多層土壤墑情監(jiān)測站、土壤水分監(jiān)測系統(tǒng)
多層土壤墑情監(jiān)測站、土壤水分監(jiān)測系統(tǒng)概述
1.1 產(chǎn)品簡介
多層土壤墑情監(jiān)測站、土壤水分監(jiān)測系統(tǒng)是一種集氣象數(shù)據(jù)采集、存儲、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。
多層土壤墑情監(jiān)測站、土壤水分監(jiān)測系統(tǒng)由氣象傳感器、氣象數(shù)據(jù)采集儀和計算機氣象軟件三部分組成。可同時監(jiān)測大氣溫度、大氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、雨量、風速、風向、氣壓、輻射、照度等諸多氣象要素；風速風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。氣象數(shù)據(jù)采集儀具有氣象數(shù)據(jù)采集、實時時鐘、氣象數(shù)據(jù)定時存儲、參數(shù)設(shè)定、友好的人機界面和標準通信功能。
系統(tǒng)內(nèi)置大容量FLASH存儲芯片；多種通訊接口可以很方便的與計算機建立有線通訊連接，若選配GPRS無線通訊模塊還可實現(xiàn)氣象設(shè)備與計算機監(jiān)控中心的遠程無線連接。
1.2 產(chǎn)品功能
◆實時監(jiān)測風速、風向、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、實時時鐘、定時存儲、參數(shù)設(shè)定、參數(shù)和氣象歷史數(shù)據(jù)掉電保護等功能；
◆漢字液晶鍵盤人機界面，人機界面友好；
◆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。提供標準有線（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。靈活與氣象計算機組成氣象監(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箱，外形美觀、耐腐蝕、抗干擾；
1.3 系統(tǒng)特點
◆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、抗干擾等保護措施。
◆硬件和軟件均采用模塊組合式開放性設(shè)計，可靈活組合使用。
◆監(jiān)測要素可按實際需求選配。模塊化設(shè)計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，為方案提供性價比。
◆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，實現(xiàn)局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)上查詢、統(tǒng)計氣象站現(xiàn)場氣象數(shù)據(jù).
2系統(tǒng)設(shè)計
2.1 系統(tǒng)設(shè)計目標
根據(jù)客戶需求，提供能夠充分體現(xiàn)和滿足客戶個性化需求的解決方案.
2.2 系統(tǒng)設(shè)計原則
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，使用人員的計算機水平層次不一，很多地方缺少計算機專業(yè)人員，該系統(tǒng)做到操作簡便，維護簡單，易學(xué)易懂。
3）可靠性原則。
硬件設(shè)計時具備操作與安全保護機制，限度減小用戶誤操作導(dǎo)致的錯誤或損失。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調(diào)取采集器數(shù)據(jù)，具備心跳機制，斷線重連機制等，保證各項性能可以長時間穩(wěn)定運行。
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)維護人員可以在一定程度上對系統(tǒng)進行較復(fù)雜的維護及一般性擴充。
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，以較小的太陽能電源系統(tǒng)即可實現(xiàn)應(yīng)有功能。
2.3 產(chǎn)品配置
根據(jù)客戶需求及項目需要，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 -50～80℃ 0.1℃ ±0.5℃ 線長10米
土壤濕度傳感器 JZ-12V-V2 1個 0~100，0.1% ±3% 線長10米
土壤氮磷鉀傳感器 JZ-12V-W2 1個
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 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，進行數(shù)據(jù)采集、存儲、及顯示；供電方式：220V交流/12V直流并存
金屬防護箱 大防護箱 1個 野外防護箱，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，帶防風拉鎖，外觀美觀，承載防護箱、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；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、報表、數(shù)據(jù)上傳、參數(shù)遠程配置等功能
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、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、實時時鐘、氣象數(shù)據(jù)定時存儲、參數(shù)設(shè)定、友好的人機界面和標準通信功能，可以根據(jù)用戶的需求很方便的與計算機建立有線（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
標準工作電源：220VAC /DC12V
寬電壓輸入：8~40V
顯示形式：192*64全點陣液晶顯示，
可以顯示12*4個漢字，整體界面清晰美觀；
功耗：整機功耗不大于 2W
數(shù)據(jù)儲存容量： 4M
3.3 產(chǎn)品功能
1．功能要求：智能采集、轉(zhuǎn)發(fā)、存儲，具有自動、人工召測功能；
2．存儲容量：每4小時存儲一次數(shù)據(jù)，可存儲6年多氣象數(shù)據(jù)；
3．具有標準USB/RS232/RS485端口，可方便接入PC機或筆記本電腦；
4．可提供標準MODBUS協(xié)議，供用戶實現(xiàn)上位機軟件二次編程；
5．通信方式：具有GPRS/GSM短信通訊方式，支持LAN/WIFI/Zigbee方式的擴展；
6．具有外部接口擴展功能：可實現(xiàn)U盤存儲功能，實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的存儲；
7．可現(xiàn)場和遠程對設(shè)備進行各項參數(shù)設(shè)置或讀取的編程操作；
8．電路設(shè)計合理，抗外界干擾能力強；
9.支持時間校準功能；支持XPH、標準MODBUS雙協(xié)議切換；
10傳感器通道：16路 擴展存儲：U盤存儲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。信號變送器采用先進的電路集成模塊，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，負載能力強，傳輸距離長，抗干擾能力強。可廣泛用于氣象、環(huán)境、實驗室、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 確 度：±0.5℃
供電方式：DC2.5V
輸出形式： 0～2.5V
負載能力：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)，從而得到土壤真實水分含量，具有快速準確、穩(wěn)定可靠、不受土壤中化肥和金屬離子的影響等特點。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 確 度：±3%
供電方式： DC5V
輸出形式:0～2.5V
負載電阻: 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；
◆采用先進的陶瓷技術(shù)，直接埋入土中，免維護；
◆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；
◆真正實現(xiàn)低成本、低價格、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)試驗等領(lǐng)域，同時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 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)場自動氣象站與中心氣象計算機之間的組網(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
自動氣象站與中心氣象計算機之間采用RS232進行通訊，有效距離15米，還可以通過485總線進行組網(wǎng)，有效距離可以達到800米。中心氣象計算機可與多臺自動氣象站組成氣象監(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)，中心氣象計算機可以與多臺PH自動氣象站通過移動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，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的透明傳輸，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上實現(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
1.GPRS數(shù)據(jù)：
GPRS Class 10
編碼方案：CS1 - CS4
符合SMG31bis技術(shù)規(guī)范
