一、儀器簡介
土壤墑情監(jiān)測站是一款集土壤溫濕度采集、存儲、傳輸和管理于一體的土壤墑情自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)。整機(jī)由多通道數(shù)據(jù)采集儀、土壤水分傳感器、土壤溫度傳感器等氣象傳感器和軟件平臺組成。
多通道數(shù)據(jù)采集儀配置4支土壤溫度或土壤濕度傳感器，可連續(xù)測量不同土層的土壤溫濕度情況；配備的土壤水分傳感器符合《中華人民共和國水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SL364-2006土壤墑情監(jiān)測規(guī)范》的TDR（時(shí)域反射法）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，便于土壤現(xiàn)場標(biāo)定測量；土壤溫度和濕度傳感器采用高精度進(jìn)口傳感器芯片，測量精度高、穩(wěn)定性好；功能強(qiáng)大的土壤墑情計(jì)算機(jī)軟件可同步處理多個(gè)墑情站點(diǎn)的數(shù)據(jù)，輕松實(shí)現(xiàn)墑情站點(diǎn)之間的組管理。
二、系統(tǒng)優(yōu)勢
| 實(shí)時(shí)采集 | 實(shí)現(xiàn)了各遙測點(diǎn)墑情信息的實(shí)時(shí)采集及自動(dòng)無線傳輸?shù)奖O(jiān)測平臺； |
| 測報(bào)準(zhǔn)確 | 采用高精度傳感器且系統(tǒng)運(yùn)作無需人工參與，保證測報(bào)工作的準(zhǔn)確性； |
| 無人值守 | 太陽能供電，可連接無線傳輸模塊，適于長期放于野外，防雷、防水、防塵不受環(huán)境因素影響； |
| 擴(kuò)展性好 | 可擴(kuò)展開發(fā)旱情預(yù)測預(yù)報(bào)、灌區(qū)優(yōu)化配水、節(jié)水灌溉等功能，更大程度挖掘墑情數(shù)據(jù)信息價(jià)值；可配多參數(shù)氣象監(jiān)測系統(tǒng) |
系統(tǒng)拓?fù)鋱D：
三、產(chǎn)品參數(shù)
系統(tǒng)配置
1、墑情自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)主要是針對土壤水分含量和土壤溫度進(jìn)行監(jiān)測，通過墑情傳感器和溫度傳感器測量土壤的體積含水量（VWC）和溫度值。同時(shí)，可以根據(jù)用戶的需求，該系統(tǒng)可以擴(kuò)展配置空氣溫濕度、土壤電導(dǎo)率、太陽輻射、二氧化碳等氣象傳感器。
2、監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)一由自動(dòng)監(jiān)測站發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺，數(shù)據(jù)按照統(tǒng)一的格式進(jìn)行存儲，通過圖表格式直觀展現(xiàn)給用戶。
3、可擴(kuò)展開發(fā)旱情預(yù)測預(yù)報(bào)、灌區(qū)優(yōu)化配水、節(jié)水灌溉等功能，更大程度挖掘墑情數(shù)據(jù)信息價(jià)值；
4、可以拓展開發(fā)苗情旱情監(jiān)測系統(tǒng)，以對田間苗情、災(zāi)情實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測，使管理人員可以遠(yuǎn)程關(guān)注作物生長狀況，根據(jù)作物在不同生長周期的需求，指導(dǎo)灌溉、施肥、噴藥等措施。
| 數(shù)據(jù)采集器 | 多通道數(shù)據(jù)采集儀 |
| 傳感器 | 1、土壤水分傳感器 4個(gè) 測量范圍：0~100%（M3/M3）、精度：±3%、分辨率：0.1% |
| 2、土壤溫度傳感器 4個(gè) 測量范圍：-50~80℃、準(zhǔn)確度：±0.3℃、分辨率：0.1℃ | |
| 通訊方式 | 1、無線：GPRS（移動(dòng)、電信） |
| 供電方式 | 1、太陽能+蓄電池電源供電 |
| 其它可選組合 | 安裝支架 |
四、產(chǎn)品特點(diǎn)
（一）土壤溫度傳感器功能特點(diǎn)
1、溫度采用恒溫槽標(biāo)定（一般廠家無標(biāo)定設(shè)備、即使傳感器精度高，但集成變送后，精度、穩(wěn)定性仍會降低）
2、濕度采用進(jìn)口高精度工業(yè)級芯片
3、一體化設(shè)計(jì)，擴(kuò)展性強(qiáng)，可同時(shí)選配測量溫度、濕度、氣壓等要素。
4、可擴(kuò)展無線功能，安裝簡單、節(jié)省布線的人工、材料成本。
5、防輻射罩設(shè)計(jì)，保護(hù)傳感器免受強(qiáng)風(fēng)、雨、雪等惡劣環(huán)境的影響，以及防止輻射等因素的干擾，使傳感器可真實(shí)地感應(yīng)外界環(huán)境變化。
