一、功能概述

　　土壤墑情監(jiān)測(cè)是水資源循環(huán)規(guī)律研究、農(nóng)牧業(yè)節(jié)水灌溉控制和排澇抗旱救災(zāi)等信息收集的基礎(chǔ)工作。根據(jù)我***地理特點(diǎn)來(lái)說(shuō)，水資源地區(qū)差異明顯，南方多，北方少，東方多，西方少；從時(shí)間上來(lái)說(shuō)，大半的水是以汛期形式出現(xiàn)的，雨季容易出現(xiàn)洪澇災(zāi)害，而旱季非常旱，經(jīng)常造成大規(guī)模的旱災(zāi)。結(jié)合我***是水資源時(shí)空分布極不平衡的特點(diǎn)，為了提高水資源管理水平，掌握實(shí)時(shí)信息，科學(xué)指導(dǎo)抗旱救災(zāi)，建立一個(gè)現(xiàn)代化的服務(wù)于水利信息化建設(shè)的土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，提高水資源信息管理已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)水利行業(yè)的時(shí)勢(shì)所需。

二、系統(tǒng)特點(diǎn)

土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)固定站無(wú)人值守情況下的土壤墑情數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和無(wú)線傳輸，數(shù)據(jù)并在監(jiān)測(cè)中心自動(dòng)接收入庫(kù)；可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)在線監(jiān)測(cè)并實(shí)時(shí)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)有線、無(wú)線等傳輸方式將土壤墑情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)中心，生成報(bào)表，統(tǒng)計(jì)分析。同時(shí)監(jiān)測(cè)中心可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)工作人員能夠及時(shí)準(zhǔn)確地掌握監(jiān)測(cè)站的土壤狀況，從而更加全面、科學(xué)、真實(shí)地反映被監(jiān)測(cè)區(qū)的土壤變化情況，提供有效的減災(zāi)抗旱的土壤墑情信息。

三、系統(tǒng)組成

　　土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由監(jiān)測(cè)站和數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)中心組成，兩部分配合使用，共同組成旱情信息監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。該系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)，功能齊全，層次分明，接口簡(jiǎn)單，兼容性*，可擴(kuò)展性高。如圖所示：

1、監(jiān)測(cè)站：監(jiān)測(cè)站其安裝設(shè)備主要包括：土壤水分監(jiān)測(cè)儀、土壤水分傳感器、土壤溫度傳感器、電源及GSM/GPRS無(wú)線通訊控制器。實(shí)現(xiàn)固定地點(diǎn)多層土壤含水量數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和無(wú)線上傳。監(jiān)測(cè)站點(diǎn)也可擴(kuò)展為具有代表性的多要素旱情信息指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)站點(diǎn)，包括土壤水分、土壤溫度、土壤水勢(shì)、土壤鹽分、土壤熱通量、環(huán)境溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、降雨量、太陽(yáng)輻射等數(shù)據(jù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)傳送***監(jiān)測(cè)中心進(jìn)行綜合性試驗(yàn)分析。冬季土壤結(jié)凍期間仍可進(jìn)行觀測(cè)。

    A、土壤水分監(jiān)測(cè)儀１臺(tái)，***多可擴(kuò)展32路通道，通過(guò)土壤水分、溫度傳感器感應(yīng)土壤水分的變化情況。該監(jiān)測(cè)儀采用高性能微處理器為主控CPU，可根據(jù)設(shè)定時(shí)間間隔自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，具有大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，可連續(xù)存儲(chǔ)正點(diǎn)數(shù)據(jù)六個(gè)月以上，存儲(chǔ)時(shí)間可1～60分鐘自設(shè)定，工業(yè)控制標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，防震防雨結(jié)構(gòu)，適合在惡劣野外環(huán)境使用。大屏幕漢字液晶顯示屏（一屏顯示多路測(cè)量數(shù)據(jù)），輕觸薄膜按鍵，操作簡(jiǎn)單。具有停電保護(hù)功能，當(dāng)交流電停電后，由充電電池供電，可維持8小時(shí)以上不間斷監(jiān)測(cè)。

