土壤墑情檢測系統(tǒng)第六章土壤墑情測法

1土壤含水量垂向測點(diǎn)的布設(shè)

土壤含水量垂向測點(diǎn)布設(shè)視觀測目的、水文地質(zhì)條件及土層的厚度來確定觀測土層的深度、觀測點(diǎn)的數(shù)目。

垂向測點(diǎn)的數(shù)目可根據(jù)觀測區(qū)域的具體情況采用以下的方案。

測點(diǎn)數(shù) 測點(diǎn)深度（cm）

一點(diǎn)法 30

二點(diǎn)法 20、50

三點(diǎn)法 10、30、50

四點(diǎn)法 10、30、50、70

五點(diǎn)法 10、30、50、70、90

六點(diǎn)法 10、30、50、70、90、110

土壤墑情檢測系統(tǒng)基本配置

CPU：1.07GHZ以上，內(nèi)存128M以上，操作系統(tǒng)：Windows2000、WindowsXP ，安裝Excel2000或更更高版本。

土壤墑情檢測系統(tǒng)軟件安裝

雙擊“setup.exe”文件,程序自動運(yùn)行，點(diǎn)擊下一步。直至出現(xiàn)許可證協(xié)議界面，選擇接受協(xié)議，點(diǎn)擊下一步。選擇安裝目錄，然后一直點(diǎn)擊下一步直到安裝完成。

土壤墑情檢測系統(tǒng)軟件使用

1．將主機(jī)控制器線與上位機(jī)控制器線連接好，打開軟件。按下主控器發(fā)送鍵，將數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)。界面上顯示所存儲測試項(xiàng)目數(shù)據(jù)的對應(yīng)曲線如下圖。

2．?dāng)?shù)據(jù)上傳后，軟件界面正中會顯示相應(yīng)參數(shù)的曲線圖，右下角表格里會顯示對應(yīng)在線傳感器項(xiàng)目、采樣時(shí)間間隔、總數(shù)據(jù)存儲量等信息。用鼠標(biāo)單擊表格內(nèi)某行，圖型區(qū)就會單獨(dú)顯示相應(yīng)參數(shù)的曲線圖。

軟件界面圖

1． 數(shù)據(jù)保存及圖譜復(fù)制

依次點(diǎn)“文件”―>“數(shù)據(jù)保存”，將數(shù)據(jù)保存到Excel工作表中。

依次點(diǎn)“文件”―>“復(fù)制圖譜”，可將當(dāng)前圖型區(qū)內(nèi)的曲線圖復(fù)制到系統(tǒng)剪切板上，用戶通過粘貼菜單或Ctrl V快捷鍵粘貼到Word等文檔當(dāng)中。

土壤墑情檢測系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)

※量 程：0～100%

※單 位：%(m3/m3)

※輸出信號：0～2V（電壓型）4～20mA（電流型）

※測量精度：±3%

※互換精度：< 3%

※復(fù)測誤差：< 1%

※參數(shù)類型：土壤容積含水率

※測量原理：頻域（FDR）

土壤墑情檢測系統(tǒng)硬件參數(shù)

※工作電壓：5～12V(電壓型，典型值9V) 11～24V（電流型，典型值12V）

※靜態(tài)電流：約 30mA

※工作頻率：100MHZ

※響應(yīng)時(shí)間：< 1秒

※測量穩(wěn)定時(shí)間：2秒

※工作溫度范圍：-30℃～70℃

※測量區(qū)域：95%的影響在以中央探針為中心，直徑為7cm、高為7cm的圓柱體內(nèi)

土壤墑情檢測系統(tǒng)物理參數(shù)

※探針長度：6cm

※探針直徑：3mm

※探針材料：不銹鋼(抗電解)

※密封材料：環(huán)氧樹脂(黑色阻燃)

※電纜長度：標(biāo)配2米（三芯屏蔽線)

土壤墑情檢測系統(tǒng)功能說明

TM-100采用的是符合《土壤墑情監(jiān)測規(guī)范SL364-2006 中華人民共和國水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》的頻域法（FDR）技術(shù)，利用土壤中的水和其他介質(zhì)介電常數(shù)之間的差異及頻域法測試技術(shù)（Frequency Domain Measurements）研制的，具有快速、便捷和能連續(xù)觀測土壤含水量的優(yōu)點(diǎn)。該傳感器配制靈活、測量精度高、性能穩(wěn)定。安裝時(shí)不破壞土壤結(jié)構(gòu)，操作方便，可靠性高，維護(hù)及檢定極為方便，可以方便實(shí)現(xiàn)《土壤墑情監(jiān)測規(guī)范SL364-2006 中華人民共和國水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》的垂度1點(diǎn)法直至六點(diǎn)法，實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境監(jiān)測、土壤墑情采集、自動灌溉控制等系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)水分的長期動態(tài)連續(xù)監(jiān)測。

