概述
1.1 產(chǎn)品簡介
土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)是一種集氣象數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、傳輸和管理于一體的無人值守的氣象采集系統(tǒng)。它在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、旅游、城市環(huán)境監(jiān)測和其它專業(yè)領(lǐng)域都有廣泛的用途。
土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)由氣象傳感器、氣象數(shù)據(jù)采集儀和計(jì)算機(jī)氣象軟件三部分組成?？赏瑫r(shí)監(jiān)測大氣溫度、大氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、雨量、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、輻射、照度等諸多氣象要素；風(fēng)速風(fēng)向傳感等傳感器為氣象專用傳感器，具有高精度高可靠性的特點(diǎn)。氣象數(shù)據(jù)采集儀具有氣象數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、氣象數(shù)據(jù)定時(shí)存儲(chǔ)、參數(shù)設(shè)定、友好的人機(jī)界面和標(biāo)準(zhǔn)通信功能。
系統(tǒng)內(nèi)置大容量FLASH存儲(chǔ)芯片；多種通訊接口可以很方便的與計(jì)算機(jī)建立有線通訊連接，若選配GPRS無線通訊模塊還可實(shí)現(xiàn)氣象設(shè)備與計(jì)算機(jī)監(jiān)控中心的遠(yuǎn)程無線連接。
1.2 產(chǎn)品功能
◆實(shí)時(shí)監(jiān)測風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、溫度、濕度、氣壓、太陽輻射、土壤溫度、土壤濕度等要素氣象參數(shù)；
◆微電腦氣象數(shù)據(jù)采集儀具有氣象數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、定時(shí)存儲(chǔ)、參數(shù)設(shè)定、參數(shù)和氣象歷史數(shù)據(jù)掉電保護(hù)等功能；
◆漢字液晶鍵盤人機(jī)界面，人機(jī)界面友好；
◆數(shù)據(jù)瀏覽功能。能提供局域網(wǎng)數(shù)據(jù)瀏覽、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)瀏覽、手機(jī)數(shù)據(jù)瀏覽等多種數(shù)據(jù)瀏覽途徑供用戶
選擇；
◆靈活的系統(tǒng)組網(wǎng)方式。通訊功能支持MODBUS通訊協(xié)議。提供標(biāo)準(zhǔn)有線（485、232/ USB）、無線（GPRS/
LAN/電臺/WIFI/衛(wèi)星）等多種通訊方式供用戶選擇。靈活與氣象計(jì)算機(jī)組成氣象監(jiān)測系統(tǒng)；
◆可靠供電系統(tǒng)。提供市電、直流和太陽能系統(tǒng)等多種供電方式供用戶選擇；
◆采用全不銹鋼、金屬噴漆支架和野外防護(hù)箱，外形美觀、耐腐蝕、抗干擾；
1.3 系統(tǒng)特點(diǎn)
◆電源系統(tǒng):交流220V、直流12V、太陽能等,根據(jù)用戶需要選配。
◆可靠運(yùn)行于各種惡劣的野外環(huán)境，低功耗、高穩(wěn)定性、高精度、可無人值守。
◆完善的防雷擊、抗干擾等保護(hù)措施。
◆硬件和軟件均采用模塊組合式開放性設(shè)計(jì)，可靈活組合使用。
◆監(jiān)測要素可按實(shí)際需求選配。模塊化設(shè)計(jì)極大的方便了后期設(shè)備的調(diào)試和升級。
◆通訊方式可根據(jù)傳輸距離來按需要選配，為方案提供的性價(jià)比。
◆氣象WEB發(fā)布系統(tǒng)可以讓用戶在局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)上隨時(shí)使用瀏覽氣象站現(xiàn)場氣象數(shù)據(jù)。
◆客戶端瀏覽：可以通過軟件客戶端，實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)上查詢、統(tǒng)計(jì)氣象站現(xiàn)場氣象數(shù)據(jù).
2系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)
根據(jù)客戶需求，提供能夠充分體現(xiàn)和滿足客戶個(gè)性化需求的解決方案.
