土壤自动化监测系统方案

2/55墒情监测系统实施方案目 录111222335墒情自动化监测系统总体设计6667系统工作方式与数据流程88墒情监测站网与站网布设9墒情监测站网分类9土壤墒情监测根本站点的设置10土壤含水量垂向测点的布设11墒情遥测站设计121212土壤墒情监测点区域选建与选站原则和相关土建13仪器安装调试与数据校验151616数据采集终端17墒情自动化监测系统通信设计18〔PSTN〕1819全球移动通信系统〔GSM〕20GSM的通用无线分组业务〔GPRS〕22CDMA23基于GPRS/CDMA网络的组网解决方案24监测中心站设计28中心站系统配置282830墒情自动化监测应用软件设计31软件设计总体思想313132333333343737383939394041附录1 墒情监测点的勘查和土壤含水量的测定方法43附录2 墒情报送制度与报送方法481/55概述建设墒情监测系统的必要性根本信息收集的根底工作。重要的要素是土壤含水量的监测！2023hm259.3%，因此干旱缺水已成为壤水份的监测，先后承受了烘干称重、中子水份计和TDR时域反射仪等方法，这作，更无法实现墒情数据的自动传输、处理和统计，无法适应当前的农业、抗有必要建设墒情监测自动化系统，以保证我国经济的持续增长和社会稳定。系统建设任务依据国家墒情监测规和监测站实施方案和实时规程，整个墒情监测系统包开发等。四方面容：采集系统的建设：包括墒情与气象传感器的选型、率定、安装等；通讯传输系统的建设:包括通信方式确实定，通信设备的选型，安装调试等；监测应用软件系统的建设：完成软件的开发设计，实现系统集成；监测中心网络建设：包括中心站设备配置与其局域网的建设；系统建设目标状况下的自动监测；承受先进、牢靠、稳定的通讯方式，实现墒情数据的自动传输；通过中心监测软件的设计，实现数据的自动处理、统计、分析。系统设计依据设计的主要依据是：《土壤墒情监测规》SL000-2023《国家防汛指挥系统总体设计大纲》《国家防汛指挥系统一期工程初步设计总报告》《国家防汛指挥系统一期工程旱情分中心设计指导书》《计算机软件开发规》GB8566。系统设计原则规性系统建设中必需依据统一的规和标准，包括数据类型与存储格式，输入输出格监测和旱情信息治理系统工程的建设要求。先进性GIS技术、数据库技术与其他先进的软件技术与开发工具，来设计和开发系统。牢靠性运行稳定，数据传输安全牢靠，数据处理准确无误。有用性要求系统整体构造清楚，系统界面简明直观，各类安装手册、用户手册等文档系统利用现有资源进展整合开发，具有较高的资源利用率。要求子系统有良好的集成性，数据调用处理和各种功能实现平滑过渡。开放性系统的进一步开发预留接口。影响墒情变化的主要因素变化的打算因素。气温：气温通过影响土壤中水分的蒸发，对土壤墒情变化产生重要的影响。大风：一般大风持续时间长，空气对流加强，加速了土壤水分损失。地形：地形凹凸不同墒情的分布也不同，一般地势较低的地形墒情较足。其它因素：人们的耕作措施、植物蒸腾、光照强度等也对土壤墒情产生重要影响。墒情监测要素性、土壤水分状态、作物种类与生长发育状况四大要素进展监测。〔一〕气象要素日照等。中心进展信息共享，通过发送气象简报的形式获得；对于墒情监测区或接近区无气象站的区域和重点灌区可以建立自己的小型资料的整编。报，以了解墒情监测区的将来天气变化趋势。〔二〕土壤的物理特性壤空隙度来表达。的物理特性。〔三〕土壤水份状态凋萎含水量与作物不同生长期适宜的含水量。换算关系来进展换算。素之一。实际墒情监测中也应对地下水进展监测。〔四〕作物种类与生长发育状况期，作物生长发育期，观看作物的生长发育状况。相对湿度来表示。水量小于适宜土壤含水量时为缺水〔脱墒、土壤含水量小于凋萎含水量时为受的日期，受旱的天数，代表区域干旱程度与干旱的分布状况。主要专业术语解释除以粮食安全为核心的种植业外，还包括林果、牧草等种植区域。情对作物的影响与旱情程度。严峻缺乏。“过多”为高于相对适宜含水量；“轻度缺乏”依据生产实际状况确定，介于适宜和缺乏之间；“缺乏”为低于相对毛管断裂联系含水量；“严峻缺乏”介于缺乏和相对凋萎含水量之间。