土壤墒情监测系统

第二章土壤墒情监测系统土壤墒情监测系统是符合《土壤墒情监测规范KITOZER-2005中华人民共和国水利行业标准》，根据土壤墒情监测规范要求设计，不仅可实时监测墒情的最主要参数——土壤水分，还可根据用户需求监测土壤温度等，配套的软件可根据用户需要灵活设定墒情参数的采样周期和存储周期、巡测和召测数据及分析数据等功能。系统进行不间断监测，对土壤墒情的发生、发展及变化进行实时的监视和分析，为开展排涝抗旱工作提供信息依据。土壤墒情监测站系统一、产品特色：土壤水分传感器采用国际上最流行的现场测试土壤水分原理：频域反射原理（FDR），该技术最早应用于美国，即传感器发射一定频率的电磁波，电磁波沿探针传输，到达底部后返回，检测探头输出的电压，由于土壤介电常数的变化通常取决于土壤的含水量，由输出电压和水分的关系则可计算出土壤的含水量。水分是决定土壤介电常数的主要因素。测量土壤的介电常数，能直接稳定地反应各种土壤的真实水分含量。FDR土壤水分传感器可测量土壤水分的体积百分比，与土壤本身的机理无关，此原理是目前国际上最流行的土壤水分传感器测量方法。二、应用范围：广泛应用于农业、林业、地质等方面土壤温度测量及研究。三、产品特点:01、本机体积小，软件操作简单，性能可靠，记录间隔可根据要求从1分至24小时任意设置。02、全程跟踪记录被测土壤中的温度数据，记录时间长，具有断电数据自动存储保护功能。03、整机功耗小，整机功耗不大于2W。04、软件功能强大，数据查看方便，随时可以将记录仪中的数据导出到计算机中，并可以存储为EXCEL表格文件，生成数据曲线，以供其它分析软件进一步进行数据处理。05、单台记录仪可以接入最多8路土壤温湿度传感器探头，探头可测量土壤中的温度、湿度分布情况。06、记录仪可脱开计算机独立工作，当需要查看当前环境数据时可通过通讯接口由计算机读取记录仪内的数据。07、一台记录仪，可以同时测量多个点的温度及土壤湿度。08、数据通讯接口：RS232和USB双接口09、具有看门狗电路，自动复位功能，保证系统稳定运行10、数据储存容量：4M四、技术参数:技术参数土壤温度土壤水分单位℃%((m3/m3)量程-50～+800～100分辨率0.10.1测量精度±0.2±2%（0～50%量程内）采集周期1～30分钟存储容量>2年工作温度-50-80℃存储温度-50-80℃第三章土壤墒情监测系统技术方案土壤墒情监测系统由土壤水分监测站、监测信息收集网和监测信息收集加工处理中心组成。通过定时收集各监测站测得的不同深度土壤水分数据，形成监测区域内土壤水分数据库，对监测数据作加工处理和分析，生成各种加工产品，提供土壤墒情监测、农田合理施水、宜种作物选择、旱情预测等即时有效的服务。一、土壤水分监测站土壤水分监测站主要配备自动土壤水分测量仪、通信设备及计算机。自动土壤水分测量仪由土壤水分传感器、采集器、通信接口和系统电源四部分组成。1、自动土壤水分测量仪自动土壤水分测量仪主要由多点可调土壤水分探测器、数据采集器、通信接口和系统电源组成。（1）、多点测量深度可调土壤水分探测器特点：多点测量深度可调土壤水分探测器是采用FDR测量技术的水分传感器，利用电容原理测量土壤水分，通过调整安放在其上的探头位置可分别测量土壤不同深度的土壤含水量。该传感器配制灵活、测量精度高、性能稳定。安装时不破坏土壤结构，操作方便，可靠性高，维护及检定极为方便。（2）、自动土壤水分测量仪技术指标测量范围：0～100%土壤体积含水量系统分辨力：0.1%准确度：±2%土壤体积含水量平均无故障工作时间：大于8000小时（3）、自动土壤水分测量仪技术特点稳定可靠的高精度传感器：多点可调土壤水分探测器测量精度高，配制灵活。强大的通信网络接口：系统具有超强的通信能力，满足不同需求，包括有线、移动通信（GPRS、GSM短信）等。灵活的供电选配：提供交流、直流、太阳能等多种供电方式选择。专业化的数据处理能力：提供强大的数据存储、分析、报表、曲线等功能。方便的安装及维护：适于我国各气候区主要土壤类型，安装方便，性能稳定，可靠性高，方便维护。二、自动土壤水分测量仪数据采集及分析软件自动土壤水分测量仪中的数据采集器负责完成定时采集和存储土壤水分要素数据。采集数据存储在数据采集器中的存储器内。数据采集器可以存储三个月的小时观测记录数据和十分钟的观测记录数据。当存储器存满数据之后，再采集新的观测数据则自动覆盖最前面的数据。自动土壤水分测量仪的数据处理方法，按照中国气象局监测网络司制定的《土壤湿度观测规范》（暂行）进行处理。1、数据采集每一分钟对各层的土壤水分进行采样一次，每十分钟对一分钟的采样数据进行平均计算出十分钟的观测数据；每一小时对十分钟的观测数据再进行平均计算出小时的观测数据进行，同时根据观测场站给定的土壤状况参数，计算出其他相关的土壤湿度参数指标。2、数据存储自动土壤水分测量仪有四观测记录数据文件，即：小时原始观测记录数据文件、分钟观测记录数据文件、小时土壤湿度观测记录文件（S文件）和分钟湿度实时观测数据（SS文件）。3、数据显示 实时采集并显示各层土壤湿度数据，月变化图和年变化图。在省局的中心站时实显示全省各个站点各层的土壤熵情图，带地理信息系统。4、数据通讯自动土壤水分测量仪与中心站的数据通讯可采用RS-232/RS-485通讯方式、有线方式、移动通信GPRS、短信方式等。5、观测数据的下载自动土壤水分测量仪中数据采集器每十分钟会把采样计算的分钟观测记录数据自动地通过RS-232/RS-485通讯方式、有线方式、移动通信GPRS、短信方式等传送给终端计算机；每一个小时的正点时会把采样计算的小时观测记录数据自动地通过RS-232/RS-485通讯方式、有线方式、移动通信GPRS、短信方式等传送给终端计算机；另外终端计算机可以通过向数据采集器发送读取记录数据的命令，从数据采集器中读取相应的观测记录数据。三、监测信息收集网1、数据流程在数据采集计算机上，以数据库的形式分别建立系统运行参数库和实时要素库。人工输入系统运行参数，保存在系统运行参数库中，用以控制自动观测设备的数据采集和数据上传。自动土壤水分测量仪采集的各层数据，以及输入的相关的人工观测要素数据，保存在实时要素库中。依据系统运行参数，控制生成中国气象局统一规定的标准数据文件，并提供数据查询及报表打印功能。2、业务流程各地熵情站省气象局国家气象中心政府部门及有关部门

