PJ-TSQ100土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng) 高標準農(nóng)田耕地質(zhì)量監(jiān)測點

一、儀器簡介：

土壤墑情監(jiān)測站是一款集土壤溫濕度采集、存儲、傳輸和管理于一體的土壤墑情自動監(jiān)測系統(tǒng)。整機由多通道數(shù)據(jù)采集儀、土壤水分傳感器、土壤溫度傳感器等氣象傳感器和軟件平臺組成。

多通道數(shù)據(jù)采集儀配置4支土壤溫度或土壤濕度傳感器，可連續(xù)測量不同土層的土壤溫濕度情況；配備的土壤水分傳感器符合《中華人民共和國水利行業(yè)標準SL364-2006土壤墑情監(jiān)測規(guī)范》的TDR（時域反射法）技術(shù)標準，便于土壤現(xiàn)場標定測量；土壤溫度和濕度傳感器采用高精度進口傳感器芯片，測量精度高、穩(wěn)定性好；功能強大的土壤墑情計算機中心軟件可同步處理多個墑情站點的數(shù)據(jù)，輕松實現(xiàn)墑情站點之間的組網(wǎng)管理。

二、系統(tǒng)優(yōu)勢：

三、系統(tǒng)拓撲圖：

四、系統(tǒng)配置：

1、墑情自動監(jiān)測系統(tǒng)主要是針對土壤水分含量和土壤溫度進行監(jiān)測，通過墑情傳感器和溫度傳感器測量土壤的體積含水量（VWC）和溫度值。同時，可以根據(jù)用戶的需求，該系統(tǒng)可以擴展配置空氣溫濕度、土壤電導率、太陽輻射、二氧化碳等氣象傳感器。

2、監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)一由自動監(jiān)測站發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺，數(shù)據(jù)按照統(tǒng)一的格式進行存儲，通過圖表格式直觀展現(xiàn)給用戶。

3、可擴展開發(fā)旱情預(yù)測預(yù)報、灌區(qū)優(yōu)化配水、節(jié)水灌溉等功能，更大程度挖掘墑情數(shù)據(jù)信息價值；

4.可以拓展開發(fā)苗情旱情監(jiān)測系統(tǒng)，以對田間苗情、災(zāi)情實現(xiàn)自動監(jiān)測，使管理人員可以遠程關(guān)注作物生長狀況，根據(jù)作物在不同生長周期的需求，指導灌溉、施肥、噴藥等措施。

五、系統(tǒng)配置：

數(shù)據(jù)采集器 多通道數(shù)據(jù)采集儀

傳感器 1、土壤水分傳感器   4個

測量范圍：0~100%（M3/M3）、精度：±3%、分辨率：0.1%  

2、土壤溫度傳感器   4個

測量范圍：-50~80℃、準確度：±0.3℃、分辨率：0.1℃

通訊方式 1、無線：GPRS（移動、電信）

供電方式 1、太陽能+蓄電池電源供電

其它可選組合 安裝支架

一、土壤溫度傳感器功能特點

1、溫度采用專業(yè)恒溫槽標定（一般廠家無專業(yè)標定設(shè)備、即使傳感器精度高，但集成變送后，精度、穩(wěn)定性仍會降低）

2、濕度采用進口高精度工業(yè)芯片

3、一體化設(shè)計，擴展性強，可同時選配測量溫度、濕度、氣壓等要素.

4、可擴展無線功能，安裝簡單、節(jié)省布線的人工、材料成本.

5、防輻射罩設(shè)計，保護傳感器免受強風、雨、雪等惡劣環(huán)境的影響，以及防止輻射等因素的干擾，使傳感器可真實地感應(yīng)外界環(huán)境變化.