旱情评价指标：把旱情分为轻早、中旱、重旱、极旱四个等级。墒情“轻度缺乏”即为“轻旱”；墒情“缺乏”即为“中旱”；墒情“严峻缺乏”即为“重旱”；小于相对凋萎含水量即为“极旱”。墒情自动化监测系统总体设计总体思路情监测、墒情预报、旱情分析、旱情统计、抗旱治理功能为一体的综合系统。合的旱情数据库和抗旱治理调度模型，为抗旱决策供给科学依据和技术支持。由传统抗旱向现代抗旱转变，提高抗旱工作水平！系统组成示。6/5510/55系统功能墒情自动化监测系统能够在线监测土壤湿度、雨量、蒸发量、地下水水位B/STCP/IP库之间任意表、站和参数的数据实时同步。〔1〕遥测系统功能要求〔市〕墒情信息自动采集、传输和接收，可承受中心召测、中心巡测和终端主动发送三种运行方式。〔2〕旱情信息治理系统功能要求B/SC/SWEBGISC/S构造旱情相关数据的导入等功能，利用扫瞄灾造成的损失和影响降到最低程度。1〕建立旱情综合数据库，实现旱情信息的集中治理和二级信息共享。旱情数设计。数据库治理系统承受大型网络数据等技术来建立，系统软件设计承受C/S体系构造〔要求在省市级能用B/S体系构造〔要求在省市级能用。2〕GIS数据和其他数据，统立基于效劳器〔承受ORACLE数据库平台〕的空间地理数据库，实现各种应用系统共享。完成COM+组件开发，COM+ArcInfo的电子地图组件，数据、日志记录、系统配置。完成扫瞄器端软件开发〔要求在省市级能用，包括以下模块：根本信息、抗旱预案和评价、抗旱会商、系统治理。系统集成和数据库开发要考虑遥感监测系统的数据、二期〔77个固定点、23个移动点和试验站〕的数据和气象数据的处理、传输和查询。安全。系统工作方式与数据流程定时自报和召测/应答的混合工作体制。报送定时可设定为：6小时、8小时、24小时。墒情遥测站可以承受召测、巡测、自报和人工发送四种运行方式。人工发送：通过终端置数操作，将数据编制并发给监测中心。系统特点土壤墒情监测终端操作简便易用，高效省时，取代传统的数据采集方式，从而节约大量人力物力和时间；供给特有的四种运行方式和混合式的工作模式，满足各种不同的应用需求；多种数据传输方式可自由选择；的数据失真。墒情监测站网与站网布设墒情监测站网分类站网三种类型。送墒情和旱情信息。上的墒情和旱情监测点。网、地方墒情监测站网负责向地方各级主管部门公布墒情监测信息。时也可以纳入灌区的墒情监测站网。情监测点。土壤墒情监测根本站点的设置确定不得任凭转变，以保持墒情监测资料的全都性和连续性。气象和水文地质条件的代表性和种植的作物的代表性。查，其主要容有：地理位置，所属行政区划。四周地形与地物、地貌；水文地质条件，地下水测井状况与地下水理深；土壤质地、土层深度与土壤物理特性；作物种植的种类，种植制度；浇灌条件。空间变异性分析，以确定土壤含水量监测的平面空间的取样数目。测条件，代表性地块与气象站在气象条件上不应当有较大的差异。底和坡度大的地块中。平原区代表性地块应设置在平坦且不易积水的地块。土壤含水量观测点应布置在地块中心平坦的地方，应避开低洼易积水的地离，采样点的位置一经确定，应保持相对的稳定，不应作较大的转变。采样点确实定主要考虑采样位置对四周微地貌的代表性。土壤、水文地质条件、作物种类代表性等状况来确定。分类，抗旱决策等更好的效劳。土壤含水量垂向测点的布设测土层的深度、观测点的数目。测点数测点深度〔cm〕3020、50

10、30、5010、30、50、7010、30、50、70、9010、30、50、70、90、110土壤层薄的山丘区和地下水埋深浅的平原区可视具体状况承受一点法和二测深可达饱和带上界面。不得任凭改动测点的布置。国家和地方墒情观测站网的代表区域中的巡测点可承受一点法或两点法。灌区墒情监测站网代表性地块的垂向监测深度可达80cm，承受五点法，而巡测点可承受二点法或三点法。110cm30cm，200cm50cm。含水量的代表性分析，精简垂向测点的数目。墒情遥测站设计并通过各种通信网络向监控中心报送数据和承受监控中心的指令。