图2、数据流程简图说明：①监测数据：由各地监测站采集到的土壤熵情数据通过地面公网或无线通信网传送到省局气象台，汇总后通过气象局9210工程PCVSAT卫星通信网和地面公网传送到国家气象中心通信主机，并录入原始资料库。另一方面省局可对所有熵情站点进行远程状态监控。②省级产品：由省农业气象服务等单位，根据土壤熵情和其他资料加工生成产品通过地面公网传送到政府部门及有关部门，同时将有关土壤熵情的信息公布到网上，供民众上网查阅。③指令及状态信息：通过地面公网和气象局9210工程ISBN卫星通信网进行双向传输。第四章土壤墒情与旱情监测系统1、点墒情监测系统简述：自动土壤水分传感器采用的是符合《土壤墒情监测规范KITOZER-2005中华人民共和国水利行业标准》的时域反射（TDR）技术，根据土壤墒情监测规范要求设计，不仅可实时监测墒情的最主要参数——土壤水分，还可根据用户需求监测土壤水势、温度和电导率等，配套的软件可根据用户需要灵活设定墒情参数的采样周期和存储周期、巡测和召测数据及分析数据等功能。2、点墒情监测系统功能特点：(1)单个系统最多可对40个监测点实现垂向六点法同步检测。

(2)稳定可靠的高精度传感器，实现土壤水分的精确测定。

(3)强大的通信网络接口：系统具有超强的通信能力，满足不同需求。

(4)多种供电选配方案：提供交流、直流、太阳能等多种供电方式选择（标配为市电）。

(5)可视化计算机软件，可实时同步检测多路测点墒情，专业化的数据处理能力，提供强大的数据存储、分析、报表、曲线等功能，方便的历史数据查询系统。

(6)系统定制方便灵活，数据采样周期可灵活设定（10秒-30天）系统可存储50万条记录。

(7)方便的安装及维护：适于我国各气候区主要土壤类型，安装方便，性能稳定，可靠性高，方便维护。

(8)土壤墒情监测系统软件可以离线查看，也可实时同步检测多路测点墒情，多种信息显示方式(数值，曲线，柱状图等)，专业化的数据处理能力，提供强大的数据存储、分析、报表、曲线等功能，方便的历史数据查询系统。点墒情监测系统标准配置清单：主机：1台；探头：6支（可测6个点）；软件：1套；电源适配器：1只3、点墒情监测系统技术参数：检测项目：土壤含水量

