土壤墒情檢測系統

土壤墒情檢測系統能夠實現對土壤墒情（土壤濕度）的長時間連續監測。用戶可以根據監測需要，靈活布置土壤水分感測器；也可將感測器布置在不同的深度，測量剖面土壤水分情況。系統還提供了額外的擴展能力，DATA86土壤墒情檢測系統可根據監測需求增加對應感測器，監測土壤溫度、土壤電導率、土壤PH值、地下水水位、地下水水質以及空氣溫度、空氣濕度、光照強度、風速風向、雨量等信息，從而滿足系統功能升級的需要。

第一章 概 述

1、簡介

土壤墒情與旱情管理系統適用最新《土壤墒情監測規範SL364-2006 中華人民共和國水利行業標準》可靈活根據用戶需求提供穩定可靠的最佳監測系統，系統根據土壤墒情監測規範要求設計，不僅可實時監測墒情的最主要參數——土壤水分，還可根據用戶需求增加探頭，監測土壤溫度和土壤電導率，土壤PH值等 以及空氣溫度濕度，光照強度，風速風向，二氧化碳，雨量等信息，配套的軟體可根據用戶需要靈活設定墒情參數的採樣周期和存儲周期、巡測和召測數據及分析數據等功能。系統供電為市電/太陽能電池供電可選，並備用後備電源，保證系統在陰雨天氣或市電故障下仍可正常工作。

2、主要特點

· 適用最新墒情監測規範SL 364-2006，根據用戶需求靈活配置，單個系統最多可對16個測量點實施監測（垂向六點法同步檢測方式最多可檢測兩個採集點）；
· 穩定可靠的高精度感測器，實現土壤水分的精確測定；
· 強大的通信網路接口：系統具有超強的通信能力，滿足不同需求（RS485，USB,GPRS，乙太網任選其一）；
· 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；
· 可視化計算機軟體，可實時同步檢測多路測點墒情，專業化的數據處理能力，提供強大的數據存儲、分析、報表、曲線等功能，方便的歷史數據查詢系統，數據可以存儲為EXCEL檔案也可存儲為Access資料庫檔案，方便用戶二次開發調用；
· 方便靈活的歷史記錄功能，數據採樣周期可自由設定（1分-100天連續可調），高性能FLASH晶片，支持500000萬條海量數據存儲；
· 方便的安裝及維護：適於我國各氣候區主要土壤類型，安裝方便，性能穩定，可靠性高，方便維護；

第二章 系統結構

1、有線傳輸

土壤墒情有線傳輸系統

2、無線傳輸

土壤墒情檢測系統無線傳輸圖

系統結構圖

第三章YM-2000I

1.採集器技術參數

·記錄容量：約524262條
·記錄間隔：1分鐘～100天連續可調
·通訊接口：USB2.0 [485/GPRS可選]
·防水等級：可防護潮濕環境及雨水沖刷，但禁止透水或用水浸泡！
·工作環境：-30℃～70℃(溫度低於-20℃時候建議採用保溫措施！)
·平均功耗：主機平均工作電流<0.1mA(電池供電:存儲間隔60秒！)
·電源供電：默認配置6節電池供電，可定製交直流、蓄電池和太陽能供電。
·電池壽命：默認採用乾電池供電，續航能力3月-1年（間隔>10分、USB傳輸）
38AH蓄電池系統壽命可達二周(建議間隔大於10分鐘、GPRS無線無傳)。