设备构成依据地域特点和监测需要遥测站还可配置雨量、温度、蒸发、风速/风向、气压等传感器构成旱情综合测站。如以以下图所示：遥测站功能遥测站主要功能：实时、在线自动测量墒情数据；12/55可依据现场通信条件选择通信信道设计；具有随机自报、定时自报和应答功能；具有人工置数功能；具有固态存储功能，断电时能保存数据和设备信息不丧失；具有低功耗特点和电源电压告警功能。土壤墒情监测点区域选站原则和相关土建水时空分布特点，进展建设。土壤墒情监测点选站原则：〔片〕围，〔旱川地、梯田、塬地、坡耕地〕和作物种植制度等建立墒情监测标准站。墒情监测标准站(点)的构成：每个墒情监测标准站包括一个主点和假设干个辅点，以与10亩试验地。5—6术治理水平的地块上。试验地用于不同技术模式的土壤水分变化试验争论。13/55〔一〕主点的建立GPS持不变。〔或与当地气象部门共享气象数据〕。建立的主要过程是：选好主点后，开挖一个长1m,深度为80cm的土壤剖面10、20、40、60cm5-10间跟踪数据比较，并在相邻近的地方，用酒精燃烧法进展同层次土壤水分测定，了解仪器安装后土壤墒情变化；三是仪器稳定后，将数据采集器采集时间定为4614/55〔二〕辅点的建立台与土壤采样设备。S10cm探头安装在传感器上，水平插入，翻开测试仪器，得到10cm土壤水分数据并进展20cm20cm水分数据进展记录，然后向下挖一铣土〔20cm〕,20cm40cm水分数据进展记录，最终沿用以上方法，测定60cm水分数据进展记录。记录数据果。仪器安装调试与数据校验确保与时、有效地供给上报牢靠的监测数据，提高监测技术工作水平重要环节。为此，各监测站建立后，要求抓紧进展墒情监测仪器与常规测定方法间的比较、校验工作，以提高监测数据质量。土壤墒情与旱情监测工作一般承受承受仪器测定与试验室化验分析相结合15/55水分监测数据的类比、校验分析。主要工作方法是，在用墒情传感器测定墒情数据时，同时用铝盒采集相应土的相关关系与估算值，得出两者间相关数据，对土壤水分数据进展测试校正。主要设备墒情传感器土壤墒情监测主要承受仪器测试法。SWR—1WR-2型土壤水分传感器和TSCⅡ型智能化土壤水分速测仪〔固定式、TSCⅢ型智能化土壤水分速测仪〔移动式〕两局部构成。TSCⅡ型固定式土壤水分数据采集器〔固定式。16/5519/554SWR—1型土壤水分传感器、多通道数据采集器和计算机构成。RAMRS232通讯接口，件的地方。可通过配置笔记本电脑或移动PC电脑与多通道数据采集器的接口随时对接采集相关墒情信息。辅点、试验地的土壤墒情监测承受TSCII型智能化土壤水分移动式速测仪，SWR—l由1个SWRSWR型土壤水6、10、15、20cm四组可拆式探头组成。其优点是便于携带，可仪器安装调试较为便利。数据采集终端一般选用通用的数据采集终端。要求如下：要求进展灵敏配制。可以远程配置各种采集参数。可采集多种类型的传感器数据，集数据采集、存贮与通信于一体，、GPRS墒情采集、传输网络。可以以自报、自报-确认和召测三种工作体制混合组网。具有现场显示功能，屏蔽调试数据功能。有功耗把握，蓄电池保护和避雷保护措施。墒情自动化监测系统通信设计〔市〕的相关部门。面对各种通讯做一简要介绍〔GPRS/CDMA。公共交换网〔PSTN〕往往作为备用信道使用。拨号网〔PSTN，PublicSwitchedTelephoneNetwork〕是利用公用系统实数据传输方式。接通线路后，由频带调制解调器〔Modem〕转换数据信号完成Internet的按需拨号功能，实现局域网的远程互联。适用围PSTN主要优缺点PSTN适用围广；PSTN输质量也较高；3～6低于无线信道组建的专网。PSTNPSTN如经过的交换局过多建立通信花费的时间就会增多，同时如承受通用调制解调器，由于沟通电路后还要协商通信速率，这样一个测站数据的传输需要30～40可通过在分中心安排多条线路或设置集成转发站来解决。路较长时，建设、修理费用也高，使它应用受到限制。当承受通用的调制解调器时，其功耗相当大，使用中必需实行节电措施。号上电工作。成引雷设备，极易造成设备因雷击而毁坏。步探究。有关单位正在研发，寻求较有用的技术途径。