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(dòng)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(cè)，GPRS無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)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(cè)，GPRS無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤墑情(土壤濕度)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(jí)的需要。
土壤墑情監(jiān)測(cè)，GPRS無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)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(cè)系統(tǒng)主要由監(jiān)測(cè)中心、通信網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)設(shè)備和土壤墑情檢測(cè)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(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)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(cè)設(shè)備:
遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)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(cè)終端、太陽(yáng)能供電的土壤墑情監(jiān)測(cè)終端和電池供電的土壤墑情監(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

[br/]3。系統(tǒng)功能和特點(diǎn)
土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)全天候連續(xù)監(jiān)測(cè)?，F(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控設(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)接收并自動(dòng)將各監(jiān)控點(diǎn)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)。系統(tǒng)的主要功能如下:
●符合新的水分監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)SL 364-2006。
●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(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)接口。
4。系統(tǒng)主要硬件設(shè)備

(1)及土壤墑情監(jiān)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。
◆傳感器電源電壓:10~30V。
◆與監(jiān)控中心的通信:GPRS。
◆數(shù)據(jù)上報(bào)方式:實(shí)時(shí)上報(bào)。
◆核心產(chǎn)品:
監(jiān)控終端中選擇DATA-6311低功耗測(cè)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(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)能供電成本和施工難度。

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，在線平均電流≤10mA。
3。可以選擇水文、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(gè)PI，4個(gè)DI，4個(gè)AI，3個(gè)DO，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: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(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)際上流行的一種測(cè)量土壤濕度的方法。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。
性能指標(biāo):
測(cè)量參數(shù):土壤的體積含水量。
個(gè)位數(shù):%(m3/m3)。
范圍:0 ~ 100% (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)。
穩(wěn)定時(shí)間:開機(jī)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。
工作電壓:12V~24V DC。
輸出信號(hào):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(zhǎng)度:標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度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，保證了強(qiáng)度和使用壽命。
③密封性能好，可長(zhǎng)時(shí)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(cè)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(guó)國(guó)情。
三。設(shè)備安裝現(xiàn)場(chǎng)展示

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