一、方案概述
土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)土壤墑情(土壤濕度)的長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)監(jiān)測(cè)。用戶可以根據(jù)監(jiān)測(cè)需要，靈活布置土壤水分傳感器;也可將傳感器布置在不同的深度，測(cè)量剖面土壤水分情況。系統(tǒng)還提供了額外的擴(kuò)展能力，可根據(jù)監(jiān)測(cè)需求增加對(duì)應(yīng)傳感器，監(jiān)測(cè)土壤溫度、土壤電導(dǎo)率、土壤PH值、地下水水位、地下水水質(zhì)以及空氣溫度、空氣濕度、光照強(qiáng)度、風(fēng)速風(fēng)向、雨量等信息，從而滿足系統(tǒng)功能升級(jí)的需要。土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠全面、科學(xué)、真實(shí)地反映被監(jiān)測(cè)區(qū)的土壤變化，可及時(shí)、準(zhǔn)確地提供各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的土壤墑情狀況，為減災(zāi)抗旱提供了重要的基礎(chǔ)信息。
二、系統(tǒng)組成
土墑情自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要是針對(duì)土壤水分含量和土壤溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)組成。通過墑情傳感器和溫度傳感器測(cè)量土壤的體積含水量（VWC）和溫度值。同時(shí)，可以根據(jù)用戶的需求，該系統(tǒng)可以擴(kuò)展配置空氣溫濕度、土壤電導(dǎo)率、太陽輻射、二氧化碳等氣象傳感器。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)一由自動(dòng)監(jiān)測(cè)站發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺(tái)，數(shù)據(jù)按照統(tǒng)一的格式進(jìn)行存儲(chǔ)，通過圖表格式直觀展現(xiàn)給用戶。系統(tǒng)組成土墑情自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體架構(gòu)由感知層、傳輸層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、應(yīng)用層以及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和運(yùn)行保障體系組成。
感知層：位于物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的zui底層，其功能為“感知”，即通過傳感網(wǎng)絡(luò)獲取感知采集信息。感知層是物聯(lián)網(wǎng)的核心，是信息采集的關(guān)鍵部分。
傳輸層：是數(shù)據(jù)通信的核心，是數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕ǖ?，網(wǎng)絡(luò)層主要采用NB-IoT、4G、5G等通信網(wǎng)絡(luò)。
通信服務(wù)層：由物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備管理平臺(tái)組成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的匯集與管理，為土壤墑情監(jiān)測(cè)平臺(tái)及其他應(yīng)用平臺(tái)提供zhuan業(yè)、便捷的數(shù)據(jù)接口服務(wù)。
應(yīng)用層：由智慧管網(wǎng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)或第三方業(yè)務(wù)管理平臺(tái)組成，實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理、報(bào)警信息管理、大數(shù)據(jù)分析、水力模型分析、管網(wǎng)分析等功能。
三、系統(tǒng)功能
1、監(jiān)測(cè)站點(diǎn)分布
系統(tǒng)配有GIS地圖，可顯示當(dāng)前所有監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的分布地理位置，方便管理者確定監(jiān)測(cè)站位置，如發(fā)生報(bào)警超標(biāo)事件，可**時(shí)間定位站點(diǎn)位置。
2、實(shí)時(shí)在線監(jiān)控
實(shí)時(shí)采集實(shí)現(xiàn)了各遙測(cè)點(diǎn)墑情信息的實(shí)時(shí)采集及自動(dòng)無線傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)平臺(tái)；在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可通過傳感器設(shè)備，例如在線實(shí)時(shí)溫濕度、光照度等數(shù)值、土壤環(huán)境、空氣質(zhì)量、土壤水分等參數(shù)的變化情況。
3、監(jiān)測(cè)預(yù)警
通過系統(tǒng)平臺(tái)，用戶可設(shè)置所監(jiān)測(cè)參數(shù)的安全值域，一旦前端傳感器監(jiān)測(cè)到某處土壤水分/作物需肥/灌區(qū)水量參數(shù)超過安全值域，系統(tǒng)將發(fā)送報(bào)警信息通知用戶，以便快速處理，將影響減至zui低。
4、數(shù)據(jù)分析查詢
采用高*度傳感器且系統(tǒng)運(yùn)作無需人工參與，保證測(cè)報(bào)工作的高*確性；無人值守太陽能供電，可連接無線傳輸模塊，適于長(zhǎng)期放于野外，防雷、防水、防塵不受環(huán)境因素影響；系統(tǒng)自動(dòng)生成數(shù)據(jù)圖表，用戶可直觀了解農(nóng)田生態(tài)環(huán)境變化情況。采集數(shù)據(jù)可保存，隨時(shí)查看歷史數(shù)據(jù)，并可用于分析，打印存檔。
5、視頻監(jiān)控
系統(tǒng)可對(duì)監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行24小時(shí)全天候遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)監(jiān)測(cè)站附近的環(huán)境變化以自動(dòng)采集土壤墑情實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并利用無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸、灌溉系統(tǒng)、水肥一體化情況通過視頻觀測(cè)了解實(shí)際情況。
四、系統(tǒng)特點(diǎn)
◆全面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤水分，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)可靈活進(jìn)行單路測(cè)量或多路剖面測(cè)量。
◆設(shè)置土壤水分超過預(yù)先設(shè)定的限值時(shí)，立刻上報(bào)告警信息，輔助農(nóng)田區(qū)應(yīng)急管理
◆云服務(wù)平臺(tái)，B/S 架構(gòu)軟件平臺(tái)，可隨時(shí)查看、下載和在線分析數(shù)據(jù)。
◆用技術(shù)，保證傳感器的*度，穩(wěn)定性，和環(huán)境耐受力。
◆遙測(cè)終端數(shù)采高度集成傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)傳輸單元，電池等，IP67 防水，野外耐受能力。
◆數(shù)據(jù)有RTU ，網(wǎng)關(guān)和服務(wù)器三級(jí)緩存，斷點(diǎn)數(shù)據(jù)主動(dòng)續(xù)傳，保證數(shù)據(jù)的完整不丟失。
◆支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸協(xié)議加密，保證數(shù)據(jù)傳輸安全，不被惡意截獲和解析。
◆平臺(tái)功能強(qiáng)大，運(yùn)行穩(wěn)定，界面友好，畫面*致。
五、系統(tǒng)意義：
開展土壤墑情監(jiān)測(cè)，可以掌握土壤墑情變化規(guī)律，針對(duì)作物生長(zhǎng)狀況、水分需求和土壤水分狀況，科學(xué)確定灌溉時(shí)間和灌溉數(shù)量，指導(dǎo)農(nóng)民采取合理的灌溉方式，科學(xué)澆水。并及時(shí)采取覆蓋、鎮(zhèn)壓、劃鋤、抗旱坐水等蓄水保墑措施，保證作物生長(zhǎng)期間的水分需求。。加強(qiáng)土壤墑情監(jiān)測(cè)，合理開發(fā)和利用水資源，調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局，對(duì)于促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