超短波信道合实际需要选择适宜的频段，报请当地无线电治理委员会批准后实施。适用围b.平原和起伏不大的小山区和丘陵地区。c.目前已建成超短波通讯网的地区。a.优点实时性能好；功耗小，很适合无市电地区运行。b.缺点和设计中应认真对待的问题在用户拥挤的地区〔多为经济兴盛地区，各种干扰〔同频干扰〕日趋严峻。治理极为不便。有些地区天线需高挂，从而造成塔杆造价过高。3全球移动通信系统〔GSM〕移动通信是我国近十多年来进展最快的一种通信系统，目前已掩盖我国很多城信资源，是一种无线通信公网。承受GSMGSMGSMGSM网完成测站-分中心的点对点的墒情数据上报。GSM再通过数字数据网DDN、非对称数字用户环路ADSL〕心等的数据转发。实践说明，利用GSMGSM比较成熟。20/55利用GSM短信息平台组网，具有以下优势：系统响应速度快，传输时效好，信道稳定牢靠。100地实施远程把握，所以组网格外灵敏。便利，不仅一次性建设投资少，而且维护治理简洁，运行费用低。选用GSM组网，应留意以下几个问题：GSM〔估测。GSM10～20db方可保证数据的牢靠传输。SIM题。为节约电源消耗，测站GSM态，发信息时上电启动，短信息发送成功取得确认后恢复休眠状态。分中心的GSMGSM设置专用的墒情信息效劳器，再通过数字数据网〔DDN、非对称数字用户环路等数字电路完成向分中心等的数据转发，这样既可保证畅通率，又使系统数据传输更加快捷。手机死机。另外，由于GSM是一个相当简洁的系统，各地的网管和电路质量也不完全全都GSMGSM07.05GSM07.07等措施。21/55GSM的通用无线分组业务〔GPRS〕GPRSGSM的无限IP连接，是一项高速数据处理的技术，方法是以“分组”的形式将数据GSM3突出的特点是传输速率高和费用低。GPRSGSM100KbpsGPRS171.2kb/s。与有线GPRS无线通信方式则显得格外灵敏，它具有组网灵敏扩GPRS系统可IPGPRS业务平台上构建信息采集传输系统，实现信息采集点的无线数据传输具有可充分GPRS无线在线监控系统具备如下特点：实时性强GPRSGSM的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。可对各监测点仪器设备进展远程把握GPRS报告、召、巡测、远程配置等把握功能。建设本钱少低由于承受GPRS公网平台，无需建设网络，只需安装好设备，建设本钱低。监控围广构建信息采集传输系统要求数据通信掩盖围广，扩容无限制，接入地点无限22/5523/55全省围，局部信息采集点位于偏僻地区，而且地理位置分散。具有良好的可扩展性的在线监控，根本满足统传输数据的要求。系统的传输容量大中心站要和每一个信息采集点实现实时连接。由于信息采集点数量众多，系GPRS技术能很好地满足传输突发性数据的需要。数据传送速率高：20bpsGPRS网络传送速率理论上可达40Kbps左右，完全能满足本系统数据传输速率的需求。通信费用低：可承受包月或流量计费方式，运营本钱低。CDMA通讯网络CDMA是码分多址的英文缩写〔CodeDivisionMultipleAccess)，它是在数CDMA技术的原理是基于扩频技术，马上需传送的具有确定信号带宽信息数据用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进展调制，使原数据信号的带宽被扩信号作相关处理把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。CDMA多址技术完全适合现代移动通信网所要求的大容量、高质量、综合业务、软切换等，正受到越来越多的运营商和用户的青睐。CDMA2023是美国向ITU提出的第三代移动通信空中接口标准的建议，是CDMA技术。CDMA2023室最高数据速率为2Mbit/s以上，步行环境时为384kbit/s，车载环境时为144kbit/s以上。CDMA2023-1Xcdma2023的第一阶段(IS-95，低2Mbit/s)308kbit/s的数据传输、网络部份引入分组交换，可支持移动IP业务。