B、土壤水分傳感器、溫度傳感器各32支，測(cè)量精度高，響應(yīng)速度快，性能穩(wěn)定，安裝維護(hù)操作簡(jiǎn)便，密封防腐性能好，可長(zhǎng)期埋入土壤中使用?？蓾M足10cm、20cm、30cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm、100cm、150cm、200cm共12層不同深度的測(cè)定。

性能指標(biāo)如下：

測(cè)量參數(shù)：

1.土壤容積含水量；

單    位：%（m3/m3）

量    程：0～100%（m3/m3）

精    度：0～50%（m3/m3）范圍內(nèi)為±2%（m3/m3）

測(cè)量區(qū)域：90%的影響在圍繞中央探針的直徑3cm、長(zhǎng)為6cm的圓柱體內(nèi)

穩(wěn)定時(shí)間：通電后約1秒

響應(yīng)時(shí)間：響應(yīng)在1秒內(nèi)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)過(guò)程

工作電壓：12V～24V DC；（或5VDC）

輸出信號(hào)：4～20mA標(biāo)準(zhǔn)電流環(huán)；（或0～2.5V）

工作電流：50～70mA，典型值50mA

密封材料：ABS工程塑料

探針材質(zhì)：銅質(zhì)或不銹鋼

電纜長(zhǎng)度：標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度5米

遙測(cè)距離：小于1000米

2.土壤溫度傳感器參數(shù)：

單    位：℃（m3/m3）

量    程：-50～+80℃

精    度：±0.2℃

分 辨 率：0.1℃

3.土壤熱通量傳感器

單    位： W/㎡

量    程：-500 W/㎡～+500 W/㎡

精    度：<5%

分 辨 率：1W/㎡

4.土壤電導(dǎo)率傳感器

測(cè)量范圍：0~20.00mS/cm；

測(cè)試精度：<5%；

工作環(huán)境：-10~50°C；

供電電壓：DC 12V；

信號(hào)輸出：DC 4~20mA；

    Ｃ、電源系統(tǒng)１套，各監(jiān)測(cè)站點(diǎn)除了可支持市電（交流220Ｖ）外，也可以配備太陽(yáng)能供電系統(tǒng)進(jìn)對(duì)整套儀器進(jìn)行供電，由太陽(yáng)能電池板直接為蓄電池組進(jìn)行供電儲(chǔ)電，可循環(huán)使用，以適用于無(wú)電地區(qū)長(zhǎng)期觀測(cè)。

    Ｄ、通訊系統(tǒng)１套：該系統(tǒng)支持有線（標(biāo)準(zhǔn)RS232/RS485/RJ45通訊接口）和無(wú)線（GSM/GPRS/CDMA）兩種通訊方式。有線通訊方式，增加驅(qū)動(dòng)器后距離可達(dá)1000米，實(shí)時(shí)傳送采集數(shù)據(jù)；無(wú)線通訊方式，系統(tǒng)配置無(wú)線通訊控制器后可實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)中心對(duì)各監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，系統(tǒng)采用信號(hào)良好、覆蓋率高、支持短信和IP協(xié)議的GSM/GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，不受距離限制，數(shù)據(jù)傳輸可靠。

2、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)中心１套，主要配置土壤墑情數(shù)據(jù)接收計(jì)算機(jī)和土壤墑情數(shù)據(jù)接收管理軟件各一套，Windows2000以上系統(tǒng)環(huán)境即可運(yùn)行，實(shí)時(shí)顯示各監(jiān)測(cè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)，每隔10秒更新一次，并可對(duì)各監(jiān)測(cè)站點(diǎn)下發(fā)指令或設(shè)置參數(shù)，也可定時(shí)收取各監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式為EXCEL或PDF標(biāo)準(zhǔn)格式,可供其它軟件調(diào)用，與打印機(jī)相連可自動(dòng)打印數(shù)據(jù)。在電子地圖上顯示出相應(yīng)位置的土壤含水率等信息。實(shí)現(xiàn)了對(duì)監(jiān)測(cè)站數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)集中管理、遠(yuǎn)程控制、站點(diǎn)信息管理等功能，可實(shí)現(xiàn)Web發(fā)布，查詢、統(tǒng)計(jì)分析、決策支持等信息自動(dòng)化管理。