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土壤水分自动观测系统、自动土壤水分观测系统

  • 关键词:土壤水分自动观测系统,自动土壤水分观测系统
  • 作者:15303156225
  • 摘要:土壤水分自动观测系统能够实现对土壤墒情(土壤湿度)的长时间连续监测。用户可以根据监测需要,灵活布置土壤水分传感器;也可将传感器布置在不同的深度,测量剖面土壤水分情况。系统还提供了额外的扩展能力,可根据监测需求增加对应传感器,监测土壤温度、土壤电导率、土壤PH值、地下水水位、地下水水质以及空气温度、空气湿度、光照强度、风速风向、雨量等信息,从而满足系统功能升级的需要。

一、概述

  土壤水分自动观测系统能够实现对土壤墒情(土壤湿度)的长时间连续监测。用户可以根据监测需要,灵活布置土壤水分传感器;也可将传感器布置在不同的深度,测量剖面土壤水分情况。系统还提供了额外的扩展能力,可根据监测需求增加对应传感器,监测土壤温度、土壤电导率、土壤PH值、地下水水位、地下水水质以及空气温度、空气湿度、光照强度、风速风向、雨量等信息,从而满足系统功能升级的需要。  

  土壤水分自动观测系统能够全面、科学、真实地反映被监测区的土壤变化,可及时、准确地提供各监测点的土壤墒情状况,为减灾抗旱提供了重要的基础信息。




二、解决方案
1、系统构成

  土壤水分自动观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、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。
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。


2、系统拓扑图




3、系统功能及特点
  土壤水分自动观测系统可实现全天候不间断监测。现场远程监测设备自动采集土壤墒情实时数据,并利用GPRS无线网络实现数据远程传输;监控中心自动接收、自动存储各监测点的监测数据到数据库中。系统主要功能如下:
● 符合最新墒情监测规范SL 364-2006。
● 实时监测土壤水分,各监测点可灵活进行单路测量或多路剖面测量。
● 土壤水分超过预先设定的限值时,立刻上报告警信息。
● 可扩展土壤温度、电导率、PH值以及地下水参数、气象参数等监测功能。
● 数据采集、存储频率可灵活调整,可远程设置监测设备工作参数。
● 远程监测设备只在采集数据时才给传感器供电,一方面节约了能源,另一方面避免
了因长期供电导致土壤物理性质变化所形成的测量误差。
● 支持GPRS、短消息、局域网等多种通讯方式,推荐采用GPRS无线通讯。
● 可同时将监测数据上报至多个中心。
● 具备远程设备维护功能,可扩展远程拍照功能。
● 具备监测数据、报警数据的统计、分析功能,数据报表可导出、可打印输出。
● 监测系统软件具备GIS功能,可在地图上显示各监测点的详细分布位置。
● 监测系统软件支持通过OPC接口与其它系统对接。


4、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:


(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。


三、设备安装现场展示



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发布时间:2017年6月8日 15:34  人气:   审核编辑(王静)
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