CDMA2023-1X承受扩频速率为SR1，即指前向信道和反向信道均用码片速率1.2288Mbit/s的单载波直接序列扩频方式。因此它可以便利地与IS-95(A/B)容量不够的蜂窝(cdmaone)CDMA2023-1X系统，从而削减了用户和运营商的投资。由于CDMA2023-1X承受了反向相干解调、快速前向功IS-9520倍。实际要比模拟10GSM4-5倍。络接通率。听和手码被盗。0.15.6GPRS/CDMA网络的组网解决方案modem接入方式，安全性、稳定性高，时延小，费用低，但是带宽小；互联网接入安全性、稳定性相对较差，但是费用较低且格外便利。各地应依据实际状况选择不同的接入方式。〔一〕专线接入中国联通/VPNCDMA1x/GPRS的虚拟专有数据网络，通过安排一个固定IP地址网段，如IP地址段为~55，子网掩码为，表示为用户供给256IPVPNVPNInternet接入的用户节点通信。联通或移动公司可为每一台CDMA1x或GPRS DTU的UIM卡或SIM卡IPDTUIDIPDTUIP地址，DTUCDMA1xGPRS网络后，在IPDTUID号进展注册和通讯。用户的数据监控中心经数据专线〔或光纤〕PDSNGGSN数据安全性好，在用户VPN网络部通信，与外界任何环节无关。数据中心数据传输带宽能够保证，使用数据专线方式，带宽可达2M。数据传输延时，能够最牢靠地保证数据传输的稳定性，降低丢包概率。CDMA专线接入示意图，GPRS接入与之类似。图一 专线接入〔二〕modem接入与上述一样，也利用中国联通/移动供给VPN 业务，为用户组建基于CDMA1x/GPRS的虚拟专有数据网络，通过安排一个固定IP地址网段，这些地址只能在该用户的VPN部之间通信，不能与其他用户的VPN节点通信，也不能与通过Internet接入的用户节点通信。DTUUIMSIMIP地址，数据中DTUIDIPDTU安排固定IP地址，DTU连接CDMA1x网络后，在指定网段动态获得IP地址，这种状况25/55DTUID号进展注册和通讯。用户的数据监控中心经无线CDMA1xModem或GPRSModem连接至联通PDSNGGSN效劳器。这种接入方法的特点：VPN网络部通信，与外界任何环节无关。80~100Kbit/s带宽。直接在网络部通信，网络延时小、稳定性高。1台CDMA1xModem或GPRSModem即可，使用费用按数据流量计费。CDMA无线接入示意图，GPRS接入与之类似图二 无线modem接入〔三〕ADSL拨号连接〔IP地址〕CDMA1x网络和移动的GPRSInternet互联网是无缝连接的，数据监控中心可通过ADSL拨号方式登录Internet互联网，获得公网IP地DTU实现数据通信。ADSLIP地址是动态的，可在数据中心申请固定DTU中设置数据中心的域名，通过域名解析方法，实现数据传输。DTUIP地址，DTU连接IPDTUIDDTU掉线后上线再次安排IP不同而不能与数据中心取得联系。这种接入方法的特点：通过Internet互联网进展数据转接，数据安全性差、稳定性差。26/55ADSL宽带上网的带宽都在几百Kbit/s左右。 接入本钱和费用较低，格外便利，ADSL500~600元/月。CDMAADSL拨号接入示意图，GPRS接入与之类似。图三 ADSL接入〔互联网的一类接入〕〔四〕IP接入ADSLIP地址方式类似，很多公司都有一台连接Internet的效劳器，并有固定公网IP地址，但是考虑到效劳器的稳定运行问题，NAT端口映射方式，数据中心DTU实现数据通信。DTUIPDTUCDMA1xGPRSIPDTUIDDTU掉线后上线再次安排IP不同而不能与数据中心取得联系。这种接入方法的特点：IPDNS域名解析效劳器。Internet互联网进展数据转接，数据安全性差、稳定性差。Kbit/s左右。接入本钱和费用较低，格外便利，公网线路月使用费〔含固定IP地址〕为800~1000元/月。以下是CDMA的固定公网IP接入示意图，GPRS接入与之类似。