土壤濕度監(jiān)測(cè)站/自動(dòng)土壤濕度測(cè)量和報(bào)告系統(tǒng)-智能農(nóng)業(yè)
概述
土壤墑情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤墑情(土壤水分)的長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)。用戶可以根據(jù)監(jiān)測(cè)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(cè)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(cè)需求添加相應(yīng)的傳感器，監(jiān)測(cè)土壤溫度、土壤電導(dǎo)率、土壤PH值、地下水位、地下水水質(zhì)、氣溫、空氣濕度、光照強(qiáng)度、風(fēng)速風(fēng)向、降雨量等信息，滿足系統(tǒng)功能升級(jí)的需要。
土壤墑情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)能夠全面、科學(xué)、真實(shí)地反映監(jiān)測(cè)區(qū)域的土壤變化情況，及時(shí)、準(zhǔn)確地提供各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的土壤墑情狀況，為減災(zāi)抗旱提供重要的基礎(chǔ)信息。
土壤水分自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)解決方案
1.系統(tǒng)組成
主要由監(jiān)控中心、通信網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備和土壤水分檢測(cè)設(shè)備組成。
◆監(jiān)控中心的硬件
主要由服務(wù)器、計(jì)算機(jī)、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(kù)軟件和土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件組成。
◆通信平臺(tái)
包括中國(guó)移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)公網(wǎng)。
系統(tǒng)計(jì)劃采用公專線的組網(wǎng)方式，監(jiān)控中心需要有一個(gè)可以接入外網(wǎng)的固定IP地址。
◆遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)設(shè)備
遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)設(shè)備按電源類型可分為市電供電土壤墑情監(jiān)測(cè)終端、太陽(yáng)能供電土壤墑情監(jiān)測(cè)終端和電池供電土壤墑情監(jiān)測(cè)終端。
鑒于土壤墑情監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布分散、布線困難的特點(diǎn)，建議選擇太陽(yáng)能供電的土壤墑情監(jiān)測(cè)終端。
◆土壤水分檢測(cè)設(shè)備
根據(jù)監(jiān)測(cè)要求，可采用一路土壤水分傳感器實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)水分檢測(cè)；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(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的剖面土壤水分檢測(cè)。
2.系統(tǒng)拓?fù)鋱D
3.系統(tǒng)功能及特點(diǎn)
土壤墑情自動(dòng)預(yù)報(bào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全天候、不間斷監(jiān)測(cè)?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備自動(dòng)采集土壤墑情實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，利用GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸；監(jiān)控中心自動(dòng)接收各監(jiān)控點(diǎn)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)并存入數(shù)據(jù)庫(kù)。該系統(tǒng)的主要功能如下:
●符合新的土壤水分監(jiān)測(cè)規(guī)范SL364-2006。
●實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤水分，每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)可靈活進(jìn)行單通道測(cè)量或多通道剖面測(cè)量。
●當(dāng)土壤濕度超過(guò)預(yù)設(shè)限值時(shí)，立即上報(bào)報(bào)警信息。
●可擴(kuò)展土壤溫度、電導(dǎo)率、PH值、地下水參數(shù)、氣象參數(shù)等監(jiān)測(cè)功能。
●數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)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(cè)設(shè)備在采集數(shù)據(jù)時(shí)只給傳感器供電，一方面節(jié)約了能源，另一方面避免了長(zhǎng)時(shí)間供電引起的土壤物理性質(zhì)變化帶來(lái)的測(cè)量誤差。
●支持GPRS、短信、局域網(wǎng)等多種通信方式，推薦GPRS無(wú)線通信。
●監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)可以同時(shí)上報(bào)給多個(gè)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(cè)數(shù)據(jù)和報(bào)警數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析功能，可以導(dǎo)出和打印數(shù)據(jù)報(bào)表。
●監(jiān)控系統(tǒng)軟件具有GIS功能，可以在地圖上顯示每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的詳細(xì)分布位置。
●監(jiān)控系統(tǒng)軟件支持通過(guò)OPC接口與其他系統(tǒng)對(duì)接。
4.土壤水分監(jiān)測(cè)站主要硬件設(shè)備
(1)土壤水分遙測(cè)終端
◆安裝方式:立桿安裝或壁掛安裝。
◆供電方式:太陽(yáng)能供電。
◆傳感器供電電壓:10~30V。
◆與監(jiān)控中心的通信方式:GPRS。
◆數(shù)據(jù)上報(bào)方式:實(shí)時(shí)上報(bào)。
◆核心產(chǎn)品:
土壤水分遙測(cè)終端的RTU選用DATA-6311低功耗測(cè)控終端。該產(chǎn)品集數(shù)據(jù)采集、顯示、傳輸、存儲(chǔ)功能于一體，采用低功耗設(shè)計(jì)，特別適用于太陽(yáng)能供電的監(jiān)控場(chǎng)所，可大大降低太陽(yáng)能供電成本和建設(shè)難度。
●產(chǎn)品特點(diǎn)
1。數(shù)據(jù)采集與傳輸一體化設(shè)計(jì)。
2。GPRS實(shí)時(shí)在線功耗低，平均在線電流≤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)。
5.性能指標(biāo)滿足《水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)遙測(cè)終端》(SL 180-2015)的要求。