单位：%（m³/m³）

量程：0～100

分辨率：0.1

绝对误差：±2%

相对误差：±3%

采集周期：10秒～30天

存储容量：计算机上位机50万数据

工作温度：0-80℃4、点墒情监测系统扩展性（用户可根据需要选配如下）：数据采集器土壤墒情监测系统计算机软件手持土壤墒情监测系统选配测定项目传感器土壤水分、水势、温度、电导率、PH、EC电导传感器、GPS全球定位（标配里不含）通信方式RS485/RS232覆盖范围1.5km光纤覆盖范围全球GSM/GPRS短信覆盖范围全球供电方式市电（标配）市电+后备蓄电池电源太阳能电池5、点墒情监测系统附录：土壤墒情与旱情监测系统/土壤墒情监测系统/土壤旱情监测系统/定点墒情监测系统软件界面：第五章土壤水温监测系统对于地埋换热井,有口径小,深度长等特点,传统的测温方式,如果测量地下200米的井,如下图结构,要放20路线20个PT100传感器.20跟每,若平均放置,即10米放一个探头,则所需线材最少要2000米,在井上需配置一个至少20通道的巡检仪,若需接入电脑进行温度实时记录,该巡检仪要有RS232或RS485功能,根据以上成本估计,这口井进行地热测温至少成本在10000元.虽然选择高精度的PT100可提高系统的测温精度,但对模拟量数据采集,提供精度的有效办法是提供仪器的AD转换器的位数,即提供巡检仪的测量精度,即使控10000元计算的设备,若能够在长距离测温的条件下进行多点测温,能够做到0.5度的精度,则是非常不容量。针对这一需求，搜博推出“地埋换热井在线测温系统”，本系统主要以下几部分组成：

1.传感器.

系统全部采用深井专用封装数字温度传感器,本传感器采用总线方式,可以1000米深井可靠工作.即可耐水压达10Mpa.

传感器精度达到0.01度(0-45度范围)2.远传温度采集模块.

传感器模块总线长度可达500米,可以可靠地测量500米以内的深井地热温度.3.上位机软件.专业的系统在线监测系统软件,具备如下常规功能：实时显示、记录、保存、历史曲线等等功能。4.防水专用电缆本电缆可根据用户需求任何订制，可在井下可靠长期工作。

5、特点与特色

专业金属垫模技术

不锈钢外壳封装及专用防护电缆

可以长期在水中工作，IP防护等级达IP67

防腐，防水，全密封

抗干扰能力强

导热性能好，响应速度快

可在各种恶劣环境下使用

适应地热检测需要，在10-40度范围精度高达0.1度采用美国Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS18B20，传感器采用不锈钢外壳封装，防水防潮。专门设计的传感器不锈钢外壳，仅有0.15的壁厚，具有很小的蓄热量，采用金属垫膜工艺让DS18B20与不锈钢内壁充分接触，同时采用导热性高的密封胶灌封，保证了温度传感器的高灵敏性，极小的温度延迟。SLST1温度传感器支持"一线总线"接口（1-Wire），测量温度范围为

-55°C～+125°C，在-10～+85°C范围内,精度为

±0.5°C。现场温度直接以"一线总线"的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量。SLST1数字温度传感器都具有唯一的编号，温度采集设备通过编号来识别对应的温度传感器。传感器的引线长度可根据用户需要定制，引线采用3芯专用传感器电线,出厂长度为1米。可用来精确测量土壤温度，传感器的精度和稳定性依赖于美国进口测温芯片DS18B20的特性及精度级别。通过地温数字信号接入自动气象站测量地表、浅层、深层地温.6、典型应用：1、公路表面温度监测

2、膨润土温度监测

3、空调换热井水温测试

4、啤酒生产

5、楼宇自控

6、仓库温度监测

7、环境监测

8、过程温度监测

9、空调监测。第六章多点土壤水分记录仪1、仪器名称：多点土壤水分记录仪、多点土壤温湿度记录仪、土壤水分监测系统型号KITOZER-2X型KITOZER-3X型KITOZER-5X型功能区别可实时记录土壤温度和土壤水分2个参数。可实时记录土壤温度、土壤水分、大气温度3个参数可实时记录土壤温度、土壤水分、大气温度、大气湿度、露点5个参数多点土壤水分记录仪能够对各类土壤进行长期定时监测记录，也可以实时快速测量和记录。2、功能特点：大屏幕中文液晶显示，薄膜式按键，可实时显示采样日期和时间（年月日时分秒）、组数、记录土壤水分、土壤温度、大气温湿度、露点低电压示警，自动关机RS232接口，数据提取并导入EXEL进行绘图，计算机分析软件免费下载，升级专用铝合金手提箱，重量轻，便于野外作业不同型号有不同功能，用户可按实际需求选购（详见型号区别）3、技术参数：水分单位：%（m3/m3）

含水率测试范围：0-100%

测试时间：≤2秒

测试的绝对误差：≤2%

相对百分误差：≤3%

土壤温度探头温度范围：-55℃-99℃

温度误差：±0.5℃

水分探头长度：不锈钢探针：80mm长；探头总长：205mm

土壤温度探头长度：200mm

标准电缆长度：1700mm(可按客户需要定做，最长可至100米)

