电子、通信与自动控制技术-电子、通信与自动控制技术其他学科

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2011-10-24

远程墒情监测技术

该技术应用的关键设备以低功耗单片机为核心，配合高精度AD采集和开关量采集电路，集成GPRS传输模块，并配合土壤水分、土壤温度、空气温湿度、风速、风向、太阳辐射等传感器，实现对土壤和气象信息的定时采集、存储和远程发送。

依据时间、土壤水分和气象信息的智能灌溉控制技术；灌溉控制通道可扩展技术；可设置的通信接口和通信协议实现技术。

该技术成果由北京市农业信息技术研究中心自主研发，具有全部知识产权。北京派得伟业科技发展有限公司负责技术成果的转化。该技术核心系统：“农田墒情信息自动采集系统”获得了国家实用新型专利，专利号：201120067259.X。

自2010年投产以来，已经累计销售该监测系统设备100余套，主要应用于农业墒情监测和灌溉控制系统的信息采集。设备主要应用在北京、上海、河南、河北、浙江、湖北、甘肃等地。

适用范围：该技术成果与产品主要应用于大田气象信息与土壤墒情信息的实时监测，对田间进行科学的生产管理指导与灌溉管理。

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该仪器是符合《土壤墒情监测规范SL000-2005中华人民共和国水利行业标准》，根据土壤墒情监测规范要求设计，不仅可实时监测墒情的最主要参数——土壤水分，还可根据用户需求监测土壤温度等，配套的软件可根据用户需要灵活设定墒情参数的采样周期和存储周期、巡测和召测数据及分析数据等功能。系统进行不间断监测，对土壤墒情的发生、发展及变化进行实时的监视和分析，为开展排涝抗旱工作提供信息依据。

土壤水分传感器采用国际上最流行的现场测试土壤水分原理：频域反射原理（TDR），该技术最早应用于美国，即传感器发射一定频率的电磁波，电磁波沿探针传输，到达底部后返回，检测探头输出的电压，由于土壤介电常数的变化通常取决于土壤的含水量，由输出电压和水分的关系则可计算出土壤的含水量。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。TDR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，此原理是国际上最流行的土壤水分传感器测量方法。

一、产品特色：

该仪器是符合《土壤墒情监测规范SL000-2005中华人民共和国水利行业标准》，根据土壤墒情监测规范要求设计，不仅可实时监测墒情的最主要参数——土壤水分，还可根据用户需求监测土壤温度等，配套的软件可根据用户需要灵活设定墒情参数的采样周期和存储周期、巡测和召测数据及分析数据等功能。系统进行不间断监测，对土壤墒情的发生、发展及变化进行实时的监视和分析，为开展排涝抗旱工作提供信息依据。

土壤水分传感器采用国际上最流行的现场测试土壤水分原理：频域反射原理（FDR），该技术最早应用于美国，即传感器发射一定频率的电磁波，电磁波沿探针传输，到达底部后返回，检测探头输出的电压，由于土壤介电常数的变化通常取决于土壤的含水量，由输出电压和水分的关系则可计算出土壤的含水量。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。FDR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，此原理是目前国际上最流行的土壤水分传感器测量方法。

二、应用范围：

广泛应用于农业、林业、地质等方面土壤温度测量及研究。

三、产品特点:

01、本机体积小，软件操作简单，性能可靠，记录间隔可根据要求从1分至24小时任意设置。

02、全程跟踪记录被测土壤中的温度数据，记录时间长，具有断电数据自动存储保护功能。

03、整机功耗小，整机功耗不大于2W。

04、软件功能强大，数据查看方便，随时可以将记录仪中的数据导出到计算机中，并可以存储为EXCEL表格文件，生成数据曲线，以供其它分析软件进一步进行数据处理。

05、单台记录仪可以接入最多8路土壤温湿度传感器探头，探头可测量土壤中的温度、湿度分布情况。

06、记录仪可脱开计算机独立工作，当需要查看当前环境数据时可通过通讯接口由计算机读取记录仪内的数据。

07、一台记录仪，可以同时测量多个点的温度及土壤湿度。

08、数据通讯接口：RS232和USB双接口

09、具有看门狗电路，自动复位功能，保证系统稳定运行

10、数据储存容量：4M

四、技术参数:

墒，指土壤的湿度。墒情，指土壤湿度的情况。土壤湿度是土壤的干湿程度，即土壤的实际含水量，可用土壤含水量占烘干土重的百分数表示：土壤含水量=水分重/烘干土重×100%。也可以土壤含水量相当于田间持水量的百分比，或相对于饱和水量的百分比等相对含水量表示。

土壤水是植物吸收水分的主要来源（水培植物除外），另外植物也可以直接吸收少量落在叶片上的水分。土壤水的主要来源是降水和灌溉水，参与岩石圈-生物圈-大气圈-圈-水圈的水分大循环。