土壤墒情监测、土壤墒情监测系统
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土壤墒情监测、土壤墒情监测系统
一、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。
土壤墒情监测(土壤墒情监测系统)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。土壤墒情监测(土壤墒情监测系统)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
土壤墒情监测(土壤墒情监测系统)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。
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、土壤墒情监测系统软件组成。
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。
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、DATA86太阳能供电土壤墒情监测终端和DATA86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。
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
◆ 实现土壤温度、水分、盐度、PH 等实时信息采集。
◆ 实现地面温度、湿度、光照、雨量、风速、风向、气压等信息采集。
◆ 采用GPRS 无线通信,不受传输距离限制,符合行业特点。
◆ 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;
◆ 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。
◆ 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。
◆ 系统软件采用B/S 结构设计,可实现远程联网访问。
土壤墒情监测
终
端
DATA-9201
软件
土壤墒情监测终端 DATA-9201
五、系统主要硬件设备
(1)、土壤墒情监测终端
◆ 安装方式:立杆安装或壁挂安装。
◆ 供电方式:太阳能供电。
◆ 对传感器供电电压:10~30V 。
◆ 与监控中心通信方式:GPRS 。
◆ 数据上报方式:实时上报。
◆ 核心产品:
监测终端内的核心产品选用DATA-6311型低功耗测控终端。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:
低功耗测控终端DATA-6311 土壤墒情监测终端DATA-9201
(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。
土壤水分传感器
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、设备安装现场展示
土壤墒情监测终端安装现场
土壤水分传感器布设现场