土壤墑情檢測系統(tǒng)安裝要點(diǎn)

1． 檢測時(shí)，將不銹鋼探針完全埋于土壤之中，如下圖所示。

土壤水份傳感器安裝示意圖

土壤墑情檢測系統(tǒng)采集器技術(shù)參數(shù)

·記錄容量：約524262條

·記錄間隔：1分鐘～100天連續(xù)可調(diào)

·通訊接口：USB2.0 [485/GPRS可選]

·防水等級：可防護(hù)潮濕環(huán)境及雨水沖刷，但禁止透水或用水浸泡！

·工作環(huán)境：-30℃～70℃(溫度低于-20℃時(shí)候建議采用保溫措施！)

·平均功耗：主機(jī)平均工作電流<0.1mA(電池供電:存儲間隔60秒！)

·電源供電：默認(rèn)配置6節(jié)電池供電，可定制交直流、蓄電池和太陽能供電。

·電池壽命：默認(rèn)采用干電池供電，續(xù)航能力3月-1年（間隔>10分、USB傳輸）

38AH蓄電池系統(tǒng)壽命可達(dá)二周(建議間隔大于10分鐘、GPRS無線無傳)。

土壤墑情檢測系統(tǒng)傳感器參數(shù)

·濕度1-12：范圍 0～80% 精度 ±3% 分辨率 0.01℃

土壤墑情檢測系統(tǒng)功能及特點(diǎn)

·本機(jī)體積小，操作簡單，性能可靠，記錄間隔可根據(jù)要求從1分鐘至100天任意設(shè)置。（但由于存儲器空間有限，間隔時(shí)間盡量設(shè)置在分鐘以上，設(shè)置后可在上位機(jī)軟件查看存儲信息，以確定這樣的間隔時(shí)間下可以存儲多長時(shí)間。）

·集數(shù)據(jù)采集、記錄于一體，全程跟蹤記錄，記錄時(shí)間長，斷電后數(shù)據(jù)不丟失。

·專業(yè)數(shù)據(jù)保護(hù)。具備低電量數(shù)據(jù)寫保護(hù)、存儲器故障檢測、存儲越界檢測、設(shè)備斷電識別、日期校正等功能，可以在多次斷電后最大限度地恢復(fù)歷史數(shù)據(jù)。

·整機(jī)功耗極小，具有高效的電源管理能力，可在直流電源適配器、五號電池、太陽能鉛酸蓄電池以及計(jì)算機(jī)USB接口等四路供電并存方式下工作。且主板硬件具備電源反接保護(hù)、直流電源過壓保護(hù)以及內(nèi)部過流、短路保護(hù)等功能。

·系統(tǒng)操作便捷，軟件界面簡潔明了，通過簡單步驟即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的主體功能。而其他諸如通訊端口識別等操作均由系統(tǒng)后臺自動完成，無須用戶手動干預(yù)。

·軟件功能強(qiáng)大，數(shù)據(jù)查看方便：隨時(shí)可以將采集器中的數(shù)據(jù)導(dǎo)出到計(jì)算機(jī)中，并可以存儲為EXCEL表格文件或文本文件，便于數(shù)據(jù)研究及檢查。另外軟件具有功能強(qiáng)大的圖表曲線顯示組件，可方便的查看曲線走勢及數(shù)據(jù)細(xì)節(jié)。

·采用高性能GPRS模塊，外置加長天線，數(shù)據(jù)傳輸可靠，配置485專用通訊線。

土壤墑情檢測系統(tǒng)太陽能供電系統(tǒng)

太陽能硅光電池板: 采用國際領(lǐng)先的生產(chǎn)技術(shù)和封裝工藝；精選優(yōu)質(zhì)進(jìn)口太陽能電池片制作，表面采用低鐵經(jīng)表面處理的鋼化玻璃，具有極高的透光率；

表面經(jīng)過減反射工藝處理，增大了光的吸收率；背面采用EVA封固，能有效抵抗潮氣和海水侵蝕,可穩(wěn)定工作20年以上。太陽能硅光電池板是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中最貴的部分，其作用是將太陽的光能轉(zhuǎn)換為電能，送往蓄電池中存儲起來，或推動負(fù)載工作。

蓄電池：免維護(hù)蓄電池，無需加電解液等，直接使用。其作用是在有光照時(shí)將太陽能電池板所發(fā)出的電能儲存起來，到需要的時(shí)候再釋放出來。

