
一、无线土壤墒情监测系统概述:
目前农业灌溉用水利用率、农田监测智能化水平低,管理实时性差,远距离信息传输能力弱、可扩展性不强,且市场上普遍的土壤墒情机一般基于有线连接方式,对于农田监测有一定的局限性,价格昂贵,不适合一般农田的智能化管理。公司开发了一种土壤监测无线传感网络节点及其远程传输装置,该系统通过采集显示主机将MH-SFC土壤水分传感器、MH-TWB 土壤温度传感器及MH-YFC土壤盐分传感器采集到的土壤参数处理后,通过GPRS无线通讯网络,将数据实时传输给监测终端。测试结果验证了该系统的合理性与实用性,符合现代农业发展方向。
二、无线土壤墒情监测系统是由数据采集终端(传感器)、无线数据集中器、云平台组成的。
1、数据采集终端:
(1)、土壤水分传感器:
技术指标:.测量参数:土壤容积含水率
.量 程:0~100%
.单 位:%(m3/m3)
.输出信号:0~2V(电压型)4~20mA(电流型)485(数字型)
.测量精度:±3%
.互换精度:<3%
.复测误差:<1%
.测量原理:频域反射原理(FDR)
.工作电流:约15mA
.工作频率:100MHZ
.响应时间:<1秒
.测量稳定时间:1秒
.工作温度范围:-30℃~70℃
.测量区域:95%的影响在以中央探针为中心,直径为7cm、高为7cm的圆柱体内
.探针长度:6cm
.探针直径:3mm
.探针材料:不锈钢(抗电解)
.密封材料:环氧树脂(黑色阻燃)
.电缆长度:标配1米(国标三芯屏蔽线)
功能及特点:
.高稳定性,安装方便,维护操作简单;
.采用阻燃环氧树脂固化,完全防水,可长期埋伏土壤中使用,且不受腐蚀;
.钢针采用X质材料,可经受长期电解,不受土壤中的酸碱腐蚀;
.测量精度高,性能可靠,受土壤含盐量影响较小,可适应各种土质;
.应用广泛,价格低廉,适合中国国情;
(2)、土壤盐分传感器:
技术指标*供电电压:5-24V供电 *信号输出:电压/电流输出
*盐分测量范围:0.01-0.3mol/mL,X小读数为0.01mol/mL
*电导测量范围:0-20mS/cm(相对应于0-2000mV)
*输出信号:0~2V(电压型) 4~20mA(电流型)
*X小分辨率:0.01mS
*电压与电导相关性(线性度):≥98%
*平衡时间:小于20秒。
*工作条件:环境温度为-10~60℃相对湿度为小于90%
*尺寸:120x20mm
特点*具有结构简单、性能稳定、读数响应时间快、操作使用方便等X点。
*可通过计算机设置参数(所有参数均有默认设置)并具有实时数据图表;
*具备土壤盐分、溶液电导率、溶液离子浓度及饮用水水质检测功能;
*具备标准曲线表功能,可存储两个校正表用于电导类、浓度类测量;
*参数可掉电保存20年,并且含有一个可快速校准正的温度传感器;
(3)、土壤温度传感器:
技术参数:.量 程:-30℃~120℃
.输出信号:4~20mA
.测量精度:±0.2℃
.互换误差:<0.2℃
.工作电压:9~24V
.工作电流:约10mA
.响应时间:<100mS
.稳定时间:<1秒
.工作温度:-40℃~75℃
.引线长度:2米
.线 质:聚四氟耐高温导线
功能及特点:
.外型美观、小巧,安装更换方便
.耐腐蚀,适应于各类物质的温度测量
.性能稳定,响应速度快,功耗低,抗干扰能力强
.不锈钢结构设计,密封性好
.一致性好,全量程标定输出
2、无线数据集中器:
.同时支持GPRS、GSM无线传输方式,实现数据的远程控制和传输;可通过(支持90%的)智能手机(安卓系统)接收查看当前实时数据,并设定参数;
.支持DC9~24V输入,电源具有防反接、抗脉冲群、防雷、防静电等保护措施。
.数据存储:自带标准的SD卡座,支持扩展(X大64GB);自带标准的USB2.0接口,可以使用U盘进行数据的导出操作(免去必须携带电脑或是其他设备等繁琐的操作)。
.显示方式:主机采用高灵敏度液晶触摸屏显示,方便客户现场分析数据。
.扩展性能:支持多种尺寸TFT彩色液晶和LED显示屏等的即插即用实时显示数据。支持RS485传感器即插即用。(传感器支持MODBUS RTU通讯协议,通用型强)系统采用模块化设计,方便功能扩展、屏蔽或接入其他传感器。
.数据存储及下载:系统可以X立运行工作,无需连接电脑等辅助设备及可完成参数设定、数据导出等功能。
.站点数据下载:支持RS485接口采集,支持SD卡、计算机直连、U盘进行数据下载.
.GPS定位功能
3、云平台
可将数据信息传输至X的气象服务器(www.qixiangshuju.com),登入用户名、密码就可以查看、记录、保存、打印相关操作。前提是有Internet。
三、无线土壤墒情监测系统使用意义:
我国是一个水资源短缺的X,缺水已成为制约我国农业发展的主要因素。旱情实时监测系统对土壤湿度和其他相关参数,如降雨量、蒸发量和气象参数进行在线实时监测,将这些土壤墒情监测结果用于节水灌溉,有助于推动各X部门的抗旱工作由被动抗旱向主动抗旱转变,保证抗旱工作有序进行,对农业经济发展有着十分巨大的意义。
为提高农业灌溉用水利用率、实现节水灌溉,设计了基于GPRS的无线土壤墒情监测预报系统。提出了一种土壤墒情监测预报模型,实现了对土壤墒情信息的自动采集、存储和墒情信息的无线网络传输,并可以根据墒情信息实施定时、定量的灌溉控制。该系统已投入X农业示范基地使用15个月的时间,试验表明,该系统对土壤墒情的预报值与实际测试数据误差为3.4%,实现了对土壤墒情的X监测和准确预报。