2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
1）兼容性原則。
系統(tǒng)提供靈活的設(shè)置，可兼容國內(nèi)外各種傳感設(shè)備，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與處理，在保證功能的前提下，可以限度降低系統(tǒng)成本。
2）易用性原則。
系統(tǒng)使用人員范圍廣，使用人員的計(jì)算機(jī)水平層次不一，很多地方缺少計(jì)算機(jī)專業(yè)人員，該系統(tǒng)做到操作簡便，維護(hù)簡單，易學(xué)易懂。
3）可靠性原則。
硬件設(shè)計(jì)時(shí)具備操作與安全保護(hù)機(jī)制，限度減小用戶誤操作導(dǎo)致的錯(cuò)誤或損失。采用可靠穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，采集中心以查詢方式主動(dòng)調(diào)取采集器數(shù)據(jù)，具備心跳機(jī)制，斷線重連機(jī)制等，保證各項(xiàng)性能可以長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。
4）安全性原則。
系統(tǒng)的用戶根據(jù)業(yè)務(wù)的需要，具有不同的安全級別及操作權(quán)限，系統(tǒng)能充分發(fā)揮操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用軟件三層安全保證措施，以保證數(shù)據(jù)的安全性。
5）易二次開發(fā)、易維護(hù)性原則。
采用封裝技巧，建立穩(wěn)定的底層工具，核心技術(shù)文檔隨系統(tǒng)發(fā)布等手段，使具有基本技術(shù)水平的系統(tǒng)維護(hù)人員可以在一定程度上對系統(tǒng)進(jìn)行較復(fù)雜的維護(hù)及一般性擴(kuò)充。
6）環(huán)保節(jié)能原則。
采用無污染優(yōu)化的電源管理設(shè)備，可控的系統(tǒng)功耗。節(jié)能，以較小的太陽能電源系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)應(yīng)有功能。
2.3 產(chǎn)品配置
根據(jù)客戶需求及項(xiàng)目需要，整體配置如下：
| 名稱 | 型號 | 數(shù)量 | 量程 | 分辨率 | 精度 | 備注 |
| 土壤溫度傳感器 | JZ-2.5V-V2 | 1個(gè) | -50～80℃ | 0.1℃ | ±0.5℃ | 線長10米 |
| 土壤濕度傳感器 | JZ-12V-V2 | 1個(gè) | 0~100 | 0.1% | ±3% | 線長10米 |
| 土壤氮磷鉀傳感器 | JZ-12V-W2 | 1個(gè) | 測量量程：0～2000mg/kg N/P/K含量分辨率：1mg/kg N測量精度：±3% K測量精度：±3% P測量精度：±5% 探針長度：5.5cm | 0.01pH | ±0.1pH | 線長10米 |
| 土壤鹽分傳感器 | JZ-12V-V2 | 1個(gè) | 0～8000mg/L | 1mg/L | 0~1000mg/L，＜+9% 1000~3000mg/L，＜+3% 3000~5000mg/L，＜+4% 5000~8000mg/L，<+2% | 線長10米 |
| 數(shù)據(jù)采儀集 | JZ-HB | 1臺 | 多通道數(shù)據(jù)采集，液晶屏幕顯示，帶232和485接口，LCD背光，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、及顯示；供電方式：220V交流/12V直流并存 | |||
| 金屬防護(hù)箱 | 大防護(hù)箱 | 1個(gè) | 野外防護(hù)箱，防濕防潮，內(nèi)置隔板，外置鎖具，內(nèi)裝采集儀，蓄電池，太陽能控制器等 | |||
| 氣象站支架 | JZ-3.5ZJ | 1套 | 金屬噴漆兩節(jié)式支架，牢靠穩(wěn)固，帶防風(fēng)拉鎖，外觀美觀，承載防護(hù)箱、傳感器、太陽能等 | |||
| 防雷裝置 | JZ-HB | 1套 | 避雷針1根，避雷線及附件、避雷角鋼、浪涌保護(hù)器1套 | |||
| 市電供電 | 1套 | 電源穩(wěn)定、牢靠，可持續(xù)給系統(tǒng)供電 | ||||
| 串口通訊 | 1套 | RS485通訊線1根，線長5米；RS232通訊線1根，線長2米；232轉(zhuǎn)485轉(zhuǎn)接頭1個(gè)；USB轉(zhuǎn)232轉(zhuǎn)接線1根 | ||||
| GRPS模塊 | 1套 | 采用TCP透明傳輸，數(shù)據(jù)傳至氣象軟件（自配SIM卡） | ||||