2.感測器參數

·濕度1-12：範圍 0～80% 精度 ±3% 解析度 0.01℃

3.功能及特點

·本機體積小，操作簡單，性能可靠，記錄間隔可根據要求從1分鐘至100天任意設定。（但由於存儲器空間有限，間隔時間儘量設定在分鐘以上，設定後可在上位機軟體查看存儲信息，以確定這樣的間隔時間下可以存儲多長時間。）
·集數據採集、記錄於一體，全程跟蹤記錄，記錄時間長，斷電後數據不丟失。
·專業數據保護。具備低電量數據防寫、存儲器故障檢測、存儲越界檢測、設備斷電識別、日期校正等功能，可以在多次斷電後最大限度地恢復歷史數據。
·整機功耗極小，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算機USB接口等四路供電並存方式下工作。且主機板硬體具備電源反接保護、直流電源過壓保護以及內部過流、短路保護等功能。
·系統操作便捷，軟體界面簡潔明了，通過簡單步驟即可實現系統的主體功能。而其他諸如通訊連線埠識別等操作均由系統後台自動完成，無須用戶手動干預。
·軟體功能強大，數據查看方便：隨時可以將採集器中的數據導出到計算機中，並可以存儲為EXCEL表格檔案或文本檔案，便於數據研究及檢查。另外軟體具有功能強大的圖表曲線顯示組件，可方便的查看曲線走勢及數據細節。
·採用高性能GPRS模組，外置加長天線，數據傳輸可靠，配置485專用通訊線。

4、太陽能供電系統

太陽能矽光電池板: 採用國際領先的生產技術和封裝工藝；精選優質進口太陽能電池片製作，表面採用低鐵經表面

處理的鋼化玻璃，具有極高的透光率；
表面經過減反射工藝處理，增大了光的吸收率；背面採用EVA封固，能有效抵抗潮氣和海水侵蝕,可穩定工作20年以上。太陽能矽光電池板是太陽能發電系統中的核心部分，也是太陽能發電系統中最貴的部分，其作用是將太陽的光能轉換為電能，送往蓄電池中存儲起來，或推動負載工作。
蓄電池：免維護蓄電池，無需加電解液等，直接使用。其作用是在有光照時將太陽能電池板所發出的電能儲存起來，到需要的時候再釋放出來。5、GPRS無線傳輸系統

1、性能參數
·集成TCP/IP協定，全透明傳輸
·永遠線上，自動重連
·數據100%可靠收發
·提供RS232/485接口
·6V-35V寬電壓範圍供電
·低功耗，線上待機電流<40mA
·最佳化資源設計，具備超高性價比
2、參數及性能指標
GPRS DTU是一款使用GPRS網路進行無線數據傳輸的終端設備。內置工業級GPRS引擎和嵌入式處理器。支持PPP、TCP、UDP、ICMP等眾多複雜網路協定和SOCKET標準，提供全透明數據傳輸和用戶自由控制傳輸兩種模式。同時支持點對點、點對多點、設備間、設備與中心間等各種不同的通訊模式。用戶不用關心複雜的網路協定，使用RS232/485/422接口，就可以進行無線數據收發，讓你的設備能夠隨時隨地接入Internet。
選型：GSM或CDMA
3、系統架構
基本功能增強功能內置TCP/IP協定棧，針對無線網路最佳化GPRS無線數據雙向傳輸，提供RS232/485接口符合ETSI GSM Phase 2+標準，支持自動心跳，保持永久線上支持圖形化參數配置、完善的自動重在線上制,強大的數據通道自恢復能力、支持DTU斷線告警、支持智慧型重連模式，大幅降低無效流量、支持中心為固定IP或動態域名、支持遠程參數配置支持遠程電話喚醒支持點對點、點對多點、多點對多點對等 數據傳輸、支持通過串口進行固件升級提供DTU線上/離線電平指示腳支持300-115200寬範圍波特率,支 持數據位,奇偶校驗位,停止位設定,支持硬體流控支持APN虛擬專網業務支持透明通信模式/控制通信模式/工業MODEM模式支持數據中心PING操作
4、產品優勢
硬體資源最佳化設計，具備超高性價比、採用TCP滑動視窗技術，大幅提升數據傳輸效率數據100%可靠收發數據包全透明1:1真實轉換支持多數據中心，自動切換複合式看門狗技術，永不當機適應低溫和高溫工作環境提供功能強大的二次開發平台
5、技術參數
外型尺寸90mm * 63mm * 24mm
重量190g
6、工作環境
工作溫度-30°C～70°C
儲存溫度-40°C～85°C
濕度範圍0-95%，非冷凝
7、電源
電壓範圍DC6V～35V
標準電源DC12V/500mA
功耗通信平均電流160mA@12VDC
線上待機電流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
用戶數據接口DB9 RS-232/485
波特率300～115,200 bps