27/55图四 公网固定IP监测中心站设计〔卫星/PSTN/超短波/CDMA/GPRS/GSM等〕、墒情工作站、不连续电源系统与墒情监测软件等组成。中心站系统配置中心站设备配置包括两局部，一是系统的硬件配置，二是软件系统的配置，网络的建设与其相关配置。硬件配置墒情自动化监测系统的设备按下述要求进展配置。具体配置为：效劳器与系统平台28/5529/55墒情自动化监测系统和抗旱决策支持系统的效劳器，从规律上看有三个：①数据库效劳器DBMS；②扫瞄效劳器WWW；③应用效劳器AS。监测中心的计算机网络系统的效劳器，从规律上看有四个：①网管效劳器NMS；②域名效劳器DNS；③电子效劳器E-mail；④扫瞄效劳器WWW。考虑到各地墒情监测系统规模和力气需要，将两个系统中具有一样功能的效劳效劳器的硬件平台承受微机效劳器。交换机口。路由器用路由协议〔如：OSPF、RIP、RIPII、BGP等，具备拨号接入功能，能够为移动用户供给远程效劳。专线初装与节点设备CHINADDNCHINAFRN络中心互连的地面信道，专线速率要求大于等于64Kbps，另外选择适宜的备用信道〔如：ISDN。微机工作站和打印机1络打印机，为本中心局域网上的用户供给打印效劳。通信系统接收设备和电源系统等备，如中选用CDMA网络无线接入方式进展通讯传输时，监测中心需配置CDMA丧失等。机房改建、测试设备、和避雷器等响应速度快的避雷器。机房面积：≥40m22.5m250kg/m2湿度：30%～80%200LUX接地电阻：≤5ΩGB2887-89机房应配置备用应急照明装置。软件配置〔1〕网管与网络安全系统安全系统软件主要用于分中心局域网的安全性。数据库治理系统在墒情监测中心建设中，要选择适宜的数据库治理系统。墒情监测应用软件系统以与向上级部门上报数据的工作。墒情自动化监测应用软件设计软件设计总体思想〔〕、降水、气象、蓄水、墒情旱情信息、综合分析、决策支持等方面。其主要应用表达在以下三个方面：气象信息、其他信息等的公布与查询；自动形成报表、图表等；资源综合利用等。软件设计原则先进型〔先进的技术、灵敏的方法、流行的设计思想〕扩展性〔多级分层设计、标准开放的接口〕开放性〔开放的接口支持其它系统的接入和融合〕互操作性〔承受Browser/Server方式，TCP/IP协议〕可移植性〔不依靠特定的硬件和软件平台，可移植〕31/55可伸缩性〔模块化设计，可多机运行〕安全牢靠性〔设置访问权限，数据全都性和完整性〕实时性〔考虑数据的通信、处理、存储、再现的实时性〕软件体系构造整个系统承受四层体系构造面表现形式。据库保存。括接口的转换、数据的分析、数据的率定和数据格式的转换等等。32/55层传来的需要下发到遥测站的命令。中心站主要功能等查询条件获得墒情数据；显示各点的墒情值；旱情分析：依据墒情、降雨、浇灌、作物分布生长期等因素进展旱情分计表。旱情信息的公布估、水资源调度合理利用等自动气象站的建设气象观测概述必需按世界气象组织和国家气象部门的统一规定进展。观测工程 、气压、湿度、风向、风速、地温、降水量、蒸发量等。气象要素随时间和地理变化，是气候分析和有关科学争论的根底资料。33/5525×251.2〔计0.7形和建筑物影响的开阔地段上。气候观测 争论积存资料而进展的观测观测时依据温度湿度、风、降水等自记仪器的记录，整理每小时的读数值，统计合计量、选择24小时最高最低值，月终和年终统计地面气象观测月报表和年报表。气象采集系统度、风速、风向、雨量、气压六要素。处理、存贮、通讯、显示和打印。极提高了观测时效，消退了人工读数误差，大要素遥测的自动化。系统构造和工作原理系统构造示意图如下：34/55应的传感器输出量产生变化。气象、温度、湿度、风向、风速、降水、蒸发、辐准电压模拟量和数字量，然后由数据采集器CPU按时序采集、计算，得出各个气存储、打印。485气象信息的公布与扫瞄。气象采集软件功能采集软件实现功能如下：风速、地温、累计雨量、等与极值数据。观测数据。35/5536/55〔市电停电状况下，自动供电系统可72168。大风数据文件等。发报业务。