（二）土壤濕度傳感器功能特點(diǎn)
（二）土壤濕度傳感器功能特點(diǎn)
1、土濕傳感器采用《農(nóng)業(yè)氣象觀測規(guī)范》中烘干法標(biāo)定
2、土濕傳感器采用4探針環(huán)形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以測量環(huán)形內(nèi)的面積，測量面積大、穩(wěn)定性高（區(qū)別于3探針扁形結(jié)構(gòu)、只能測量條形區(qū)域，探針測點(diǎn)少，穩(wěn)定性差）
3、土濕傳感器采用ABS工程塑料，抗壓強(qiáng)度高，可直接應(yīng)用于鹽堿土壤等惡劣環(huán)境（區(qū)別于成本低、抗沖擊性差的環(huán)保PVC塑料）
4、采用遠(yuǎn)距離485通訊，無外置變送設(shè)備，方便穿管預(yù)埋、同時(shí)抗干擾能力大大加強(qiáng)（解決了傳感器485通訊需要外置變送，不方便穿管走線的困境）
5、可選配土濕、土溫一化化傳感器，方便預(yù)埋、布線，節(jié)省布線材料、人工成本，同時(shí)方便實(shí)現(xiàn)氣象觀測規(guī)范中的分層預(yù)埋要求。
（三）氣象數(shù)據(jù)采集儀功能特點(diǎn)
采用新一代ARM內(nèi)核 32位處理器，具有快速運(yùn)算能力，搭載12位A/D采樣轉(zhuǎn)換模塊和高精度元器件，配合溫度補(bǔ)償、精度修正技術(shù)，使數(shù)據(jù)采集變的更加準(zhǔn)確。
1、擴(kuò)展性強(qiáng)，可擴(kuò)展16路模擬/計(jì)數(shù)通道、16路數(shù)字I/O通道、4路串口、 1路CAN總線接口、1路U盤存儲接口
2、采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、科研級采集儀，適合于各種環(huán)境條件。
3、兼容性強(qiáng)，可集成各類傳感器
4、支持LED單色屏及彩色觸摸屏擴(kuò)展
5、支持遠(yuǎn)程開關(guān)控制功能擴(kuò)展
6、支持遠(yuǎn)程應(yīng)用程序更新，程序更改、升級，無需返廠
7、支持時(shí)間校準(zhǔn)功能
8、支持WIFI、以太網(wǎng)、ZIGBEE、光纖、GPRS、衛(wèi)星等多種通訊方式
9、支持XPH、標(biāo)準(zhǔn)MODBUS雙協(xié)議切換；方便用戶二次開發(fā)
10、采樣頻率：0。5s/次
11、工作電壓：8V~40V或AC220V
12、顯示形式：圖形點(diǎn)陣液晶 192X64
13、內(nèi)置存儲：非易失性內(nèi)存，可擴(kuò)展32Mbit。
14、擴(kuò)展存儲：U盤存儲2G
15、傳感器通道：16路
16、通訊接口：標(biāo)準(zhǔn)RS232、RS485、USB端口
17、通訊波特率：9600bps
18、尺寸：260mm×185mm×80mm
（四） GPRS模塊
1、支持雙頻GSM/GPRS
2、支持使用STK卡
3、符合ETSI GSM Phase 2+標(biāo)準(zhǔn)
4、符合SMG31bis技術(shù)規(guī)范
5、支持虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)
6、支持透明數(shù)據(jù)傳輸與協(xié)議轉(zhuǎn)換
7、支持動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)域名和IP地址
8、支持圖形界面遠(yuǎn)程配置與維護(hù)
9、采用電磁兼容設(shè)計(jì)，適合電磁環(huán)境惡劣和要求較高的應(yīng)用需求
10、采用先進(jìn)電源技術(shù)，供電電源適應(yīng)范圍寬，設(shè)備穩(wěn)定性高
（五）太陽能、市電雙電源供電系統(tǒng)
1、支持過度沖電保護(hù)功能；
2、支持放電保護(hù)、負(fù)載過載、短路保護(hù)功能；
3、支持放電保護(hù)功能，低電壓自動(dòng)切斷功能；
4、可根據(jù)蓄電池充電特性，自動(dòng)調(diào)節(jié)蓄電池充電電壓。
五、港迪墑情監(jiān)測3.0軟件平臺
1、系統(tǒng)基于TCP/IP協(xié)議和C/S結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可在2003、xp、win7、win8等系統(tǒng)下穩(wěn)定運(yùn)行。
2、支持開機(jī)啟動(dòng)、定時(shí)關(guān)機(jī)，實(shí)現(xiàn)軟件自動(dòng)化管理
3、支持日志記錄功能，記錄所有操作記錄。
4、二次開發(fā)：支持Access/SQL Server 2000 、2005 、2008等數(shù)據(jù)庫存儲，方便用戶其它軟件在數(shù)據(jù)庫中調(diào)用氣象站數(shù)據(jù)。
