xiàn)場展示

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