| 單機(jī)版氣象站軟件 | JZ-HB | 1套 | 可導(dǎo)入導(dǎo)出數(shù)據(jù)，繪制波形圖、報(bào)表、數(shù)據(jù)上傳、參數(shù)遠(yuǎn)程配置等功能 | |||
3產(chǎn)品簡介
3.1 數(shù)據(jù)采集儀介紹
數(shù)據(jù)采集儀是一種集氣象數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、傳輸和管理于一體的無人值守的氣象采集系統(tǒng)。它在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、旅游、城市環(huán)境監(jiān)測和其它專業(yè)領(lǐng)域都有廣泛的用途。
數(shù)據(jù)采集儀具有氣象數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、氣象數(shù)據(jù)定時(shí)存儲(chǔ)、參數(shù)設(shè)定、友好的人機(jī)界面和標(biāo)準(zhǔn)通信功能，可以根據(jù)用戶的需求很方便的與計(jì)算機(jī)建立有線（RS485、RS232、USB等）、無線通訊（GPRS、WIFI、LAN、Zigbee等）連接。
3.2 主要技術(shù)參數(shù)
環(huán)境溫度：-30~85℃
采樣頻率：0.5s/次
標(biāo)準(zhǔn)工作電源：220VAC /DC12V
寬電壓輸入：8~40V
顯示形式：192*64全點(diǎn)陣液晶顯示，
可以顯示12*4個(gè)漢字，整體界面清晰美觀；
功耗：整機(jī)功耗不大于 2W
數(shù)據(jù)儲(chǔ)存容量： 4M
3.3 產(chǎn)品功能
1．功能要求：智能采集、轉(zhuǎn)發(fā)、存儲(chǔ)，具有自動(dòng)、人工召測功能；
2．存儲(chǔ)容量：每4小時(shí)存儲(chǔ)一次數(shù)據(jù)，可存儲(chǔ)6年多氣象數(shù)據(jù)；
3．具有標(biāo)準(zhǔn)USB/RS232/RS485端口，可方便接入PC機(jī)或筆記本電腦；
4．可提供標(biāo)準(zhǔn)MODBUS協(xié)議，供用戶實(shí)現(xiàn)上位機(jī)軟件二次編程；
5．通信方式：具有GPRS/GSM短信通訊方式，支持LAN/WIFI/Zigbee方式的擴(kuò)展；
6．具有外部接口擴(kuò)展功能：可實(shí)現(xiàn)U盤存儲(chǔ)功能，實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)；
7．可現(xiàn)場和遠(yuǎn)程對設(shè)備進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置或讀取的編程操作；
8．電路設(shè)計(jì)合理，抗外界干擾能力強(qiáng)；
9.支持時(shí)間校準(zhǔn)功能；支持XPH、標(biāo)準(zhǔn)MODBUS雙協(xié)議切換；
10傳感器通道：16路 擴(kuò)展存儲(chǔ)：U盤存儲(chǔ)2G 通訊波特率：9600bps
4傳感器
4.1土壤溫度傳感器
產(chǎn)品簡介
土壤溫度傳感器（變送器）采用高精度熱敏電阻作為感應(yīng)部件，具有測量精度高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。信號變送器采用先進(jìn)的電路集成模塊，可根據(jù)用戶的不同需求將溫度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓或電流信號。儀器體積小巧，安裝方便且便攜，性能可靠；采用專有線路，線性好，負(fù)載能力強(qiáng)，傳輸距離長，抗干擾能力強(qiáng)?？蓮V泛用于氣象、環(huán)境、實(shí)驗(yàn)室、工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的溫度測量。
技術(shù)參數(shù)
測量范圍：-50～80℃
準(zhǔn) 確 度：±0.5℃
供電方式：DC2.5V
輸出形式： 0～2.5V
負(fù)載能力：電流型輸出阻抗≤300Ω
電壓型輸出阻抗≥1KΩ
工作環(huán)境：溫度-50℃～80℃，濕度≤100RH
產(chǎn)品重量：探頭 145 g ，帶采集儀 550 g
產(chǎn)品功耗：0.5 mW
4.2 土壤濕度傳感器
產(chǎn)品簡介
土壤濕度傳感器(變送器)是一款高精度、高靈敏度的土壤水分測量儀器。本傳感器采用電磁脈沖原理測量土壤的表觀介電常數(shù)，從而得到土壤真實(shí)水分含量，具有快速準(zhǔn)確、穩(wěn)定可靠、不受土壤中化肥和金屬離子的影響等特點(diǎn)。本儀器可廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)、建筑等行業(yè)。
