唐山平升 土壤墒情监测系统（北京林业大学土壤墒情监测系统）

土壤墒情监测系统（北京林业大学土壤墒情监测系统）

   近期北京林业大学采购了唐山平升公司的土壤墒情监测系统，用于科研实验，采集到的数据给农业灌溉节水项目提供科学依据。

   我国农业灌溉用水量占全国总供水量的一半以上，所以农业灌溉节水是国家水资源管理的重中之重。农业灌溉节水：第一是要提高农民的节水意识；第二是要讲究科学灌溉，采用先进的技术，保证水资源效率最高，而土壤墒情是决定科学灌溉的重要因素。

   北京林业大学采购的监测系统均是采集土壤四层土壤墒情（温度、湿度），地表以下10cm为第一层；20cm为第二层；40cm为第三层；60cm为第四层；整个系统采用太阳能供电，土壤温湿度均为RS485接口，12V供电，通过平升终端机DATA-9201采集数据，本地显示，再通过CDMA网络发送至云平台，按照国家标准格式—《土壤墒情监测规范SL364-2006中华人民共和国水利行业标准》存储数据，方便后期系统扩容。

   系统框图：

   此系统运行稳定，得出的数据准确，完全满足科研实验要求，得到北京林业大学科员人员的一致认可。

   现场图片以及软件界面展示：

土壤墒情监测系统

一、概述

   土壤墒情监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。  

   土壤墒情监测系统能够全面、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、土壤墒情监测系统解决方案

1、系统构成

  土壤墒情监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、系统功能及特点

   土壤墒情监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。

3、系统主要硬件设备

（1）、土壤墒情监测终端

土壤墒情监测终端DATA-9201

◆ 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。

土壤墒情监测系统更多详情登陆唐山平升网站：www.data86.com