二、土壤濕度傳感器功能特點

1、土濕傳感器采用《農(nóng)業(yè)氣象觀測規(guī)范》中烘干法標定

2、土濕傳感器采用4探針環(huán)形結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以測量環(huán)形內(nèi)的面積，測量面積大、穩(wěn)定性高（區(qū)別于3探針扁形結(jié)構(gòu)、只能測量條形區(qū)域，探針測點少，穩(wěn)定性差）

3、土濕傳感器采用ABS工程塑料，抗壓強度高，可直接應(yīng)用于鹽堿土壤等惡劣環(huán)境（區(qū)別于成本低、抗沖擊性差的環(huán)保PVC塑料）

4、采用遠距離485通訊，無外置變送設(shè)備，方便穿管預(yù)埋、同時抗干擾能力大大加強（解決了傳感器485通訊需要外置變送，不方便穿管走線的困境）

5、可選配土濕、土溫一化化傳感器，方便預(yù)埋、布線，節(jié)省布線材料、人工成本，同時方便實現(xiàn)氣象觀測規(guī)范中的分層預(yù)埋要求.

三、氣象數(shù)據(jù)采集儀

采用新一代ARM內(nèi)核 32位處理器，具有快速運算能力，搭載12位A/D采樣轉(zhuǎn)換模塊和高精度元器件，配合溫度補償、精度修正技術(shù)，使數(shù)據(jù)采集變的更加準確。

1、擴展性強，可擴展16路模擬/計數(shù)通道、16路數(shù)字I/O通道、4路串口、 1路CAN總線接口、1路U盤存儲接口

2、采用工業(yè)標準設(shè)計、科研采集儀，適合于各種端環(huán)境條件.

3、兼容性強，可集成各類傳感器

4、支持LED單色屏及彩色觸摸屏擴展

5、支持遠程開關(guān)控制功能擴展

6、支持遠程應(yīng)用程序更新，程序更改、升，無需返廠

7、支持時間校準功能

8、支持WIFI、以太網(wǎng)、ZIGBEE、光纖、GPRS、衛(wèi)星等多種通訊方式

9、支持XPH、標準MODBUS雙協(xié)議切換；方便用戶二次開發(fā)

10、采樣頻率：0.5s/次

11、工作電壓：8V~40V或AC220V

12、顯示形式：圖形點陣液晶 192X64

13、內(nèi)置存儲：非易失性內(nèi)存，可擴展32Mbit.

14、擴展存儲：U盤存儲2G

15、傳感器通道：16路

16、通訊接口：標準RS232、RS485、USB端口

17、通訊波特率：9600bps

18、尺寸：260mm×185mm×80mm

四、 GPRS模塊

1、支持雙頻GSM/GPRS

2、支持使用STK卡

3、符合ETSI GSM Phase 2+標準

4、符合SMG31bis技術(shù)規(guī)范

5、支持虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)

6、支持透明數(shù)據(jù)傳輸與協(xié)議轉(zhuǎn)換

7、支持動態(tài)數(shù)據(jù)中心域名和IP地址

8、支持圖形界面遠程配置與維護

9、采用電磁兼容設(shè)計，適合電磁環(huán)境惡劣和要求較高的應(yīng)用需求

10、采用先進電源技術(shù)，供電電源適應(yīng)范圍寬，設(shè)備穩(wěn)定性高

五、 太陽能、市電雙電源供電系統(tǒng)：

1、支持過度沖電保護功能；

2、支持深度放電保護、負載過載、短路保護功能；

3、支持放電保護功能，低電壓自動切斷功能；

4、可根據(jù)蓄電池充電特性，自動調(diào)節(jié)蓄電池充電電壓。

墑情監(jiān)測3.0軟件平臺

1、系統(tǒng)基于TCP/IP協(xié)議和C/S結(jié)構(gòu)設(shè)計，可在2003、xp、win7、win8等系統(tǒng)下穩(wěn)定運行.

2、支持開機啟動、定時關(guān)機，實現(xiàn)軟件自動化管理

3、支持日志記錄功能，記錄所有操作記錄.

4、二次開發(fā)：支持Access/SQL Server 2000 、2005 、2008等數(shù)據(jù)庫存儲，方便用戶其它軟件在數(shù)據(jù)庫中調(diào)用氣象站數(shù)據(jù).