功耗：小于50mA（机），小于5uA(待机)

待机时间：大于1000小时

水分存储数据：5000组

记录时间间隔：1-250分钟可任意设定

净重：1kg

标准配置：记录仪主机，土壤水分探头，土壤温度探头，通讯电缆，软件，手提箱第八章高智能土壤墒情监测系统1、应用范围：农业、林业、环境保护、水利、气象等行业部门用于土壤墒情监测、节水灌溉、温室控制、精细农业，可对各种土质的土壤进行现场野外流动测试，快速、准确地检测出土壤的含水量，对土壤墒情进行监控。不仅能够测试土壤表层水分，还能够测试深层土壤水分，能够满足上述行业的科研、生产、教学等相关工作需求。2、工作原理：采用国际上最流行的现场测试土壤水分原理：时域反射原理（TDR），即传感器发射一定频率的电磁波，电磁波沿探针传输，到达底部后返回，检测探头输出的电压，由于土壤介电常数的变化通常取决于土壤的含水量，由输出电压和水分的关系则可计算出土壤的含水量。水分是决定土壤介电常数的主要因素。测量土壤的介电常数，能直接稳定地反应各种土壤的真实水分含量。TDR土壤水分传感器可测量土壤水分的体积百分比，与土壤本身的机理无关，此原理是目前国际上最流行的土壤水分传感器测量方法。3、仪器功能特点：1、配置国际标准RS-232串行接口，既可连接分体式微型打印机（测试数据可以直接打印，方便查验测试数据），也可与电脑连接使用，上传相关测试数据，在电脑生成数据管理系统，实现数据保存、管理、远程发送。随机配备《土壤水分、墒情测试/分析系统软件》光盘，可以任意安装在PC机上，随时进行数据分析和察看测试历史数据，对所测试的土壤墒情进行动态评估分析。64×128大屏幕液晶汉字显示屏，具有背光显示功能，操作界面一目了然。2、采用数字线路，程序化控制，中文菜单显示操作流程、测试状态及测试结果，便于操作者使用，简单易学。3、传感器信号输出采用标准的电流环传送技术，使测量时抗干扰能力强，传送距离远，测量精度高，响应速度快。4、传感器外部材料采用聚四氟乙烯，密封防水性好，耐酸碱腐蚀，可长期埋入土壤中使用，不用维护。5、测试速度快，3秒钟即可测试出结果。6、传感器经过严格标定，受土质影响小，应用地区广泛,适合中国国情。7、仪器内置电子时钟，显示年、月、日、小时、分钟，方便查验测试时间。8、内置式独立芯片存储测试数据，可以随时查看测试数据。7、机箱一体式结构设计，携带方便，坚固耐用。4、技术指标：测量参数:土壤容积含水量单位：%（m3/m3）量程：0～100%（m3/m3）

精度：0～50%（m3/m3）范围内为±2%（m3/m3）响应时间：响应在1秒内进入稳态过程稳定时间：通电后约1秒工作电压：12V—24VDC工作电流：50～70mA，典型值50mA输出信号：4～20mA标准电流环探针材料：不锈钢密封材料：

ABS工程塑料测量区域：90%的影响在围绕中央探针的直径3cm、长6cm的圆柱体内最大遥测距离：1000米数据显示：4位半（00.00）温度测量（选配）范围:-50-150℃第九章便携式多参数土壤监测系统一、仪器简介：KITOZER便携式多参数土壤监测系统由一款多用途的操作简单，快捷的土壤监测仪器。最多可采集17个参数，可同时测量土壤水分、电导率、温度（摄氏，华氏）、介电常数实部（温度校正及未校正的）、介电常数虚部（温度校正及未校正的）和5个电压输出。测量深度最深可达30.48米。二、技术参数：1.测量参数介电常数测量范围：1-78（空气为1，蒸馏水为78），精度：±1.5％或±0.2；土壤水分测量范围：0-饱和，精度：±3％Vol典型电导率测量范围：0.01-1.5S/m，精度：优于±2.0％或±0.005S/m温度测量范围：-10-65℃，精度：±0.1℃2.物理及环境指标探头尺寸：长124mm；直径:42mm测量土壤的体积:长57mm；直径:30mm重量：200g（不包括缆线，缆线80g/米）电缆长度：7.62米、22.86米、30.48米任选，抗紫外线，可直接埋在土壤里。工作温度：结冰-65℃存储温度：-40-70℃4、主要特点：

