土壤水分监测，GPRS无线远程监控系统

一、概述
为了提高农牧业干旱管理水平，快速掌握土地干旱动态，避免或减少干旱造成的损失，逐步建立广覆盖的土壤墒情监测，GPRS无线远程监测系统已成为相应管理部门的重要工作之一。
土壤墒情监测，GPRS无线远程监测系统可以实现对土壤墒情(土壤湿度)的长期连续监测。用户可以根据监测需要灵活布置土壤湿度传感器；传感器也可以布置在不同的深度，以测量剖面土壤湿度。系统还提供了额外的扩展能力，可以根据监测需求添加相应的传感器，监测土壤温度、土壤电导率、土壤PH值、地下水位、地下水质量、气温、空气湿度、光照强度、风速风向、降雨量等信息，以满足系统功能升级的需要。
土壤墒情监测，GPRS无线远程监测系统能够全面、科学、真实地反映监测区域的土壤变化情况，及时、准确地提供各监测点的土壤墒情状况信息，为减灾抗旱提供重要的基础信息。

二。解决方案
1。系统组成
土壤墒情监测系统主要由监测中心、通信网络、远程监测设备和土壤墒情检测设备四部分组成。
监控中心:
硬件主要由服务器、电脑、交换机、打印机等组成。
软件主要由操作系统软件、数据库软件和土壤墒情监测系统软件组成。
通信平台:
包括中国移动GPRS网络和互联网公网。
系统拟采用公网专线的组网方式，监控中心应有固定的IP地址，可以接入外网。
远程监测设备:
远程监测设备根据电源类型可分为市电供电的土壤墒情监测终端、太阳能供电的土壤墒情监测终端和电池供电的土壤墒情监测终端。
鉴于土壤墒情监测点分布分散、布线困难的特点，建议选择太阳能供电的土壤墒情监测终端。
土壤水分检测设备:
根据监测要求，可采用一路土壤水分传感器实现单点水分检测；也可以采用多路土壤水分传感器，传感器布置在不同深度，实现监测点的剖面土壤水分检测。
2。系统拓扑图

[br/]3。系统功能和特点
土壤墒情监测系统可实现全天候连续监测。现场远程监控设备自动采集土壤墒情实时数据，利用GPRS无线网络实现远程数据传输；监控中心自动接收并自动将各监控点的监控数据存入数据库。系统的主要功能如下:
●符合新的水分监测标准SL 364-2006。
●实时监测土壤水分，每个监测点可灵活进行单通道测量或多通道剖面测量。
●当土壤湿度超过预设限值时，立即上报报警信息。
●可以扩展土壤温度、电导率、PH值、地下水参数、气象参数的监测功能。
●数据采集和存储的频率可以灵活调整，监控设备的工作参数可以远程设置。
●远程监测设备在采集数据时只给传感器供电，一方面节约了能源，另一方面避免了长时间供电引起的土壤物理性质变化带来的测量误差。
●支持GPRS、短信、局域网等多种通信方式，推荐GPRS无线通信。
●监控数据可以同时上报给多个中心。
●具有远程设备维护功能，可扩展远程拍照功能。
●具有监测数据和报警数据的统计分析功能，可以导出和打印数据报表。
●监控系统软件具有GIS功能，可以在地图上显示每个监控点的详细分布位置。
●监控系统软件支持通过OPC接口与其他系统接口。
4。系统主要硬件设备

(1)及土壤墒情监测终端
◆安装方式:立杆安装或壁挂安装。
◆供电方式:太阳能供电。
◆传感器电源电压:10~30V。
◆与监控中心的通信:GPRS。
◆数据上报方式:实时上报。
◆核心产品:
监控终端中选择DATA-6311低功耗测控终端作为核心产品。该产品集数据采集、显示、传输和存储功能于一体，采用低功耗设计，特别适用于太阳能供电的监控场所，可大大降低太阳能供电成本和施工难度。

产品特点
1。数据采集与传输一体化设计。
2。GPRS实时在线功耗低，在线平均电流≤10mA。
3。可以选择水文、水资源等多种数据传输协议。
4。支持各种组态软件，支持用户开发自己的软件系统。
技术参数
硬件配置:6个PI，4个DI，4个AI，3个DO，2个串口。
存储容量:4M。
电源:10V~30V DC。
功耗:待机电流< < 0.1ma/12V；；
在线电流≤6ma/12v；
传输电流≤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:145 x 100 x 65mm。
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可以直接、稳定地反映各种土壤的真实含水量。土壤水分传感器可以测量土壤水分的体积百分比，与土壤本身的机理无关。这是目前国际上流行的一种测量土壤湿度的方法。土壤水分传感器是一种测量土壤水分的高精度、高灵敏度传感器。
性能指标:
测量参数:土壤的体积含水量。
个位数:%(m3/m3)。
范围:0 ~ 100% (m3/m3)。
精度:2% (m3/m3)。
测量区域:90%的影响在中心探头周围直径3cm、长6cm的圆柱体内。
稳定时间:开机后约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标准电流回路。
密封材料:ABS工程塑料。
探头材料: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稳定性高，安装维护方便。
②支撑材料为环氧树脂，保证了强度和使用寿命。
③密封性能好，可长时间埋入土中不腐蚀。
④采用标准电流环传输技术，使其抗干扰能力强，传输距离远，测量精度高，响应速度快。
⑤受土壤质量影响小，适用范围广，适合我国国情。
三。设备安装现场展示

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