旱情监测系统

旱情自动监测系统

1、概述

旱情信息包括降雨、蒸发、气温、地下水、土壤墒情、农作物分布和长势、干旱范围、水利工程蓄水情况、灌溉设施和抗旱动态等。特点是信息种类多，涉及部门多、信息来源渠道广。

旱情监测系统需采集的信息分两类，一类是基础信息，一类是实时采集的信息。基础信息主要是抗旱工作需要的各类基础信息，例如人口、耕地和灌溉设施等信息。而实时采集的旱情信息有：降雨量、气温、风速、风向、湿度、日照、蒸发蒸腾量等气象信息，水库及江河湖泊蓄水量、地下水等水文信息和土壤墒情等。

2、系统组成

2.1信息流程

现行的旱情信息管理体制是分级管理、逐级上报。

2.2 旱情信息中心

旱情信息中心设在省三防办，旱情采集点到旱情信息中心的信息传输通过各省市县三防办与省三防办之间的计算机网络来实现。

旱情信息中心信息采集处理的主要功能如下：

（1）基础旱情数据库的建立和处理。

（2）实时旱情、旱灾信息的接受、汇总、处理，经过核实上报。

（3）全省各市县旱情信息采集点的管理。

旱情信息中心主要配置旱情信息接收主机和旱情信息管理系统软件。

2.3 旱情采集点

旱情信息采集点分别设在各个市县的三防办。旱情采集点的功能主要有：（1）负责辖区内旱情监测站旱情信息的收集统计，按规定格式存储在实时旱情数据库，并上报省三防办旱情信息中心。

（2）完成接收和查询各旱情监测站的雨量、气象及土壤墒情数据。

（3）辖区内旱情监测站的管理。

旱情采集点主要配置有旱情信息采集报送计算机及旱情信息接收处理软件。

2.4 旱情监测站

旱情监测站的主要任务是自动实时或定时地采集降雨量、蒸发量、大气温湿度、风速风向等水文气象参数和土壤含水量以及监测站监测终端电源电压状态，并按预定通信信道分别向所属的旱情采集点发送。

旱情监测站主要由雨量传感器、土壤湿度传感器、气温传感器、风向传感器、风速传感器、湿度传感器、蒸发器等参数采集传感器和监测终端、供电系统、通信设备组成。

此外，由于旱情监测站一般都是新建的，因此除了配置必要的设备外，还需建设观测场地和防雷地网。

一般旱情监测站为无人值守站，监测设备根据配置要求自动采集传感器数据，并向分中心主动发送监测数据。

当监测站有人工观测参数时，采用人工置数方式将所观测参数置入监测站，由监测站主动向分中心站发送。

监测站收到中心站或分中心站索取当前监测数据或者监测站内的自记数据命令时，监测站响应该命令，将相应的数据发送到中心站或者分中心站。

3 主要设备及技术指标

3.1 数据采集器

旱情自动监测终端机用于野外环境下对各项旱情数据进行自动监测，具有数据采集、存储和传输功能。通常监测的参量有：土壤墒情、雨量、气温、蒸发量等。

供电接口

供电电压：12V DC

供电范围：9V～16V

功耗：值守时设备整体功耗≤20mA（12VDC）+通信设备功耗

电源输出：DC24V/10W，为常用外设提供足够容量的24V供电

水位计信号接口

信号类型：4～20mA（2路、可扩展至8路），干触点开关量

隔离强度：>1kV(通道间不隔离)

隔离阻抗：>500MΩ

配电电压：12V/24V

配电电流：>30mA

4～20mA模拟信号

连接方式：直接模拟量输入，两线制配电输入，三线制输入

测量精度：< 0.1％F.S

输入阻抗：电流输入100Ω

干触点开关量

信号类型：格雷码

信号位数：8～16位

保护电压：30V

雨量计信号接口

输入类型：2路开关量、断通式计数，支持翻斗式雨量计

信号类型：干触点输入

保护电压：30V

隔离强度：>1kV(通道间不隔离)

隔离阻抗：>500MΩ

通讯接口

串行接口：3路（两路RS232、一路RS232/RS485可选）

通讯速率：300～115200 bps

配电电压：12V

对外供电电流：小于500mA

以太网接口：1路

数据存储

存储介质：flash

存储容量：4M，（可存储每5分钟数据长达三年）

可扩展到8M

工作环境

设备平均无故障工作时间：MTBF＞100，000小时工作温度：－20℃～＋70℃

存储温度：－40℃～＋85℃

工作湿度：小于90％（+40℃时）

3.2 土壤墒情传感器

测量参数：土壤容积含水率；

量程：0-100%（m3.m-3）；

测量精度：±2%（m3.m-3）；

响应时间：响应在2s内进入稳态过程；

工作电压：5VDC；

工作电流：80mA；

密封材料：ABS工程塑料；

探头材料：不锈钢；

探头长度：6cm；

电缆长度：标准5m（最长100m，定制。）

3.3 雨量计

承雨器内径：Φ200mm，刃口角40～50；

分辨率：１mm；

测量范围：0.01～4mm/min；

测量误差：自排水量≤25mm, 误差为±1mm；

自排水量〉25mm,允许误差为±2%

雨量强度：允许最大雨强8mm/min

适应工作环境：温度-40～+50℃，湿度≤95%

信号输出方式：单触点通断。

3.4 蒸发计

蒸发量量测范围：0-100mm；

分辨力：0.1mm；

量测精度：±0.3mm（FS×0.3%）或者±0.1mm（误差自动修正后）；输出码：格雷码10bit（当编码器从0旋转到900时）；

输出电路：OC门30mA/30VDC；

传感器工作电流：唤醒状态：≤40mA 睡眠状态：≤0.01mA；

电源电压：12V/24V DC；

MTBF：16000小时；

环境温度：-10℃~+70℃；

相对湿度：95%（40℃）；

尺寸：Ф320mm×560；

3.5供电设备

太阳能电池： 10W/17V；

蓄电池： 12V/12AH。（太阳能光板给蓄电池浮充电能）