土壤墑情檢測系統(tǒng)GPRS無線傳輸系統(tǒng)

1、性能參數(shù)

·集成TCP/IP協(xié)議，全透明傳輸

·永遠(yuǎn)在線，自動重連

·數(shù)據(jù)100%可靠收發(fā)

·提供RS232/485接口

·6V-35V寬電壓范圍供電

·低功耗，在線待機(jī)電流<40mA

·優(yōu)化資源設(shè)計(jì)，具備超高性價(jià)比

2、參數(shù)及性能指標(biāo)

GPRS DTU是一款使用GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕K端設(shè)備。內(nèi)置工業(yè)級GPRS引擎和嵌入式處理器。支持PPP、TCP、UDP、ICMP等眾多復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和SOCKET標(biāo)準(zhǔn)，提供全透明數(shù)據(jù)傳輸和用戶自由控制傳輸兩種模式。同時(shí)支持點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)、設(shè)備間、設(shè)備與中心間等各種不同的通訊模式。用戶不用關(guān)心復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使用RS232/485/422接口，就可以進(jìn)行無線數(shù)據(jù)收發(fā)，讓你的設(shè)備能夠隨時(shí)隨地接入Internet。

選型：GSM或CDMA

3、系統(tǒng)架構(gòu)

基本功能增強(qiáng)功能內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧，針對無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化GPRS無線數(shù)據(jù)雙向傳輸，提供RS232/485接口符合ETSI GSM Phase 2 標(biāo)準(zhǔn)，支持自動心跳，保持永久在線支持圖形化參數(shù)配置、完善的自動重聯(lián)機(jī)制,強(qiáng)大的數(shù)據(jù)通道自恢復(fù)能力、支持DTU斷線告警、支持智能重連模式，大幅降低無效流量、支持中心為固定IP或動態(tài)域名、支持遠(yuǎn)程參數(shù)配置支持遠(yuǎn)程電話喚醒支持點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)、多點(diǎn)對多點(diǎn)對等 數(shù)據(jù)傳輸、支持通過串口進(jìn)行固件升級提供DTU在線/離線電平指示腳支持300-115200寬范圍波特率,支 持?jǐn)?shù)據(jù)位,奇偶校驗(yàn)位,停止位設(shè)置,支持硬件流控支持APN虛擬專網(wǎng)業(yè)務(wù)支持透明通信模式/控制通信模式/工業(yè)MODEM模式支持?jǐn)?shù)據(jù)中心PING操作

4、產(chǎn)品優(yōu)勢

硬件資源優(yōu)化設(shè)計(jì)，具備超高性價(jià)比、采用TCP滑動窗口技術(shù)，大幅提升數(shù)據(jù)傳輸效率數(shù)據(jù)100%可靠收發(fā)數(shù)據(jù)包全透明1:1真實(shí)轉(zhuǎn)換支持多數(shù)據(jù)中心，自動切換復(fù)合式看門狗技術(shù)，永不死機(jī)適應(yīng)低溫和高溫工作環(huán)境提供功能強(qiáng)大的二次開發(fā)平臺

5、技術(shù)參數(shù)

外型尺寸90mm * 63mm * 24mm

重量190g

6、工作環(huán)境

工作溫度-30°C～70°C

儲存溫度-40°C～85°C

濕度范圍0-95%，非冷凝

7、電源

電壓范圍DC6V～35V

標(biāo)準(zhǔn)電源DC12V/500mA

功耗通信平均電流160mA@12VDC

在線待機(jī)電流40mA@12VDC

8、接口

天線接口50Ω/SMA 陰頭

接收靈敏度-104dbm

SIM卡3V/5V，自動檢測

用戶數(shù)據(jù)接口DB9 RS-232/485

波特率300～115,200 bps

1、有線傳輸

2、無線傳輸

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

土壤墑情檢測系統(tǒng)簡介

系統(tǒng)供電為市電/太陽能電池供電可選，并備用后備電源，保證系統(tǒng)在陰雨天氣或市電故障下仍可正常工作。

土壤墑情檢測系統(tǒng)主要特點(diǎn)

· 適用最新墑情監(jiān)測規(guī)范SL 364-2006，根據(jù)用戶需求靈活配置，單個(gè)系統(tǒng)最多可對16個(gè)測量點(diǎn)實(shí)施監(jiān)測（垂向六點(diǎn)法同步檢測方式最多可檢測兩個(gè)采集點(diǎn)）；

