一、功能概述
土壤墑情監(jiān)測是水資源循環(huán)規(guī)律研究、農牧業(yè)節(jié)水灌溉控制和排澇抗旱救災等信息收集的基礎工作。根據我國地理特點來說，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)洪澇災害，而旱季非常旱，經常造成大規(guī)模的旱災。結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，科學指導抗旱救災，建立一套現(xiàn)代化的服務于水利信息化建設的土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)，提高水資源信息管理已經成為農業(yè)水利行業(yè)的時勢所需。
立天華辰公司研發(fā)生產的土壤墑情監(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、計算機系統(tǒng)分析軟件和通訊網絡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。
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據的自動采集和無線傳輸，數據并在監(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)測數據，通過有線、無線等傳輸方式將土壤墑情監(jiān)測數據實時傳輸到監(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)測設備進行遠程控制，實現(xiàn)工作人員能夠及時準確地掌握監(jiān)測站的土壤狀況，從而更加全面、科學、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)測站和數據監(jiān)測中心組成，兩部分配合使用，共同組成旱情信息監(jiān)測網絡。該系統(tǒng)模塊化設計，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據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、風向、風速、降雨量、太陽輻射等數據，通過網絡把數據傳送至監(jiān)測中心 進行綜合性試驗分析。冬季土壤結凍期間仍可進行觀測。
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，可根據設定時間間隔自動采集數據，具有大容量數據存儲器，可連續(xù)存儲正點數據六個月以上，存儲時間可1～60分鐘自設定，工業(yè)控制標準設計，防震防雨結構，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據），輕觸薄膜按鍵，操作簡單。具有停電保護功能，當交流電停電后，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，響應速度快，性能穩(wěn)定，安裝維護操作簡便，密封防腐性能好，可長期埋入土壤中使用。可滿足10cm、20cm、30cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm、100cm、150cm、200cm共12層不同深度的測定。性能指標如下：
測量參數：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
穩(wěn)定時間：通電后約1秒
響應時間：響應在1秒內進入穩(wěn)態(tài)過程
工作電壓：12V～24V DC；（或5VDC）
輸出信號：4～20mA標準電流環(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：銅質或不銹鋼
電纜長度：標準長度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)進對整套儀器進行供電，由太陽能電池板直接為蓄電池組進行供電儲電，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（標準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，增加驅動器后距離可達1000米，實時傳送采集數據；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網絡通訊技術，不受距離限制，數據傳輸可靠。
E、 數據監(jiān)測中心１套，主要配置土壤墑情數據接收計算機和土壤墑情數據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)測站點數據，每隔10秒更新一次，并可對各監(jiān)測站點下發(fā)指令或設置參數，也可定時收取各監(jiān)測站點的數據，數據存儲格式為EXCEL或PDF標準格式,可供其它軟件調用，與打印機相連可自動打印數據。在電子地圖上顯示出相應位置的土壤含水率等信息。實現(xiàn)了對監(jiān)測站數據實時監(jiān)測、數據集中管理、遠程控制、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。