无需校准，只需简单选择土壤类型（壤土、沙土、黏土或有机质）即可；简单易用的PDAWindows界面；读数可在PDA上即时快速显示并保存下来；数据接口RS485，PDA与PC连接后能自动下载数据，并在EXCEL中进行分析；PDA与探头通过电缆通讯或通过蓝牙无线通讯(可选)；数据方便携带，无需提前安装任何设备，便于进行土壤参数的点采集及土壤参数的分析和研究。第十章土壤墒情遥测及在线监测系统技术说明1、应用范围：农业、林业、环境保护、水利、气象等行业部门用于土壤墒情远程遥测调查监测、节水灌溉、温室控制、精细农业，可对各种土质的土壤进行室内或者野外在线监测，快速、准确地检测出土壤的容积含水量，对土壤墒情进行监控。不仅能够测试土壤表层水分，还能够深埋地下，同时测试不同深层土壤水分，能够满足上述行业的科研、生产、教学等相关工作需求。2、工作原理：采用国际上最流行的现场测试土壤水分原理：时域反射原理（TDR），即传感器发射一定频率的电磁波，电磁波沿探针传输，到达底部后返回，检测探头输出的电压，由于土壤介电常数的变化通常取决于土壤的含水量，由输出电压和水分的关系则可计算出土壤的含水量。水分是决定土壤介电常数的主要因素。测量土壤的介电常数，能直接稳定地反应各种土壤的真实水分含量。TDR土壤水分传感器可测量土壤水分的体积百分比，与土壤本身的机理无关，此原理是目前国际上最流行的土壤水分传感器测量方法。3、仪器功能参数：1、采用无人值守在线监控方式和人工在线监控两种工作模式。任操作者选择。2、配置国际标准485总线接口用于数据传输，稳定可靠。与电脑连接使用，上传相关测试数据，在电脑生成数据管理系统，实现数据保存、管理、远程发送。随机配备《土壤墒情遥测及在线监控系统软件》光盘，可以任意安装在PC机上，随时进行数据分析和察看测试历史数据，对所测试的土壤墒情进行动态评估分析。3、测试接口点数可以最多增加到256个，即可以同时对256个地点的墒情进行监控。4、采用军品级开关电源，保证长时间连续工作的电源保障，稳定可靠，寿命长。5、传感器信号输出采用标准的电流环传送技术（国内独家技术），使测量时抗干扰能力强，传送距离远，测量精度高，响应速度快。6、传感器外部材料采用聚四氟乙烯，密封防水性好，耐酸碱腐蚀，可长期埋入土壤中使用，不用维护。7、测试速度快，3秒钟即可测试出结果。8、传感器经过严格标定，受土质影响小，应用地区广泛,适合中国国情。9、软件内置电子时钟，显示年、月、日、小时、分钟、秒，方便查验测试时间。10、测试时间可以随意设定，最短1秒钟，最长可达24小时。随时查看测试数据。11、可以采用两种测定模式，一种为人工手动测试当前墒情数据，另一种为人工设定好测试时间间隔后，由计算机自动执行测试，并且把数据保存在计算机数据数据库中。12、测试数据自动生成WORD文档格式，使用者查阅方便。13、《土壤墒情遥测及在线监控系统软件》可以根据用户的教学、科研和工作需要，进行修改。（费用另行协商）4、技术指标：开关电源电压：24V接口协议方式：标准485总线测量参数:土壤容积含水量单位：%（m3/m3）量程：0～100%（m3/m3）

精度：0～50%（m3/m3）范围内为±2%（m3/m3）响应时间：响应在1秒内进入稳态过程稳定时间：通电后约1秒工作电压：12V—24VDC工作电流：50～70mA，典型值50mA输出信号：4～20mA标准电流环探针材料：不锈钢密封材料：

ABS工程塑料测量区域：90%的影响在围绕中央探针的直径3cm、长6cm的圆柱体内最大遥测距离：1000米数据显示：4位半（00.00）环境温度范围:-50-70℃电源方式：24V开关电源5、设备主要配置：测试主机1台《土壤墒情遥测及在线监控系统软件》软件光盘1张电源线1条传感器1只第十一章土壤水势水分自动监测系统

土壤中水分状况可以用两种方法表述：即含水量和水势。含水量是指单位体积或单位重量土壤中的水分含量。土壤水势是指从土壤中吸取单位水分所需的能量。在关于植物和水分，以及土壤中水分运动的研究工作中，我们需要知道土壤中水分的有效性，在作物需水的研究中，由于含水量不能反映土壤水分对植物的有效性，因此判断土壤的干旱程度的唯一指标是土壤水势。所以，测量土壤水势更能反映植物的舒适度，是实现节水灌溉的关键技术。土壤水势越来越受到研究者的关注，并已经成为表现土壤的一项重要物理量。

于高精度AD转换器和微处理器技术的PF-METER，无需注水维护，同时将测量范围扩展到100BAR，对土壤的科学研究有重大意义，将土壤水研究推向一个新的高度。测量覆盖全部对植物生长有意义的0到-15巴水势范围，是目前世界上唯一高精度、大范围自动原位监测的土壤水势仪（传感器）。PF-METER既能测量土壤水势同时又能测量土壤温度，两个参数通过SDI-12总线输出。对盐碱性土壤有很好的适应性，测量结果不受土壤理化性质和土壤种类的影响。输出信号同时具备模拟电压输出和SDI-12总线输出，兼容现有的各种数据采集器，可利用模拟输出方式接入到数采，也可使用总线方式接入到数采。该系统采用SDI-12总线技术，将传感器和数据采集器联系起来，数据采集器有48个通道，可以连接24个PF-METER传感器。土壤水势仪1、土壤水势传感器

