概述
土壤墑情自動測報系統(tǒng)可以實現(xiàn)對土壤墑情(土壤水分)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、地下水水質(zhì)、氣溫、空氣濕度、光照強度、風(fēng)速風(fēng)向、降雨量等信息，滿足系統(tǒng)功能升級的需要。
土壤墑情自動測報系統(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，為減災(zāi)抗旱提供重要的基礎(chǔ)信息。

土壤水分自動測報系統(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)備和土壤水分檢測設(shè)備組成。

◆監(jiān)控中心的硬件
主要由服務(wù)器、計算機(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)計劃采用公專線的組網(wǎng)方式，監(jiān)控中心需要有一個可以接入外網(wǎng)的固定IP地址。
◆遠(yuǎn)程監(jiān)測設(shè)備
遠(yuǎn)程監(jiān)測設(shè)備按電源類型可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。
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

3.系統(tǒng)功能及特點
土壤墑情自動預(yù)報系統(tǒng)實現(xiàn)全天候、不間斷監(jiān)測。現(xiàn)場監(jiān)測設(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)控中心自動接收各監(jiān)控點的監(jiān)控數(shù)據(jù)并存入數(shù)據(jù)庫。該系統(tǒng)的主要功能如下:
●符合新的土壤水分監(jiān)測規(guī)范SL364-2006。
●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)對接。

4.土壤水分監(jiān)測站主要硬件設(shè)備
(1)土壤水分遙測終端

◆安裝方式:立桿安裝或壁掛安裝。
◆供電方式:太陽能供電。
◆傳感器供電電壓:10~30V。
◆與監(jiān)控中心的通信方式:GPRS。
◆數(shù)據(jù)上報方式:實時上報。
◆核心產(chǎn)品:

土壤水分遙測終端的RTU選用DATA-6311低功耗測控終端。該產(chǎn)品集數(shù)據(jù)采集、顯示、傳輸、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建設(shè)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，平均在線電流≤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)。

5.性能指標(biāo)滿足《水文自動測報系統(tǒng)遙測終端》(SL 180-2015)的要求。

6.數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議符合《土壤水分監(jiān)測建設(shè)項目數(shù)據(jù)通信協(xié)議》的報文規(guī)定。

●技術(shù)參數(shù)
硬件配置:6個PI通道，4個DI通道，4個AI通道，3個DO通道，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: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土壤水分測量方法。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。
●績效指標(biāo)

測量參數(shù):土壤體積含水量。

外殼防護(hù)等級:IP68。

單位:%(m3/m3)。

范圍:0 ~ 60% (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)。

工作環(huán)境:-10℃~ 50℃；對于高寒或高熱地區(qū)，在-30℃ ~ 60℃的溫度和-20℃ ~ 55℃的土壤溫度下不會受到損害。

穩(wěn)定時間:通電后約1秒。

響應(yīng)時間:響應(yīng)在1秒內(nèi)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)過程。

電源:12V DC電源。

輸出信號: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。

電纜長度:標(biāo)準(zhǔn)長度為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，強度和使用壽命有保證。
③密封性能好，可長期埋在土中，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，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，應(yīng)用領(lǐng)域廣，適合中國國情。

設(shè)備安裝現(xiàn)場展示

——土壤水分自動監(jiān)測儀——

防汛抗旱指揮系統(tǒng)是我國水利信息化的骨干工程，土壤墑情自動監(jiān)測儀器是抗旱建設(shè)成敗的關(guān)鍵因素之一。

土壤墑情自動監(jiān)測儀實現(xiàn)了對土壤墑情的長期、連續(xù)、自動監(jiān)測，能夠及時、準(zhǔn)確地提供監(jiān)測區(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。

土壤水分自動監(jiān)測儀(土壤水分自動監(jiān)測儀)可分為土壤水分遙測終端和土壤水分監(jiān)測傳感器兩部分，如下圖所示:

產(chǎn)品特點:

★通信協(xié)議符合水利部《土壤墑情監(jiān)測建設(shè)項目數(shù)據(jù)通信協(xié)議》的報文規(guī)定。

★防護(hù)等級、量程、精度、環(huán)境適應(yīng)性等指標(biāo)符合《土壤水分自動監(jiān)測儀器實驗室檢驗檢測實施辦法(試行)》。

★采用超低功耗設(shè)計，適用于太陽能供電，降低供電設(shè)備成本。

★可靈活選擇運行模式、采集/上報間隔、傳輸網(wǎng)絡(luò)和傳感器類型。

和功能參數(shù):

●土壤濕度遙測終端

DATA-9201型土壤水分遙測終端的性能指標(biāo)滿足《水文自動測報系統(tǒng)遙測終端》(SL 180-2015)的要求。

(1)運行方式:自報、響應(yīng)、兼容。

(2)可以設(shè)置采集和自報的時間間隔。

(3)通信控制:一站發(fā)送多個信號，使用4G/GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)。

(4)存儲容量:4M，支持當(dāng)前和歷史數(shù)據(jù)檢索。

(5)土壤水分監(jiān)測傳感器支持?jǐn)?shù)量:≥3個探頭傳感器；≥1個導(dǎo)管傳感器(不少于3個監(jiān)測點)。

(6)可連接其他傳感器信號:RS485、RS232數(shù)字信號；0 ~ 5V、4 ~ 20mA模擬信號；開關(guān)信號。

(7)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議符合《土壤水分監(jiān)測建設(shè)項目數(shù)據(jù)通信協(xié)議》的報文規(guī)定。

●土壤濕度監(jiān)測傳感器

土壤水分監(jiān)測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)實際需要選擇。

土壤水分監(jiān)測傳感器的主要性能指標(biāo)如下:

(1)外殼防護(hù)等級:IP68。

(2)范圍:0 ~ 60%(體積含水量)。

(3)準(zhǔn)確度:絕對誤差應(yīng)≤2%(體積含水量)。

(4)工作環(huán)境:-10℃~ 50℃；對于高寒或炎熱地區(qū)，在-30℃ ~ 60℃和-20℃ ~ 55℃土壤溫度條件下，不會受到損害。

(5)電源:12V DC電源。

(6)信號輸出接口: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)場演示:

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