墒情监测

1 产品概述

DGTWS型墒情监测仪采用FDR原理，根据监测仪发出的电磁波在不同介电系数物质中的频率变化测得各土层的湿度，利用高精度数字温度传感器，测量各土层温度。默认同时测量10cm、20cm、30cm、40cm土层的温度和湿度，适用于具有代表性土壤的长期不间断监测；可内置RTU及锂电池，可提供RS485输出，还可以通过GPRS无线网络传输数据至物联网数据平台，实时用电脑和手机查看数据，方便快捷，极大的满足了各方面使用的需求。
本土壤温湿度监测仪具有轻巧、便于安装、使用方便、测量准确等诸多优点。该仪器采用精密传感器及智能芯片，由土壤水分传感器、土壤温度传感器、太阳能供电及传输装置组成。
目前，产品广泛用于农业、林业、环境保护、水利、气象等行业部门的环境信息监测和采集，同时还应用于节水灌溉、花卉园艺、草地牧场、土壤速测、植物培养、温室控制、精细农业等，以满足科研、生产、教学等相关工作需求。

2 产品功能与技术参数

2.1 产品功能

• 具备多深度水分、温度变化测量能力，标准节点：10cm、20cm、30cm、40cm深度，实时监测，快捷方便，并且可以同时测量现场设备供电电压；
• 可根据不同的应用场合，定制深度不同、配置不同的产品；
• 采用特殊定制PVC塑料管，可防老化，更耐土壤中酸碱盐的腐蚀；
• 用环氧树脂做为密封材料，可长期浸泡水中而不会发生渗漏；
• 测量精度高，性能可靠，受土壤土质影响较小，适用于各种土质；
• 具有电源线、地线、信号线多向防误接保护；
• 根据需求支持RS485数字输出，以及GPRS无线网络数据传输；
• 不同供电方案：DC12~24V直流供电；太阳能供电，内置长效锂电池持续供电，供电能力设计一次充满可持续15天（主动上报模式，1小时上报1次）；
• 免现场设置和校正设计，现场随时安装随时使用；
• 免费互联网云平台服务，支持随时随地登陆云平台查看及分析相应的数据；
• 采用抗冲击包装，运输存储更安全；
• 具有休眠唤醒；

2.2 产品技术参数

1. 土壤水分（体积含水量）测量范围：干土～水分饱和土，实验室测量精度：±3%，野外测量精度：±5%，湿度分辨率：0.1%，温度分辨率0.1℃；
2. 温度测量范围：-40℃～80℃，测量精度±0.5℃，温度分辨率：0.1℃；
3. 供电方式：可选配适配器DC12～18V宽电压供电或者内置锂电池供电，并可同时监测供电电压大小；
4. 通讯方式: RS485通讯，MODBUS通讯协议，（波特率9600可设，地址0-255可设）；LORA无线通讯，GPRS无线通讯；
5. 接线方式：RS485输出4线制，电源正、电源负、485+、485-；
6. 响应时间：通电后3s内进行响应；
7. 稳定时间：通电后约10s进入稳定过程；
8. 外形尺寸：ϕ63mm，长度随传感器的数量而不同，标准长度约900mm；
9. 传感器测量原理：FDR频域反射法；
10. 功耗：静态时功耗小于10mA，采样时的功耗70 mA；
11. 工作环境：一40℃～80℃；0-99%RH；
12. 平均时间：≥25000h；
13. 感应范围：99％是从管子外部10cm以内的范围读取；
14. 外壳防护等级：用环氧树脂做为密封材料，地面部分：IP67；地面以下：IP68；
15. 执行标准：Q/HDIST 001-2012、SL364-2006《土壤墒情监测规范》

2.3 产品特点

1. 32位ARM架构MCU，运算速度更快，精度更高；
2. 管式一体化结构，支持分层测量，多层数据获取更方便；
3. 传感器数量和深度可根据项目需求进行自选；
4. 一体化管式设计：锂电池、传感器、主控板、通讯模块等部件都设计在同一管子里，各个传感器进行一体化管式结构设计，传感器为全封闭多深度传感单元，集成度更高；
5. 安装时不破坏剖面，对土体的破坏性小，更容易保护现场环境；
6. 免标定、免现场校准、终身免维护、15分钟完成田间安装、配备开关按钮，任意启停；
7. 具有功耗低，体积小，携带及移动方便，安装、操作及维护简单等特点；

3 安装过程

3.1 安装步骤

灌浆的目的
让安装后的一体化墒情仪与土壤更紧密结合无缝隙，以保证测量数据更准确。因灌浆的泥浆含水量较高与实际的土壤含水量不符，需等一至二天后灌浆基本凝固后，方可采用自动测量数据。
（1）准备工具
灌浆取土钻（或铁锹）、泥浆搅拌容器、泥铲。
（2）步骤
（a）先用取土钻打孔，双手紧握手把并顺时针下压转动；如图1所示。

图1 打孔示意图
（b）钻满土钻后拔出并清理土钻，重复此过程直至符合深度

图2 清理土钻图
（c）避免渣土掉落孔中；
（d）重复钻到适合的尺寸为止；
（e）将传感器放入到已经打好的孔洞中，放入、取出应顺利。如果不顺利，请再用取土钻将不顺利的地方挂扩一下孔；
（f）准备好泥浆，泥浆不能太稀也不能太稠，请以图3为参考

图3 泥浆示意图

（g）将泥浆倒入孔洞中，大约到孔洞的一半，然后将传感器插入孔洞中，左右旋转传感器，让泥浆在传感器周围均匀分布。一边旋转一边向下插入，如果在此过程中，传感器向下插入有阻尼，表明泥浆中有空气，此时应上下移动传感器并左右旋转，将空气排出。

图4安装传感器
（h）当传感器安装到合适的深度时（地平面和传感器的0cm点在一个水平面上），安装孔周围会累集溢出的一些泥浆，此时安装完成。（注意泥浆一定要溢出，才能将空洞内部的空气全部排出来）
（j）安装过程中请将太阳能板倾斜约45°角对准南方，让其的接受太阳光的照射，等支架安装完毕后，将太阳能板连接线上的防水插头与墒情仪上的电源数据接口连接；

图5 太阳能板安装示意图
（k）设备安装完毕后，按下墒情仪上的按钮，当按钮凹下去时表示通电工作了。
（l）用PDA或手机登陆数据平台，检查墒情仪安装后数据是否上传，如果数据正常上传证明安装成功。

物联网云

物联网云监测平台基于物联网及云计算技术，能够为用户提供多终端（PC端、web物联网浏览终端、手机客户端等）数据浏览功能，同时提供监测设备远程交互、数据处理、储存、统计、分析、报警、信息发布等服务。
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