区别于传统张力计有四点1．无需注水维护，张力计需要经常注水，缺水将严重影响测量精度。2．传感器埋设无特殊要求，传统张力计陶瓷头要和土壤充分接触。3．测量范围宽，100巴的测量范围，更好的适用于土工土力学的研究和野外生态定位观测站4．可同时测量水势值和温度值。

2、应用领域介绍土壤水文研究，植物生态、生理研究、环境监测、土壤水分供应、土壤水分运移监测,环境监测、自动控制节水灌溉、土力学研究、建筑物地基稳定性监测，边坡稳定性监测，冻土冻融研究。供

电：12V蓄电池或配置太阳能板测量范围：PFmeter有多个量程供不同研究目的应用。通道接口：SDI-12总线，传输大于100米

3、系统配置：总线式数据采集器GPRS无线传输模块土壤水势传感器pFmeter土壤水分传感器分线盒机箱支架组件电源组件延长电缆5米土壤水势仪土壤水势传感器第十二章土壤水分监测系统探头基本原理都是采用FDR测量原理测量的，此系统最大的优点就是传感器数量即测量深度可根据用户的需要进行配置，传感器之间的最小间距为10厘米，也可是10厘米的倍数。用户只需要确定将要测量的具体深度即可，无需其他的考虑。通过数据分析软件，根据不同层次的土壤水分含量，确定作物的根系范围，同时也可以根据作物的不同生长阶段，指导不同的灌溉用水量通过数据分析软件，简单明了的了解到作物的田间持水量、水分胁迫点、作物每日的蒸腾动态、可以监测土壤冰冻状态等等。探头上的传感器数量最多为16个，因为测量时每个传感器都有一个固定的地址，这样采集器才可以清楚的分辨出传感器测量出的数值为哪个点的数值。目前，在全世界应用的探头中，最深已经进行了高达30米深的测量，主要使用在工业采矿领域。通常情况下，使用Campbell公司的数据采集器上的控制口对探头进行测量控制，探头的通讯方式为SDI-12或者485模块。这样就可以在野外连续测量时实现无人职守，配合其他类型的传感器进行各种观测和监测。1、特点※多种灵活的布线方式

※可与已有的气象站、灌溉系统及遥感勘测配合使用

※充分节省水肥资源

※测量方式灵活，测量结果精确可靠

※在涡动协方差系统中，测量土壤水分效果更佳

※实时得到测量数据2、优点提高利润——有效的灌溉，能提高农作物的产量和质量节省钱财——优化水、肥料和能源的使用灵活性——建立一个满足你个人需要的农场管理系统可靠性与准确性——该技术已经被用来培育世界上超过100种农作物减少浪费——将水和肥料集中在根部，而不是通过根部最大限度地增加回报——有效的灌溉是农作物最好收成的保证安装简易——容易操作、不破坏土壤结构，从而保护了农作物的土壤墒情测量深度——可以安装在不同的深度测量，测量不同深度的土壤水分含量

兼容性强——兼容不同要素的气象站，比较灵活

可选性多——安装层次可以根据客户要求而定

保墒情好——不破坏土壤墒情，测量更准确3、主要应用※农业

※环境保护

※草业

※园艺

※葡萄栽培

※废水管理

※科研

※采矿业

※土壤墒情4、安装容易安装标准土壤取样器与Sentek设计的工具共同使用不破坏土壤结构可以在交叉的土壤类型中安装

的数据是怎样显示的？

可以与许多软件一起使用，所提供的数据能在第三者的软件程序上显示出来，或者在SENTEK的灌溉定时软件上显示出来（兼容的话）。第十三章土壤墒情实时监测系统一、概述我国是一个水资源时空分布极不平衡的国家，从空间来说，南方多，北方少，东方多，西方少，地区差异明显；从时间上来说，大半的水是以汛期形式出现的，雨季容易出现洪涝灾害，而旱季非常旱，经常造成大规模的旱灾。

为了提高抗旱管理水平，快速掌握旱情动态信息，科学指导抗旱救灾，避免或减少旱灾造成的损失，建立一套现代化的实时土壤墒情监测及抗旱信息管理系统已经成为水利管理部门的任务之一。