技术指标：气象要素 测量围精度风速气温-50--50℃±0.2℃湿度0--100%RH ±4%RH气压550--1060hPa ±0.4hPa降雨0--4mm/min(雨强)±0.4mm(≤10mm)±4%(＞10mm)注： *V为被测风速采集箱指标：时钟精度：±2/天电 源：AC220V+10%/-15%；50±2HZ预处理器功耗：5W1.5km防雷措施：系统设置避雷针接地，阻值≤8Ω0--40℃湿度<+80%RH室外局部：温度-40-50℃温度<=100%RH(无分散)采集系统的牢靠性因素是系统牢靠性设计中应认真对待并加以解决的问题，主要的影响因素为防雷、接地、电源、报汛信道牢靠性。系统的牢靠性，包含系统牢靠性和设备牢靠性两个指标：1)95%以〔重要把握站必需包括在P95%。PP=〔m/N〕×100%式中N——依据设计要求完成的数据处理作业的次数；2)99%以上。3)监测站、中心站设备的MTBF6300h。电源治理直流电池防过电和欠压、电源治理等，主要设计容如下：1〕沟通供电线路应安装漏电开关、过压保护；沟通稳压器应具有瞬态电压抑制的力气，即抑制谐波的力气；直流电池防过电和欠压措施；(一)系统的工作环境、电源要求:系统的设备应能在以下温度和湿度条件下正常运行：〕中心站和分中心站：温度：5～40℃，〕-10～45℃，95%〔40℃(二)系统的电源设计1〕中心站和分中心站沟通电源：单相220V允许变幅为±10%50Hz±1Hz，三相380V允许变幅为±10%50Hz±1Hz，中心站和分中心站沟通电源入的干扰，也可以配备不连续电源等，以提高供电系统的牢靠性；2〕中心站和分中心站、监测站直流电源：电压：12V允许变幅为-10%～+20%，24V允许变幅为-10%～+20%，推举使用12V；电流：电池供给电流的力气2A25W容量：全靠电池供电，应能保证设备连续30d，用太阳能电池浮充供电，应保证设备能长期牢靠工作。雷电防护防雷电源线和其它各类连线都应进展屏蔽，并给出抗雷电的措施。在接地的金属管中穿过；接地体，并留意防锈蚀措施；③太阳能电池的引线也应提出防雷措施；10KA；心接地体，接地线应足够粗〔截面积>3mm2；与设备的安全。报汛站使用的线避雷器应承受多级洩流措施。接地分中心：<5Ω<10Ω测站则可在屋顶安装闭合均压带，室安装闭合环行接地母线等措施改进防雷性能。中应实行以下避雷措施：安装避雷针，避雷针的接地电阻应小于10Ω；天线系统应依据具体状况安装适宜的避雷装置；避雷措施；室外电缆应实行良好的防雷措施，以防止信号线引雷；沟通电源接地、防雷接地和设备接地应各自单独引线接入地网；应用PSTN信道时，必需加装线避雷器。信道牢靠性地下水监测报汛信道承受双信道互为备份并实现自动切换是保证系统信息传输案。系统安全数据安全在地下水水情监测中主要实行了以下一些措施来保证数据的安全：数据现场存贮：在遥测站部，存贮有实时测量数据和历史测量数据。在通信据也不会丧失。重通信手段：遥测系统承受双通道保证通信的牢靠性。万一主通信信道消灭固障，遥测站可自动选用备用通信信道传输遥测数据。多数据中心：遥测站同时向地下水情数据中心、分中心等多个数据中心发送的事故，遥测数据也可得到有效恢复。数据牢靠传输机制：遥测站与地下水情数据中心、分中心之间的数据传输承受99.998%CRC16检错编码，并承受返馈重发的机制解决数据通信过程中出错和数据丧失问题。多环节数据备份：遥测数据传送到地下水情数据中心、分中心之后，首先在别与鉴权功能，以防止非授权人员恶意入侵或越权修改数据。数据人工录入：系统地下水情数据中心、分中心供给数据人工录入功能，在特别状况下，可人工录入数据，以保证资料的连续。日志记录：系统供给操作人员的操作记录，以用于事故追踪和故障恢复。系统安全为保证系统安全主要实行了以下几方面的措施：高牢靠性设备：选择符合国家和行业标准规定的、经过大量实际应用检验证雷电残压对设备造成损坏。稳定的通信方式：承受高牢靠的通信网络，并互为备份使用，保证数据通信的牢靠性。合理的设备配置备进展防潮处理，保证设备在高温潮湿的环境下牢靠工作。模块化分层次的系统设计：遥测站与地下水情数据中心、分中心软件承受模运行。现固障并快速恢复固障设备运行。