5、數(shù)據(jù)查詢功能：支持任意時間段的各類實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)的查詢、導出、打印功能.

6、數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能：支持單要素統(tǒng)計功能：可按年、季、月、日、小時、10分鐘或任意時間段進行單要素大值、小值、平均值的統(tǒng)計.

7、數(shù)據(jù)圖表功能：支持全日氣象記錄曲線功能、數(shù)據(jù)波形圖圖等功能

8、實時數(shù)據(jù)功能：在實時數(shù)據(jù)窗口可以下載查看實時的氣象站數(shù)據(jù)；并且可以將數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中。

9、歷史數(shù)據(jù)功能：在歷史數(shù)據(jù)窗口可以下載查看采集儀存儲的歷史數(shù)據(jù)；并且可以將數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中。

10、定時刷新功能：如果需要定時自動下載數(shù)據(jù)，設(shè)定定時刷新周期并且選擇定時刷新，則可以按照設(shè)定周期自動下載數(shù)據(jù)。

11、支持遠程控制手動、自動控制各項設(shè)備開關(guān)功能

12、支持通過網(wǎng)頁進行數(shù)據(jù)瀏覽功能.

軟件物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺

實時采集數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)展現(xiàn)

歷史數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析對比圖形展示

六、選址原則

1、測站位置

1、墑情監(jiān)測站（點）應(yīng)具有代表性，能夠代表主要作物和所在區(qū)域的典型土壤，采集的指標能夠反映當?shù)貙嶋H情況。

2、應(yīng)根據(jù)當?shù)氐耐寥李愋汀⒎N植結(jié)構(gòu)和地形地貌條件，綜合確定墑情監(jiān)測站（點）的布設(shè)。因此，原則上應(yīng)選取區(qū)域內(nèi)種植作物和土壤類別代表面積大的代表性地塊，土壤和地形條件變化大的地區(qū)，還應(yīng)考慮地形地貌條件和信息傳輸?shù)男盘栆�求，盡量選取地形平坦的代表性地塊。

3、監(jiān)測設(shè)施需設(shè)置在具有代表性地塊的一側(cè)，以減少對耕作的影響；傳感器需設(shè)置在耕作區(qū)的土層里，其周圍應(yīng)設(shè)立相應(yīng)的地面標志或簡易保護欄桿，防止耕種時碰撞、破壞，但不能設(shè)置圍墻或?qū)嶓w圍欄，避免埋設(shè)儀器所在的地塊與周圍地塊相隔離而失去代表性。

4、選擇在GSM/GPRS 等信號強、能夠正常地準確發(fā)送數(shù)據(jù)短信信息的地塊建站。

5、墑情監(jiān)測站的選擇和建設(shè)，可考慮放在雨養(yǎng)旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，避開水田灌區(qū)建站。

6、站址應(yīng)遠離樹林、高大建筑物、道路（鐵路）、河流、水庫和大型渠道200m 以上。

2、安裝位置選擇

墑情監(jiān)測的代表性地塊應(yīng)根據(jù)其地貌、土壤、氣象和水文地質(zhì)條件以及種植作物的代表性選定。按照《土壤墑情監(jiān)測規(guī)范》有關(guān)要求：

監(jiān)測站（點）應(yīng)布置在距代表性地塊邊緣、路邊10m 以上且平整的地塊，應(yīng)避開低洼易積水的地方，且同溝漕和供水渠道保持20m 以上的距離，避免溝渠水側(cè)滲對土壤含水量產(chǎn)生影響。

山丘區(qū)代表性地塊，其面積應(yīng)大于1 畝，并應(yīng)設(shè)在坡面比降較小而面積較大的地塊中，不應(yīng)設(shè)在溝底和坡度大的地塊；平原區(qū)代表性地塊，其面積應(yīng)大于10 畝，并設(shè)在平整且不易積水的地塊。為保持墑情監(jiān)測資料的一致性和連續(xù)性，監(jiān)測位置應(yīng)相對穩(wěn)定，一經(jīng)確定不得隨意改變。