广州莱安智能系统开发有限公司致力于水利信息化应用服务，根据多年来项目的实际经验，研制开发了实时墒情监测系统，并在多个省级水利管理部门实施应用，发挥了良好的作用。二、系统目标及要求广州莱安智能系统开发有限公司土壤墒情实时监测系统主要实现固定站无人值守情况下的土壤墒情数据的自动采集和无线传输、移动站数据自动采集和无线传输、实验站数据人工录入及网络传输，数据并在监测中心自动接收入库；土壤墒情实时监测系统的建设，可以实现24小时连续在线监测并实时将监测数据和水文信息通过有线、无线等传输方式将土壤墒情监测数据实时传输到监测中心，同时监测中心可以对现场监测设备进行远程控制，实现工作人员能够及时准确地掌握监测站的土壤状况，对监测站的远程监控，从而更加全面、科学、真实地反映被监测区的土壤变化情况，提供有效的减灾抗旱监督手段。广州莱安智能系统开发有限公司土壤墒情实时监测系统是一套以在线自动分析仪器为核心，运用现代自动监测技术、计算机应用技术以及相关的专用分析软件和通讯网络所组成的一个综合性的在线自动监测系统。对土壤墒情的发生、发展及变化进行实时的监视和分析，为领导指挥抗旱提供决策依据。三、墒情实时监测系统广州莱安智能系统开发有限公司土壤墒情实时监测系统主要由监测站、通信系统和监测中心三部分组成。其中监测站又包括固定监测站、移动监测站和试验站三种形式。如图所示：1、固定监测站固定监测站其安装设备主要包括：土壤水分传感器、土壤水分采集仪、电源及终端控制模块、GSM/GPRS通信模块及天线、避雷模块。实现固定地点土壤多层土壤含水量的自动采集和上传。2.移动监测站移动监测站负责采集非固定地点的土壤含水量数据和定位信息并通过GSM/GPRS发送至监测中心。主要实现功能包括：设置土壤深度，自动采集并显示土壤含水率数据；编制并向监测中心发送采集到的土壤含水量等数据。3.实验站建立实验站，主要为了收集具有代表性的站点的多种综合旱情信息指标，包括土壤含水量、温度、湿度、风向、风力、降雨、辐射等数据，并进行试验分析，通过网络把数据传送至监测中心。设备采用旱情综合采集仪，实验站安装实验站管理软件。4.通信系统定站和移动站数据上传，解决方案可采用有线电缆、微波、Modem拨号、ISDN、ADSL、中国移动GSM/GPRS通信网络实现，推荐使用GSM/GPRS，其优点是无线传输、信号良好、覆盖率高、支持短信和IP协议，建设管理及运行成本低。对于实验站的数据上传，可以采用GSM/GPRS方式，也可采用电话拨号或者用户专用宽带网络实现。5.监测中心监测中心主要配置墒情数据接收机和墒情数据接收软件。墒情数据接收机可及时接收来自固定式土壤水分采集仪、便携式土壤水分采集仪所发送的实时数据，并可对固定式土壤水分采集仪下发指令或设置参数，该设备和土壤水分采集仪配合使用，共同组成旱情监测网络。墒情数据接收处理软件安装于墒情数据接收机上，实现对测站数据实时监测、数据集中管理、远程控制、站点信息管理、召测巡测和数据同步到数据库服务器等功能，可实现Web发布，查询、统计分析、决策支持等信息自动化管理。四、方案特点系统层次分明、接口关系简单、模块划分清晰，能够实现分布式部署，系统可伸缩性强。

系统软硬件均采用主流民用技术实现，兼容性极强，可适用于不同的用户环境，可扩展性高。

功能齐全，实现了从数据采集、数据传输、数据存储、信息查询和分析应用一系列工作，提供了全面、完整的解决方案。第十四章无线多点墒情旱情实时监测系统无线墒情与旱情管理系统又名无线土壤墒情监测仪、无线墒情监测系统、定点墒情监测系统、土壤墒情实时监测系统、无线墒情监测系统、GPRS土壤墒情监测系统，用于土壤墒情远程遥测调查监测、节水灌溉、温室控制、精细农业，可对各种土质的土壤进行室内或者野外在线监测，基本配置：标准配置在线销售：土壤无线多点墒情旱情实时监测系统/定点墒情监测系统详细介绍查看土壤无线多点墒情旱情..同类别产品1、仪器名称：无线墒情与旱情管理系统、无线土壤墒情监测仪、无线墒情监测系统2、用途：农业、林业、环境保护、水利、气象等行业部门用于土壤墒情远程遥测调查监测、节水灌溉、温室控制、精细农业，可对各种土质的土壤进行室内或者野外在线监测，快速、准确地检测出土壤的容积含水量，对土壤墒情进行监控。不仅能够测试土壤表层水分，还能够深埋地下，同时测试不同深层土壤水分，能够满足上述行业的科研、生产、教学等相关工作需求。3、主要特点：(1)适用最新墒情监测规范KITOZER-2005，根据用户需求灵活配置，单个系统最多可对60个监测点实现垂向六点法同步检测。(2)稳定可靠的高精度传感器，实现土壤水分的精确测定。

