土壤墒情综合监测站是一种用于长期、连续、自动监测土壤水分(墒情)及相关环境参数的综合性观测系统。它在农业生产、水资源管理、气象预报、防灾减灾(如干旱、洪涝预警)、生态研究和智慧农业等领域具有重要作用。
一、主要功能
实时监测土壤水分:通过多层土壤湿度传感器,监测不同深度(如10cm、20cm、30cm、40cm、60cm、100cm等)的土壤含水量,反映根系层和深层土壤的水分状况。
监测土壤温度:同步测量各层土壤温度,了解土壤热状况,对作物生长和微生物活动有重要参考价值。
环境气象参数监测:通常集成气象传感器,可监测:
空气温度与湿度
降水量
风速风向
太阳辐射
蒸发量等
数据自动采集与传输:配备数据采集器和无线通信模块(如GPRS、4G/5G、NB-IoT、LoRa等),实现数据远程实时上传至云平台或监控中心。
预警与分析功能:结合监测数据和作物需水模型,可进行干旱、渍涝等灾害预警,为灌溉决策提供科学依据。
二、系统组成
传感器部分:
土壤水分传感器(FDR、TDR或电容式)
土壤温度传感器
气象传感器(温湿度、雨量、风速风向、光照等)
数据采集器(RTU/数据记录仪):负责采集、存储和初步处理传感器数据。
供电系统:
太阳能电池板+蓄电池,适用于野外长期无人值守运行。
通信模块:实现数据远程传输。
立杆与防护箱:用于安装设备,防雷、防水、防尘。
云平台与软件系统:
数据可视化(图表、曲线、地图展示)
数据导出与报表生成
阈值报警(如土壤过干/过湿)
灌溉建议与决策支持
传感器参数:
土壤水分:
测量范围:0-100%;精度:±3%;探针长度:5.5cm;探针直径:3mm;探针材料:不锈钢;分辨率:0.01%
土壤温度:
测温范围—40+125°℃;测量精度±0.5℃;分辨率:0.01℃
土壤电导率:
测量范围可选量程:0-5000us/cm,10000us/cm,2000ous/cm;测量精度:0-10000us/cm范围内为士3%;
10000-20000us/cm范围内为士5%;
分辨率0-10000us/cm内10us/cm;100000-20000us/cm内50us/cm
土壤PH:
测量范围:0-14 ;分辨率0.1;测量精度:士0.2%(选配)
空气温度:
测量原理二极管结电压法,-40°℃~85℃(土0.3°℃)(选配)
空气湿度:
测量原理电容式,0~100%RH(主2%RH)(选配)
太阳辐射:
测量原理光电效应,0-2000W/m2(0.1W/m2)(选配)
光学雨量:
测量原理光电式,0~4mm/min(选配)
数据存储:不少于50万条;
布设时间:1人,不大于30分钟完成布设;
三、应用场景
农业灌溉管理:实现精准灌溉,节约水资源,提高作物产量。
旱情监测与预警:为政府和水利部门提供干旱评估依据。
科研与生态监测:用于水文、气象、生态等科学研究。
智慧农业园区:作为物联网农业的基础数据来源。
高标准农田建设:纳入农田基础设施,提升管理智能化水平。
四、优势特点
自动化、智能化:无需人工现场读数,全天候运行。
多参数、多层次:全面反映土壤与环境状况。
远程监控:通过手机APP或电脑实时查看数据。
高可靠性:适应野外复杂环境,具备防雷、防潮、抗干扰能力。
可扩展性强:可根据需求增加传感器类型或监测点。