一、概述
土壤水分自动观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。
土壤水分自动观测系统能够全面、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、解决方案 1、系统构成 土壤水分自动观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、系统拓扑图
3、系统功能及特点 土壤水分自动观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。
4、系统主要硬件设备 （1）、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。 ◆ 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。
三、设备安装现场展示
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