6.數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議符合《土壤水分監(jiān)測(cè)建設(shè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)通信協(xié)議》的報(bào)文規(guī)定。
●技術(shù)參數(shù)
硬件配置:6個(gè)PI通道，4個(gè)DI通道，4個(gè)AI通道，3個(gè)DO通道，2個(gè)串口。
存儲(chǔ)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(shí)時(shí)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:145x100x65mm。
◆工作原理示意圖:
(2)土壤濕度傳感器
水是決定土壤介電常數(shù)的主要因素。測(cè)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(shí)含水量。土壤水分傳感器可以測(cè)量土壤水分的體積百分比，與土壤本身的機(jī)理無(wú)關(guān)。這是目前國(guó)際上流行的一種土壤水分測(cè)量方法。土壤水分傳感器是一種測(cè)量土壤水分的高精度、高靈敏度傳感器。
●績(jī)效指標(biāo)
測(cè)量參數(shù):土壤體積含水量。
外殼防護(hù)等級(jí):IP68。
單位:%(m3/m3)。
范圍:0 ~ 60% (m3/m3)。
精度:2% (m3/m3)。
測(cè)量區(qū)域:90%的影響在中心探頭周圍直徑3cm，長(zhǎng)6cm的圓柱體內(nèi)。
工作環(huán)境:-10℃~ 50℃；對(duì)于高寒或高熱地區(qū)，在-30℃ ~ 60℃的溫度和-20℃ ~ 55℃的土壤溫度下不會(huì)受到損害。
穩(wěn)定時(shí)間:通電后約1秒。
響應(yīng)時(shí)間:響應(yīng)在1秒內(nèi)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)過(guò)程。
電源:12V DC電源。
輸出信號(hào):0 ~ 2.5 V，4 mA ~ 20 mA，RS485，RS232等接口可選。
輸入端子與外殼之間的絕緣電阻≥ 2Mω。
密封材料:ABS工程塑料。
探針材料:不銹鋼或銅。
電纜長(zhǎng)度:標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為5m。
遙測(cè)距離:小于1000米。
●主要特點(diǎn)
①穩(wěn)定性高，安裝維護(hù)方便。
②支撐材料為環(huán)氧樹脂，強(qiáng)度和使用壽命有保證。
③密封性能好，可長(zhǎng)期埋在土中，不被腐蝕。
④采用標(biāo)準(zhǔn)電流環(huán)傳輸技術(shù)，抗干擾能力強(qiáng)，傳輸距離遠(yuǎn)，測(cè)量精度高，響應(yīng)速度快。
⑤受土壤質(zhì)量影響小，應(yīng)用領(lǐng)域廣，適合中國(guó)國(guó)情。
設(shè)備安裝現(xiàn)場(chǎng)展示
——土壤水分自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀——
防汛抗旱指揮系統(tǒng)是我國(guó)水利信息化的骨干工程，土壤墑情自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器是抗旱建設(shè)成敗的關(guān)鍵因素之一。
土壤墑情自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀實(shí)現(xiàn)了對(duì)土壤墑情的長(zhǎng)期、連續(xù)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)，能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地提供監(jiān)測(cè)區(qū)域土壤墑情的變化情況，為抗旱減災(zāi)提供重要的基礎(chǔ)信息。
土壤水分自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀(土壤水分自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀)可分為土壤水分遙測(cè)終端和土壤水分監(jiān)測(cè)傳感器兩部分，如下圖所示:
產(chǎn)品特點(diǎn):
★通信協(xié)議符合水利部《土壤墑情監(jiān)測(cè)建設(shè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)通信協(xié)議》的報(bào)文規(guī)定。
★防護(hù)等級(jí)、量程、精度、環(huán)境適應(yīng)性等指標(biāo)符合《土壤水分自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)檢測(cè)實(shí)施辦法(試行)》。
★采用超低功耗設(shè)計(jì)，適用于太陽(yáng)能供電，降低供電設(shè)備成本。
★可靈活選擇運(yùn)行模式、采集/上報(bào)間隔、傳輸網(wǎng)絡(luò)和傳感器類型。
和功能參數(shù):
●土壤濕度遙測(cè)終端
DATA-9201型土壤水分遙測(cè)終端的性能指標(biāo)滿足《水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)遙測(cè)終端》(SL 180-2015)的要求。
(1)運(yùn)行方式:自報(bào)、響應(yīng)、兼容。
(2)可以設(shè)置采集和自報(bào)的時(shí)間間隔。
(3)通信控制:一站發(fā)送多個(gè)信號(hào)，使用4G/GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)。
(4)存儲(chǔ)容量:4M，支持當(dāng)前和歷史數(shù)據(jù)檢索。
(5)土壤水分監(jiān)測(cè)傳感器支持?jǐn)?shù)量:≥3個(gè)探頭傳感器；≥1個(gè)導(dǎo)管傳感器(不少于3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn))。
(6)可連接其他傳感器信號(hào):RS485、RS232數(shù)字信號(hào)；0 ~ 5V、4 ~ 20mA模擬信號(hào)；開關(guān)信號(hào)。
(7)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議符合《土壤水分監(jiān)測(cè)建設(shè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)通信協(xié)議》的報(bào)文規(guī)定。
●土壤濕度監(jiān)測(cè)傳感器
土壤水分監(jiān)測(cè)傳感器分為探頭式傳感器和導(dǎo)管式傳感器，用戶可根據(jù)實(shí)際需要選擇。
土壤水分監(jiān)測(cè)傳感器的主要性能指標(biāo)如下:
(1)外殼防護(hù)等級(jí):IP68。
(2)范圍:0 ~ 60%(體積含水量)。
(3)準(zhǔn)確度:絕對(duì)誤差應(yīng)≤2%(體積含水量)。
(4)工作環(huán)境:-10℃~ 50℃；對(duì)于高寒或炎熱地區(qū)，在-30℃ ~ 60℃和-20℃ ~ 55℃土壤溫度條件下，不會(huì)受到損害。
(5)電源:12V DC電源。
(6)信號(hào)輸出接口:0 ~ 2.5 V，4 mA ~ 20 mA，RS485，RS232等接口可選。
(7)電源輸入與外殼之間的絕緣電阻≥ 2Mω。
應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)演示:
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