5、數(shù)據(jù)查詢功能：支持任意時(shí)間段的各類實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)的查詢、導(dǎo)出、打印功能。
6、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能：支持單要素統(tǒng)計(jì)功能：可按年、季、月、日、小時(shí)、10分鐘或任意時(shí)間段進(jìn)行單要素最大值、最小值、平均值的統(tǒng)計(jì)。 7、數(shù)據(jù)圖表功能：支持全日氣象記錄曲線功能、數(shù)據(jù)波形圖圖等功能
8、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)功能：在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)窗口可以下載查看實(shí)時(shí)的氣象站數(shù)據(jù)；并且可以將數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中。
9、歷史數(shù)據(jù)功能：在歷史數(shù)據(jù)窗口可以下載查看采集儀存儲的歷史數(shù)據(jù)；并且可以將數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中。
10、定時(shí)刷新功能：如果需要定時(shí)自動(dòng)下載數(shù)據(jù)，設(shè)定定時(shí)刷新周期并且選擇定時(shí)刷新，則可以按照設(shè)定周期自動(dòng)下載數(shù)據(jù)。
11、支持遠(yuǎn)程控制手動(dòng)、自動(dòng)控制各項(xiàng)設(shè)備開關(guān)功能
12、支持通過網(wǎng)頁進(jìn)行數(shù)據(jù)瀏覽功能。
實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)展現(xiàn)
歷史數(shù)據(jù)分析
數(shù)據(jù)分析對比圖形展示
設(shè)備安裝現(xiàn)場展示
六、選址原則
（一）測站位置
1、墑情監(jiān)測站（點(diǎn)）應(yīng)具有代表性，能夠代表主要作物和所在區(qū)域的典型土壤，采集的指標(biāo)能夠反映當(dāng)?shù)貙?shí)際情況。
2、應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐耐寥李愋汀⒎N植結(jié)構(gòu)和地形地貌條件，綜合確定墑情監(jiān)測站（點(diǎn)）的布設(shè)。因此，原則上應(yīng)選取區(qū)域內(nèi)種植作物和土壤類別代表面積大的代表性地塊，土壤和地形條件變化大的地區(qū)，還應(yīng)考慮地形地貌條件和信息傳輸?shù)男盘栆螅M量選取地形平坦的代表性地塊。
3、監(jiān)測設(shè)施需設(shè)置在具有代表性地塊的一側(cè)，以減少對耕作的影響；傳感器需設(shè)置在耕作區(qū)的土層里，其周圍應(yīng)設(shè)立相應(yīng)的地面標(biāo)志或簡易保護(hù)欄桿，防止耕種時(shí)碰撞、破壞，但不能設(shè)置圍墻或?qū)嶓w圍欄，避免埋設(shè)儀器所在的地塊與周圍地塊相隔離而失去代表性。
4、選擇在GSM/GPRS 等信號強(qiáng)、能夠正常地準(zhǔn)確發(fā)送數(shù)據(jù)短信信息的地塊建站。
5、墑情監(jiān)測站的選擇和建設(shè)，考慮放在雨養(yǎng)旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，避開水田灌區(qū)建站。
6、站址應(yīng)遠(yuǎn)離樹林、高大建筑物、道路（鐵路）、河流、水庫和大型渠道200m 以上。
（二）安裝位置選擇
墑情監(jiān)測的代表性地塊應(yīng)根據(jù)其地貌、土壤、氣象和水文地質(zhì)條件以及種植作物的代表性選定。按照《土壤墑情監(jiān)測規(guī)范》有關(guān)要求：
監(jiān)測站（點(diǎn)）應(yīng)布置在距代表性地塊邊緣、路邊10m 以上且平整的地塊，應(yīng)避開低洼易積水的地方，且同溝漕和供水渠道保持20m 以上的距離，避免溝渠水側(cè)滲對土壤含水量產(chǎn)生影響。
山丘區(qū)代表性地塊，其面積應(yīng)大于1 畝，并應(yīng)設(shè)在坡面比降較小而面積較大的地塊中，不應(yīng)設(shè)在溝底和坡度大的地塊；平原區(qū)代表性地塊，其面積應(yīng)大于10 畝，并設(shè)在平整且不易積水的地塊。為保持墑情監(jiān)測資料的一致性和連續(xù)性，監(jiān)測位置應(yīng)相對穩(wěn)定，一經(jīng)確定不得隨意改變。
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