技術(shù)參數(shù)
測量范圍：0～100
準(zhǔn) 確 度：±3%
供電方式： DC5V
輸出形式:0～2.5V
負(fù)載電阻: 電壓型：RL≥1K，電流型：RL≤300Ω
工作溫度：-50℃～80℃
相對濕度：0～100
產(chǎn)品重量：探頭 220 g，帶變送器 570 g
產(chǎn)品功耗：275 mW
4.3 土壤氮磷鉀傳感器
◆ 測量參數(shù)：土壤溫度、有效氮含量、有效磷含量、鉀離子含量
◆ 溫度量程：-30～70℃
◆ 溫度分辨率：0.1℃
◆ 溫度精度：±0.3℃
◆ N/P/K含量測量量程：0～2000mg/kg
◆ N/P/K含量分辨率：1mg/kg
◆ N測量精度：±3%
◆ K測量精度：±3%
◆ P測量精度：±5%
◆ 探針長度：5.5cm
◆ 探針直徑：3mm
◆ 探針材料：不銹鋼
◆ 密封材料：環(huán)氧樹脂
◆ 響應(yīng)時(shí)間：2秒 RS485接口型：
◆ 工作電壓：5～24V
◆ 工作電流：24～30mA，
4.4土壤鹽分傳感器
新一代土壤鹽分傳感器吸取了國外同類儀器的先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合我國的情況和使用要求研制而成。
◆結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、操作方便；
◆采用先進(jìn)的陶瓷技術(shù)，直接埋入土中，免維護(hù)；
◆集成度高、體積小、功耗低、攜帶方便，將采樣電路板集成到探頭部分，減少信號傳輸距離避免很多的干擾信號；
◆真正實(shí)現(xiàn)低成本、低價(jià)格、高性能；
◆壽命長、便利性、高可靠性；
◆支持二次開發(fā)；
本產(chǎn)品適用于農(nóng)業(yè)灌溉、花卉園藝、草地牧場、土壤速測、植物培養(yǎng)、科學(xué)試驗(yàn)等領(lǐng)域，同時(shí)也可以用作地下輸油、輸氣管道及其它管線的防腐監(jiān)測。
技術(shù)參數(shù)
測量范圍：0～8000mg/L
分 辨 率：1mg/L
準(zhǔn) 確 度：0~1000mg/L，＜
+9%
1000~3000mg/L，＜
+3%
3000~5000mg/L，＜
+4%
5000~8000mg/L，<
+2%供電方式：□ DC 12V
輸出形式：□ 電壓：0~2.5V
工作環(huán)境：溫度：-10℃～60℃，濕度：0~95%RH
6系統(tǒng)組網(wǎng)
現(xiàn)場自動(dòng)氣象站與中心氣象計(jì)算機(jī)之間的組網(wǎng)方式大致可分為有線和無線兩種組網(wǎng)方式。有線通訊方式有RS232通訊、RS485通訊、RJ45通訊；無線通訊方式有WIFI通訊、Zigbee通訊、GPRS無線通訊；
6.1 RS232/RS485通訊方式
自動(dòng)氣象站與中心氣象計(jì)算機(jī)之間采用RS232進(jìn)行通訊，有效距離15米，還可以通過485總線進(jìn)行組網(wǎng)，有效距離可以達(dá)到800米。中心氣象計(jì)算機(jī)可與多臺自動(dòng)氣象站組成氣象監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。
6.2GPRS無線通訊
6.2.1概述
GPRS無線通訊方式。在自動(dòng)氣象站直接布線不方便的情況下，可以采取GPRS無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的方式來傳輸氣象數(shù)據(jù)，中心氣象計(jì)算機(jī)可以與多臺PH自動(dòng)氣象站通過移動(dòng)GPRS無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)組成氣象監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。
6.2.2 產(chǎn)品簡介
GPRS模塊利用GPRS/CDMA 1x網(wǎng)絡(luò)平臺，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的透明傳輸，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)，具備RS232/422/485或TTL電平接口，高性能、工業(yè)級，外置式，適用于使用環(huán)境惡劣的各種工業(yè)監(jiān)控、交通管理、氣象等應(yīng)用場合。
6.2.3技術(shù)指標(biāo)
1.GPRS數(shù)據(jù)：
GPRS Class 10
編碼方案：CS1 - CS4
符合SMG31bis技術(shù)規(guī)范
軟件界面：
