一、功能概述
土壤墑情監(jiān)測是水資源循環(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)我國地理特點來說，水資源地區(qū)差異明顯，南方多，北方少，東方多，西方少；從時間上來說，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)合我國是水資源時空分布極不平衡的特點，為了提高水資源管理水平，掌握實時信息，科學(xué)指導(dǎo)抗旱救災(zāi)，建立一套現(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)的時勢所需。
立天華辰公司研發(fā)生產(chǎn)的土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)是一套以在線自動分析儀器為核心，運用現(xiàn)代自動監(jiān)測技術(shù)、計算機系統(tǒng)分析軟件和通訊網(wǎng)絡(luò)所組成的一個綜合性的在線自動監(jiān)測系統(tǒng)。對土壤墑情的發(fā)生、發(fā)展及變化進(jìn)行實時的監(jiān)視和分析，為開展排澇抗旱工作提供信息依據(jù)。
二、系統(tǒng)特點
土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)主要實現(xiàn)固定站無人值守情況下的土壤墑情數(shù)據(jù)的自動采集和無線傳輸，數(shù)據(jù)并在監(jiān)測中心自動接收入庫；可以實現(xiàn)24小時連續(xù)在線監(jiān)測并實時將監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過有線、無線等傳輸方式將土壤墑情監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)奖O(jiān)測中心，生成報表，統(tǒng)計分析。同時監(jiān)測中心可以對現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，實現(xiàn)工作人員能夠及時準(zhǔn)確地掌握監(jiān)測站的土壤狀況，從而更加全面、科學(xué)、真實地反映被監(jiān)測區(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。
土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)主要由監(jiān)測站和數(shù)據(jù)監(jiān)測中心組成，兩部分配合使用，共同組成旱情信息監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。該系統(tǒng)模塊化設(shè)計，功能齊全，層次分明，接口簡單，兼容性極強，可擴展性高。如圖所示：
1、監(jiān)測站：監(jiān)測站其安裝設(shè)備主要包括：土壤水分監(jiān)測儀、土壤水分傳感器、電源及GSM/GPRS無線通訊控制器。實現(xiàn)固定地點多層土壤含水量數(shù)據(jù)的自動采集和無線上傳。監(jiān)測站點也可擴展為具有代表性的多要素旱情信息指標(biāo)的實驗站點，包括土壤水分、土壤溫度、土壤水勢、土壤鹽分、土壤熱通量、環(huán)境溫度、相對濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、降雨量、太陽輻射等數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)測中心 進(jìn)行綜合性試驗分析。冬季土壤結(jié)凍期間仍可進(jìn)行觀測。
A、 土壤水分監(jiān)測儀１臺，通過土壤水分傳感器感應(yīng)土壤水分的變化情況。該監(jiān)測儀采用高性能微處理器為主控CPU，可根據(jù)設(shè)定時間間隔自動采集數(shù)據(jù)，具有大容量數(shù)據(jù)存儲器，可連續(xù)存儲正點數(shù)據(jù)六個月以上，存儲時間可1～60分鐘自設(shè)定，工業(yè)控制標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，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（一屏顯示多路測量數(shù)據(jù)），輕觸薄膜按鍵，操作簡單。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小時以上不間斷監(jiān)測。
B、 土壤水分傳感器１２支，測量精度高，響應(yīng)速度快，性能穩(wěn)定，安裝維護(hù)操作簡便，密封防腐性能好，可長期埋入土壤中使用?？蓾M足10cm、20cm、30cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm、100cm、150cm、200cm共12層不同深度的測定。性能指標(biāo)如下：
測量參數(shù)：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）
測量區(qū)域：90%的影響在圍繞中央探針的直徑3cm、長為6cm的圓柱體內(nèi)
穩(wěn)定時間：通電后約1秒
響應(yīng)時間：響應(yīng)在1秒內(nèi)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)過程
工作電壓：12V～24V DC；（或5VDC）
輸出信號：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
電纜長度：標(biāo)準(zhǔn)長度5米
遙測距離：小于1000米
C、 電源系統(tǒng)１套，各監(jiān)測站點除了可支持市電（交流220Ｖ）外，也可以配備太陽能供電系統(tǒng)進(jìn)對整套儀器進(jìn)行供電，由太陽能電池板直接為蓄電池組進(jìn)行供電儲電，可循環(huán)使用，以適用于無電地區(qū)長期觀測。
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）和無線（GSM/GPRS/CDMA）兩種通訊方式。有線通訊方式，增加驅(qū)動器后距離可達(dá)1000米，實時傳送采集數(shù)據(jù)；無線通訊方式，系統(tǒng)配置無線通訊控制器后可實現(xiàn)監(jiān)測中心對各監(jiān)測站點的遠(yuǎn)程實時監(jiān)控，系統(tǒng)采用信號良好、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。
E、 數(shù)據(jù)監(jiān)測中心１套，主要配置土壤墑情數(shù)據(jù)接收計算機和土壤墑情數(shù)據(jù)接收管理軟件各一套，Windows2000以上系統(tǒng)環(huán)境即可運行，實時顯示各監(jiān)測站點數(shù)據(jù)，每隔10秒更新一次，并可對各監(jiān)測站點下發(fā)指令或設(shè)置參數(shù)，也可定時收取各監(jiān)測站點的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存儲格式為EXCEL或PDF標(biāo)準(zhǔn)格式,可供其它軟件調(diào)用，與打印機相連可自動打印數(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。實現(xiàn)了對監(jiān)測站數(shù)據(jù)實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)集中管理、遠(yuǎn)程控制、站點信息管理等功能，可實現(xiàn)Web發(fā)布查詢、統(tǒng)計分析、決策支持等信息自動化管理。