· 穩(wěn)定可靠的高精度傳感器，實(shí)現(xiàn)土壤水分的精確測定；

· 強(qiáng)大的通信網(wǎng)絡(luò)接口：系統(tǒng)具有超強(qiáng)的通信能力，滿足不同需求（RS485，USB,GPRS，以太網(wǎng)任選其一）；

· 多種供電選配方案：提供交流、直流、太陽能等多種供電方式選擇；

· 可視化計(jì)算機(jī)軟件，可實(shí)時(shí)同步檢測多路測點(diǎn)墑情，專業(yè)化的數(shù)據(jù)處理能力，提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲、分析、報(bào)表、曲線等功能，方便的歷史數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)，數(shù)據(jù)可以存儲為EXCEL文件也可存儲為Access數(shù)據(jù)庫文件，方便用戶二次開發(fā)調(diào)用；

· 方便靈活的歷史記錄功能，數(shù)據(jù)采樣周期可自由設(shè)定（1分-100天連續(xù)可調(diào)），高性能FLASH芯片，支持500000萬條海量數(shù)據(jù)存儲；

· 方便的安裝及維護(hù)：適于我國各氣候區(qū)主要土壤類型，安裝方便，性能穩(wěn)定，可靠性高，方便維護(hù)；

土壤墑情儀器自動采集各作物的土壤水分，并將結(jié)果通過GPRS傳輸?shù)绞≈行姆?wù)器，中心數(shù)據(jù)按照統(tǒng)一的格式將土壤墑情數(shù)據(jù)存儲，監(jiān)控與預(yù)警中心按用戶的請求，從數(shù)據(jù)中心調(diào)用相應(yīng)的數(shù)據(jù)反饋給用戶，即墑情監(jiān)測數(shù)據(jù)、旱災(zāi)預(yù)警數(shù)據(jù)、走勢分析數(shù)據(jù)、報(bào)表分析數(shù)據(jù)、短信發(fā)布、信息發(fā)布、圖形預(yù)警信息。

功能亮點(diǎn)一：實(shí)現(xiàn)省級土壤墑情監(jiān)測數(shù)據(jù)的監(jiān)管

不同渠道獲得的信息可以在一個(gè)共同的平臺上進(jìn)行管理、分析，且各市、縣土壤墑情管理部門可在統(tǒng)一的土壤墑情監(jiān)控與預(yù)警信息平臺下實(shí)現(xiàn)信息互通，進(jìn)行具有針對性的分析研究。

功能亮點(diǎn)二：建立完善的信息發(fā)布

1．行業(yè)信息發(fā)布：農(nóng)業(yè)相關(guān)的行業(yè)資訊、國家政策、法律法規(guī)，以及省、市、縣相關(guān)的新聞資訊，形成與土壤墑情的數(shù)據(jù)庫，從而為省、市、縣提供相關(guān)的依據(jù)，建立一個(gè)信息交流平臺。

2．供求信息發(fā)布：與種植戶、農(nóng)戶建立信息交互的一個(gè)平臺?？蔀樽魑锾峁┕┣蟀l(fā)布的信息通道，進(jìn)行信息共享與宣傳推廣。

功能亮點(diǎn)三：建設(shè)及時(shí)的旱情預(yù)警與短信通知

土壤墑情監(jiān)控與預(yù)警信息平臺提供預(yù)警信息的發(fā)布及短信通知，各市、縣，各區(qū)域可將旱災(zāi)預(yù)警信息通過短信的方式發(fā)送到指定的區(qū)域監(jiān)管部門，也可將預(yù)警信息發(fā)送到其下屬部門與上屬部門或指定的農(nóng)戶。預(yù)警信息包括災(zāi)害名稱、影響區(qū)域、災(zāi)害程度及解決對策。

功能亮點(diǎn)四：圖形預(yù)警與災(zāi)情渲染

平臺將災(zāi)情按嚴(yán)重程度分為不同顏色，并在省級行政圖中以點(diǎn)的形式表示，只要一打開平臺的行政區(qū)域圖，即可直觀顯示省內(nèi)各區(qū)域的受災(zāi)情況如何。2100433B

墑，指土壤的濕度。墑情，指土壤濕度的情況。土壤濕度是土壤的干濕程度，即土壤的實(shí)際含水量，可用土壤含水量占烘干土重的百分?jǐn)?shù)表示：土壤含水量=水分重/烘干土重×100%。也可以土壤含水量相當(dāng)于田間持水量的百分比，或相對于飽和水量的百分比等相對含水量表示。

土壤水是植物吸收水分的主要來源（水培植物除外），另外植物也可以直接吸收少量落在葉片上的水分。土壤水的主要來源是降水和灌溉水，參與巖石圈-生物圈-大氣圈-圈-水圈的水分大循環(huán)。