基於4G DTU土壤墒情無線監測係（xì）統方案

一（yī）、概述

   為了提高農牧業抗旱管理水平，快速掌握土地旱情動態，避免或減少（shǎo）旱災造成的損失，逐步建立起廣泛（fàn）覆蓋的無（wú）線多點土壤（rǎng）墒情監測係統已（yǐ）經成（chéng）為相應管理部門的重要（yào）任務（wù）之一。 無線多點（diǎn）土壤墒情監測係統能夠實現對（duì）土壤墒情（土壤濕度（dù））的長時間連續監測（cè）。用戶（hù）可以根據監測需要，靈活布置土壤水分傳感器；也（yě）可將傳感器布置在不同的（de）深度，測量剖麵（miàn）土壤水分情況（kuàng）。係統還提供了額外的擴展能力，可根據監測需求增（zēng）加對應（yīng）傳感器，監測土壤溫度（dù）、土壤電（diàn）導率、土壤PH值、地下水水位、地下水水質以及空氣溫度（dù）、空氣濕度、光照強度、風速風向、雨量等信息，從而（ér）滿足係（xì）統功能（néng）升（shēng）級的需要。 在傳統的土壤（rǎng）濕度監（jiān）測（cè）工作中,往往過程複雜、操作不便。如在地形複雜的環境下會遭遇布線困難的（de）情況等。並且傳統方式缺（quē）乏一定的時效性,很難做到人機（jī）脫（tuō）離下的實時監控。

二、係統組成

係統主要由監控中（zhōng）心（xīn）、通信網絡、遠程監（jiān）測設備和土壤墒情檢測設備四部分構成。

1、監控中心 

  硬件（jiàn）主要由服務器、計算機、交換機、打印機等組成。軟件（jiàn）主要有操作係統軟件、數據庫軟件、土壤墒情在線監測係統（tǒng）軟件組成。 

2、通信平台 

      包括三大（dà）運營商4G網絡和 INTERNET公網。係統計（jì）劃采用公網專（zhuān）線的組（zǔ）網方式，監控中心需具備可上外網的固定 IP地（dì）址。 

3、遠程監測（cè）設備 

      遠程監測設備可根據供電類型分為市電供電土（tǔ）壤墒情（qíng）監測終端（duān）、太陽能供電土壤墒情監測終端（duān）和電池供電（diàn）土壤墒（shāng）情監測終端。針（zhēn）對土壤墒情監測點分散（sàn）分布、不易布線的特點，建（jiàn）議選（xuǎn）用太陽能供電型土壤墒情監測終端。

 4、土壤（rǎng）墒情檢測設備 

   根據（jù）監測需求，可（kě）采用（yòng） 1路土（tǔ）壤水分傳感器實現單點墒情檢測；也可采用多路土壤（rǎng）水（shuǐ）分傳感器，並將傳感器布（bù）置在（zài）不同的（de）深（shēn）度，實現監測點的剖麵土壤墒情檢測。

三、係統工作原理：

   將傳感器埋（mái）設於農（nóng）田、園林、溫室等預設目標區域，實時采集溫度、濕度、光照、氣體濃度等（děng）環境信息，精確獲（huò）取土壤水分（fèn）、壓實程度、電導率、pH 值、氮素等土壤信息，並（bìng）將這些數據（jù）通過 CaiMore 4G DTU數傳模塊傳送（sòng）到控製中心，進行分析計算，為精確調控提供有效（xiào）數據。

四、係統（tǒng）功能

● 實時監測土壤水分，各監測（cè）點可（kě）靈活進（jìn）行單路測量或多路剖麵測量。

● 土壤水分超過預先設定的限值時，立（lì）刻（kè）上報告警（jǐng）信息。

● 可擴展土壤溫度、電（diàn）導率、PH值以及地下水參數、氣（qì）象參數等監測功能。

● 數據（jù）采集、存儲頻率可靈活調整，可遠程設置監測設備工作參數。

● 遠程監測（cè）設備隻在采集數據時才給傳感器供（gòng）電，一方麵節約（yuē）了能源，另一方麵避免 了（le）因長期供電導致土壤物理性質變化所形成的測量誤（wù）差。

● 支持GPRS、短消息、局域網等多種通訊方式，推薦采用GPRS無線通訊。

● 可同時將監測數據上報至多個中心。

● 具備遠程設備維護功能，可擴展（zhǎn）遠程拍照功能。

● 具備監測數據、報（bào）警數據的統計、分（fèn）析功能，數據報表（biǎo）可（kě）導出、可打印輸出。

● 監測係統軟件具備GIS功能，可在地圖上顯示各監測（cè）點的詳細分布位置（zhì）。

● 監（jiān）測係（xì）統軟件支持通過OPC接口與其它係統對接。

五、結論

      隨著信息技術和現代通信技術（shù）的發展與普及，4G DTU數傳（chuán）模塊作為無（wú）線通信網絡中的一種數據傳輸媒介，其發展日漸成熟，可以為廣（guǎng）大的農田沃土環境提供性能穩定、低成本、低功耗的無線通信解決方案。