第四章土壤水份感測器

1、技術參數

※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%
※複測誤差：< 1%
※參數類型：土壤容積含水率
※測量原理：頻域（fdr）

2、硬體參數

※工作電壓：5～12V(電壓型，典型值9V) 11～24V（電流型，典型值12V）
※靜態電流：約 30mA
※工作頻率：100MHZ
※回響時間：< 1秒
※測量穩定時間：2秒
※工作溫度範圍：-30℃～70℃
※測量區域：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

3、物理參數

※探針長度：6cm
※探針直徑：3mm
※探針材料：不鏽鋼(抗電解)
※密封材料：環氧樹脂(黑色阻燃)
※電纜長度：標配2米（三芯禁止線)

4、功能說明

TM-100採用的是符合《土壤墒情監測規範SL364-2006 中華人民共和國水利行業標準》的頻域法（FDR）技術，利用土壤中的水和其他介質介電常數之間的差異及頻域法測試技術（Frequency Domain Measurements）研製的，具有快速、便捷和能連續觀測土壤含水量的優點。該感測器配製靈活、測量精度高、性能穩定。安裝時不破壞土壤結構，操作方便，可靠性高，維護及檢定極為方便，可以方便實現《土壤墒情監測規範SL364-2006 中華人民共和國水利行業標準》的垂度1點法直至六點法，實現溫室環境監測、土壤墒情採集、自動灌溉控制等系統集成，實現水分的長期動態連續監測。

5、安裝要點

1． 檢測時，將不鏽鋼探針完全埋於土壤之中，如下圖所示。

土壤水份感測器安裝示意圖

第五章上位機軟體

1、基本配置

CPU：1.07GHZ以上，記憶體128M以上，作業系統：Windows2000、WindowsXP ，安裝Excel2000或更更高版本。

2、軟體安裝

雙擊“setup.exe”檔案,程式自動運行，點擊下一步。直至出現許可證協定界面，選擇接受協定，點擊下一步。選擇安裝目錄，然後一直點擊下一步直到安裝完成。

3、軟體使用

1．將主機控制器線與上位機控制器線連線好，打開軟體。按下主控器傳送鍵，將數據傳送到上位機。界面上顯示所存儲測試項目數據的對應曲線如下圖。
2．數據上傳後，軟體界面正中會顯示相應參數的曲線圖，右下角表格里會顯示對應線上感測器項目、採樣時間間隔、總數據存儲量等信息。用滑鼠單擊表格內某行，圖型區就會單獨顯示相應參數的曲線圖。

軟體界面圖
1． 數據保存及圖譜複製
依次點“檔案”―>“數據保存”，將數據保存到Excel工作表中。
依次點“檔案”―>“複製圖譜”，可將當前圖型區內的曲線圖複製到系統剪下板上，用戶通過貼上選單或Ctrl+V快捷鍵貼上到Word等文檔當中。

第六章土壤墒情測法

1土壤含水量垂向測點的布設
土壤含水量垂向測點布設視觀測目的、水文地質條件及土層的厚度來確定觀測土層的深度、觀測點的數目。
垂向測點的數目可根據觀測區域的具體情況採用以下的方案。
測點數 測點深度（cm）
一點法 30
二點法 20、50
三點法 10、30、50
四點法 10、30、50、70
五點法 10、30、50、70、90
六點法 10、30、50、70、90、110