立天华辰土壤墒情监测系统———立天华辰土壤墒情监测系统

［编辑简介］：本文介绍了由立天华辰公司提供的服务于水利信息化建设的土壤墒情监测系统，该系统由土壤水分监测仪、土壤水分传感器、电源及GSM/GPRS无线通讯控制器等组成，可实现固定站无人值守情况下的土壤墒情数据的自动采集和无线传输，叙述了系统构成情况并给出土壤水分传感器的技术参数。［摘要］：立天华辰公司研发生产的土壤墒情监测系统是一套以在线自动分析仪器为核心，运用现代自动监测技术、计算机系统分析软件和通讯网络所组成的一个综合性的在线自动监测系统。［关键词］：土壤墒情 监测系统 监测仪 GSM/GPRS　　
  一、功能概述
　　土壤墒情监测是水资源循环规律研究、农牧业节水灌溉控制和排涝抗旱救灾等信息收集的基础工作。根据我国地理特点来说，水资源地区差异明显，南方多，北方少，东方多，西方少；从时间上来说，大半的水是以汛期形式出现的，雨季容易出现洪涝灾害，而旱季非常旱，经常造成大规模的旱灾。结合我国是水资源时空分布极不平衡的特点，为了提高水资源管理水平，掌握实时信息，科学指导抗旱救灾，建立一套现代化的服务于水利信息化建设的土壤墒情监测系统，提高水资源信息管理已经成为农业水利行业的时势所需。
  
        立天华辰公司研发生产的土壤墒情监测系统是一套以在线自动分析仪器为核心，运用现代自动监测技术、计算机系统分析软件和通讯网络所组成的一个综合性的在线自动监测系统。对土壤墒情的发生、发展及变化进行实时的监视和分析，为开展排涝抗旱工作提供信息依据。
  
二、系统特点
      土壤墒情监测系统主要实现固定站无人值守情况下的土壤墒情数据的自动采集和无线传输，数据并在监测中心自动接收入库；可以实现24小时连续在线监测并实时将监测数据，通过有线、无线等传输方式将土壤墒情监测数据实时传输到监测中心，生成报表，统计分析。同时监测中心可以对现场监测设备进行远程控制，实现工作人员能够及时准确地掌握监测站的土壤状况，从而更加全面、科学、真实地反映被监测区的土壤变化情况，提供有效的减灾抗旱的土壤墒情信息。

          土壤墒情监测系统主要由监测站和数据监测中心组成，两部分配合使用，共同组成旱情信息监测网络。该系统模块化设计，功能齐全，层次分明，接口简单，兼容性极强，可扩展性高。如图所示：

1、监测站：监测站其安装设备主要包括：土壤水分监测仪、土壤水分传感器、电源及GSM/GPRS无线通讯控制器。实现固定地点多层土壤含水量数据的自动采集和无线上传。监测站点也可扩展为具有代表性的多要素旱情信息指标的实验站点，包括土壤水分、土壤温度、土壤水势、土壤盐分、土壤热通量、环境温度、相对湿度、风向、风速、降雨量、太阳辐射等数据，通过网络把数据传送至监测中心 进行综合性试验分析。冬季土壤结冻期间仍可进行观测。
   
  
  A、 土壤水分监测仪１台，通过土壤水分传感器感应土壤水分的变化情况。该监测仪采用高性能微处理器为主控CPU，可根据设定时间间隔自动采集数据，具有大容量数据存储器，可连续存储正点数据六个月以上，存储时间可1～60分钟自设定，工业控制标准设计，防震防雨结构，适合在恶劣野外环境使用。大屏幕汉字液晶显示屏（一屏显示多路测量数据），轻触薄膜按键，操作简单。具有停电保护功能，当交流电停电后，由充电电池供电，可维持8小时以上不间断监测。
  
B、 土壤水分传感器１２支，测量精度高，响应速度快，性能稳定，安装维护操作简便，密封防腐性能好，可长期埋入土壤中使用。可满足10cm、20cm、30cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm、100cm、150cm、200cm共12层不同深度的测定。性能指标如下：
  测量参数：土壤容积含水量；
单 位：%（m3/m3）
量 程：0～100%（m3/m3）
精 度：0～50%（m3/m3）范围内为±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；（或5VDC）
输出信号：4～20mA标准电流环；（或0～2.5V）
工作电流：50～70mA，典型值50mA
密封材料：ABS工程塑料
探针材质：铜质或不锈钢
电缆长度：标准长度5米
遥测距离：小于1000米
  
C、 电源系统１套，各监测站点除了可支持市电（交流220Ｖ）外，也可以配备太阳能供电系统进对整套仪器进行供电，由太阳能电池板直接为蓄电池组进行供电储电，可循环使用，以适用于无电地区长期观测。
  
D、 通讯系统１套：该系统支持有线（标准RS232/RS485/RJ45通讯接口）和无线（GSM/GPRS/CDMA）两种通讯方式。有线通讯方式，增加驱动器后距离可达1000米，实时传送采集数据；无线通讯方式，系统配置无线通讯控制器后可实现监测中心对各监测站点的远程实时监控，系统采用信号良好、覆盖率高、支持短信和IP协议的GSM/GPRS/CDMA网络通讯技术，不受距离限制，数据传输可靠。
  
E、 数据监测中心１套，主要配置土壤墒情数据接收计算机和土壤墒情数据接收管理软件各一套，Windows2000以上系统环境即可运行，实时显示各监测站点数据，每隔10秒更新一次，并可对各监测站点下发指令或设置参数，也可定时收取各监测站点的数据，数据存储格式为EXCEL或PDF标准格式,可供其它软件调用，与打印机相连可自动打印数据。在电子地图上显示出相应位置的土壤含水率等信息。实现了对监测站数据实时监测、数据集中管理、远程控制、站点信息管理等功能，可实现Web发布查询、统计分析、决策支持等信息自动化管理。