实施组织与培训施工治理、财务治理等工作。按质、按量完成，使实施工程如期发挥效益。和维护任务。导等。护等方面获得全面了解和把握。培训课程包括：系统的总体构成和根本原理；各子系统的构成和根本原理；使用、维护、检修、测试等；系统的总体构成和根本原理；各子系统的构成和根本原理；各项软件的根本功能和根本原理；系统与各个子系统、各项设备、各项软件的使用操作。附录1 墒情监测点的勘查和土壤含水量的测定方法〔一、墒情和旱情监测点和代表区域的查勘1、自然地理条件的调查自然地理、水文气象、地质地貌、农田水利工程与农业种植状况进展调查。地貌与地物条件、地名等。调查墒情监测站点与代表区域的多年平均降水量、多年平均蒸发量、多年平均径流量、多年平均气温与多年平均地下水埋深等。量与地表水的利用状况。地面高程并了解地下水井的历史与当前资料观测状况。调查代表性区域地下水资源量与地下水资源的利用状况。了解浇灌耕地和非浇灌耕地的面积与安排状况。调查代表性地块和代表区域的水文、气象、农业治理和生态网络观测站的情况，调查各站点的地理位置、设站年月、观测工程等。调查墒情监测站点的与监测区域的交通状况和工作条件。名、灌区水利工程名称、浇灌系统、浇灌制度等，其他方面见以上条款。2、土壤与土壤的物理特征调查与分析的层次构造与分布进展查勘。测点的颗粒极配曲线。代表性地块和其他各监测点的土壤干容重分析，承受环刀取样，假设垂向为均50-10cm、20-30cm、40-60cm、60-80cm、100-110cm，每个层次取三个土样，以烘干称重法求出其干容重，当土壤层和包气带薄时可视垂向测点的布置来观测土壤干容重。用以上的土样为标本，用比重瓶法求出每个样品固体颗粒的体积、并求出每个样品的土壤真比重。本的孔隙度。20cm行上述的土壤物理特征分析。3、土壤水分常数的测定同时测定饱和土壤含水量，田间持水量和凋萎含水量等。对代表性地块和巡测点需测验其饱和含水量，土样的采样方法同土壤干容侧防止土壤的遗失，置入冷开水中浸泡2天后取出用离心机法、压力板仪法或烘干称重法测出其饱和含水量。在缺少仪器设备的状况下也可直接用浸泡称重烘干法来取得饱和土壤含水来作为饱和含水量值。掩盖测验地块的外表以防土壤蒸发在自然排水2天后，按饱和含水量采样布积含水量。在有条件的状况下也可在测验饱和含水量的同时用离心机法和压力板仪法测定田间持水量。让其自然消耗土壤中的水分，当叶片发生枯萎时测其土壤含水量。〔基模势〕的关系，并由土壤水分特性曲线来确定饱和含水量，田间持水量和凋萎含水量的值。土壤容重来推断土壤、来推断田间持水量和凋萎含水量。各种作物的适宜土壤含水量应对不同作物不同生育期进展试验争论来确定，水浇灌。各种作物的土壤含水量下限值用土壤相对湿度表示，可取用已有的争论成开头进展旱情。〔二、土壤含水量的测定方法1、土壤含水量的观测方法和仪器来说，应中选取几种常规的方法和常用的仪器。法和观测仪器。30观测，以建立两种观测方法或两种仪器观测结果的关系。一级主管部门申请更换观测仪器和观测方法，并立案存档备查。有率定曲线的仪器应先赐予率定，以确定仪器的读数与含水量之间的关系。的修理点修理，仪器修理或更换元器件假设影响观测效果时，仪器应重率定。2、取土烘干法〔0.01g〕取土钻、铲、铝盒、记录表与铝盒重量记录表等。测定记录表上记录用样日期、取样地点、取样深度和铝盒。30-50克左右。并与时送入室称重，不得长期放置。沿取土钻渗入下层，以影响土壤含水量的观测精度。称重时应核对盒号，登记盒重并作好湿土重量的记录。干净纸上进展，以防盒土壤洒出，假设有土壤洒出时应留神收集起来放入盒。105C~110C，持续6-8质气化而影响土壤含水量的精度。温箱中冷却至常温后再称重。从烘箱中取出土样时应留神，避开打翻土样。铝盒，核对铝盒和盒盖，以备下次再用。可承受下式计算土壤的重量含水率ww 1w

w 2100w2 0w1

为湿土+盒重，w2

为干土加盒重，wo土壤体积含水量可用下式计算wo式中为体积含水量，ro

为土壤干容重，w为重量含水量。表性地块的不同深度的土壤含水量由各种深度上测得的均值作为该代表地块的土壤含水量。3