无线土壤墒情监测、土壤墒情在线监测系统解决方案.doc

无线土壤墒情监测、土壤墒情在线监测系统解决方案

目录

一、方案概述 1
二、系统构成 1
1、监控中心 2
2、通信平台 2
3、远程监测设备 2
4、土壤墒情检测设备 2
三、系统拓扑图 2
四、系统功能及特点 3
五、系统主要硬件设备 4
（1）、土壤墒情监测终端 4
（2）、土壤水分传感器 5
六、土壤水分自动监测（土壤水分实时监测系统）设备安装现场展示 5

一、方案概述
农田土壤和环境对于农作物的生长有着重要影响，农作物的产量和质量是各阶段农田生态环境综合影响的结果。因此，有效的监测农田土壤和环境对于保证作物产量、提高品质、指导生产具有重要的作用。

土壤墒情在线监测系统可实现土壤温度、土壤湿度、土壤盐度以及环境温度、湿度、光照、雨量、风速、风向等空间信息的自动采集、显示和存储。土壤墒情在线监测系统通过长期的数据积累和挖掘，可以实现根据每个地区、地块的土壤透水率及环境气候状况，科学调整灌溉渠网，实现节水、节能目标；又可以根据土地特点调整农作物种类，提高单产和品质，最终达到增收的目的；同时，还可避免耕地的荒漠化和盐碱化。
二、系统构成
深圳市信立科技有限公司土壤墒情在线监测系统主要由监控中心、通信网络、远程监测设备和土壤墒情检测设备四部分构成。
1、监控中心
硬件主要由服务器、计算机、交换机、打印机等组成。软件主要有操作系统软件、数据库软件、土壤墒情在线监测系统软件组成。
2、通信平台
包括中国移动 GPRS网络和 INTERNET公网。系统计划采用公网专线的组网方式，监控中心需具备可上外网的固定 IP地址。
3、远程监测设备
远程监测设备可根据供电类型分为市电供电土壤墒情监测终端、太阳能供电土壤墒情监测终端和电池供电土壤墒情监测终端。针对土壤墒情监测点分散分布、不易布线的特点，建议选用太阳能供电型土壤墒情监测终端。
4、土壤墒情检测设备
根据监测需求，可采用 1路土壤水分传感器实现单点墒情检测；也可采用多路土壤水分传感器，并将传感器布置在不同的深度，实现监测点的剖面土壤墒情检测。
三、系统拓扑图

四、系统功能及特点
1、实现土壤温度、水分、盐度、PH等实时信息采集。
2、实现地面温度、湿度、光照、雨量、风速、风向、气压等信息采集。
3、采用 GPRS无线通信，不受传输距离限制，符合行业特点。
4、可采用市电、太阳能、电池等多种供电方式，布置监测点不受电源限制；
5、高可靠、宽温度工作范围和室外防护设计，满足野外环境要求。
6、监测系统软件实时反馈每个监测点和终端的工作状态，实现设备远程诊断。
7、系统软件采用 B/S结构设计，可实现远程联网访问。
五、系统主要硬件设备
（1）、土壤墒情监测终端
1、安装方式：立杆安装或壁挂安装。
2、供电方式：太阳能供电。
3、对传感器供电电压：10~30V。
4、与监控中心通信方式：GPRS。
5、数据上报方式：实时上报。
6、核心产品：土壤墒情监测终端内的核心产品选用低功耗测控终端。该产品集数据采集、显示、传输、存储功能于一体，采用低功耗设计，特别适用于太阳能供电的监测现场，可大大减少太阳能供电成本并降低施工难度。

产品特点

1、数据采集、传输一体化设计。
2、GPRS实时在线功耗低，在线平均电流≤10mA。
3、可选配水文、水资源等多种数据传输规约。
4、支持各家组态软件，支持用户自行开发软件系统。

技术参数

硬件配置：6路 PI、4路 DI、4路 AI、3路 DO、2路串口。
存储容量：4M。
供电电源：10V～30V DC。
功耗：待机电流＜0.1mA/12V；
在线电流≤6mA/12V；
发送电流≤60mA/12V；
实时在线平均电流：≤10mA/12V。
工作环境：温度：-40～+85℃；湿度：≤95%。
安装方式：导轨式。
外形尺寸：145x100x65mm。

工作原理示意图

（2）、土壤水分传感器
水分是决定土壤介电常数的主要因素。测量土壤的介电常数，能直接稳定地反应各种土壤的真实水分含量。土壤水分传感器可测量土壤水分的体积百分比，与土壤本身的机理无关，是目前国际上最流行的土壤水分测量方法。土壤水分传感器是一款高精度、高灵敏度的测量
土壤水分的传感器。

性能指标

测量参数：土壤容积含水量。
单 位：%（m3/m3）。
量 程：0～100%（m3/m3）。
精 度：±2%（m3/m3）。
测量区域：90%的影响在围绕中央探针的直径 3cm、
长为 6cm的圆柱体内。
稳定时间：通电后约 1秒。
响应时间：响应在 1秒内进入稳态过程。
工作电压： 12V~24V DC。
输出信号：4～20mA标准电流环。
密封材料：ABS工程塑料。
探针材料：不锈钢或铜。
电缆长度：标准长度 5m。
遥测距离：小于 1000米。

主要特点

①高稳定性，安装维护操作简便。
②支撑的材料为环氧树脂，强度和寿命得到保证。
③密封性好，可长期埋入土壤中使用，且不受腐蚀。
④采用标准的电流环传送技术使其具有抗干扰能力强，传送距离远，测量精度高，响
应速度快。
⑤土质影响较小，应用地区广泛，适合中国国情。

六、土壤水分自动监测（土壤水分实时监测系统）设备安装现场展示

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