(3)强大的通信网络接口：系统具有超强的通信能力，满足不同需求，(4)多种供电选配方案：提供交流、直流、太阳能等多种供电方式选择。(5)可视化计算机软件，可实时同步检测多路测点墒情，专业化的数据处理能力，提供强大的数据存储、分析、报表、曲线等功能，方便的历史数据查询系统(6)系统定制方便灵活，数据采样周期可灵活设定（10秒-30天）系统可存储50万条记录

(7)方便的安装及维护：适于我国各气候区主要土壤类型，安装方便，性能稳定，可靠性高，方便维护。4、解决方案:

整个试验田平均分成八个区域，每个区域的中心位置作为监测点，监测点分别编号为A，B，C，D，E，F，G。每个检测点，按照土壤墒情监测规范KITOZER-2005安装土壤水分传感器，可采用垂度多点法，按需求布点。5、特点：土壤墒情监测系统，可是使用数据采集器采集土壤墒情信息，也可以直接接计算机采集数据。土壤墒情监测系统软件可以离线查看，也可实时同步检测多路测点墒情，多种信息显示方式(数值，曲线，柱状图等)，专业化的数据处理能力，提供强大的数据存储、分析、报表、曲线等功能，方便的历史数据查询系统6、主要组成各部分：1.采集终端：核心操作模块，负责指令的执行和数据采集。

2.电源：太阳能可充电电池或者外接开关电源供电。

3.传输模块：利用GSM/GPRS/无线电台/有线等方式实现数据的收发。

4.传感器：快速、高精度地测量各种敏感数据。7、技术参数：12V供电；

通信接口：RS485/无线

60路电压/电流量采集

操作温度：0～55℃；相对湿度：0～95％(无冷凝)

存储条件：温度：-55～+60℃；相对湿度：0～95％第十五章无线土壤墒情监测系统备注：可按客户要求定制：无线，有线等不同传输方式1、无线土壤墒情监测系统用途土壤无线墒情旱情实时监测系统主要应用于农林水利、环境保护、气象等行业部门对于土壤墒情远程监测、节水灌溉、温室控制、精细农业，可对各种土质的土壤进行室内或者野外在线监测，快速、准确地检测出土壤的容积含水量，对土壤墒情进行监控。不仅能够测试土壤表层水分，还能够深埋地下，同时测试不同深层土壤水分，能够满足上述行业的科研、生产、教学等相关工作需求。2、无线土壤墒情监测系统简述本系统适用最新《土壤墒情监测规范SL364-2006中华人民共和国水利行业标准》可灵活根据用户需求提供稳定可靠的最佳解决方案，系统根据土壤墒情监测规范要求设计，不仅可实时监测墒情的最主要参数——土壤水分，还可根据用户需求监测土壤pH、温度、水势和电导率等，配套的软件可根据用户需要灵活设定墒情参数的采样周期和存储周期。系统供电为市电/太阳能电池供电可选，并备用后备蓄电电池，保证系统在阴雨天气或市电故障下仍可正常工作。3、无线土壤墒情监测系统主要组成部分1、采集终端：核心操作模块，负责指令的执行和数据采集。

2、传输模块：利用GSM/GPRS/无线电台/有线等方式实现数据的收发。

3、电源：太阳能+蓄电池或者外接开关电源供电。

4、传感器：可长期埋于地下，能快速并高精度地测量土壤水分。

5、通信接口：232接口

6、选配：GPS定位功能，各类不同参数的传感器（地温，雨量，PH，电导，水势等）4、无线土壤墒情监测系统特点可视化计算机软件，可实时同步检测多路测点墒情，专业化的数据处理能力，提供强大的数据存储、分析、报表、曲线等功能，方便的历史数据查询系统。方便的安装及维护：可长期埋于地下，安装方便，性能稳定，可靠性高，方便维护。5、无线土壤墒情监测系统技术参数测量范围:0~40%VWCsaturation

分辨率：0.002m3/m3精确度：±4%typicalonlowECandmediumtesturedsoils;±1%withsoilspecificcalibration采样速率：2

秒～12小时电池寿命（通常情况下）：10年容量：32,767操作环境：Datalogger:-40~+80°C,0~95%RH

非冷凝,Probe:-40~+60°C,0~100%RH非冷凝6、无线土壤墒情监测系统产品组成说明序号部件名称数量备注

计算机1用户自配，标配里不含计算机1主控器及采集器1GSM无限制距离传输，采集部分只需要一套主控采集器软件（软件IFC200、通讯接口232）1接收模块12土壤水分传感器N包括所有信号发送部分，由发送模块将参数发送至主控器，要监测多少个点，就需要多少个相同数量的发送模块，同时就需要多少个GSM卡和相应米数的电线3GSM卡/电线N4太阳能电池（含蓄电池）N每一个监测点都需要一套太阳能电池5信号线(含各种接头等)N按实际距离计算6安装调试1看路途是否遥远和系统的复杂程度来计算第十八章土壤含水量监测系统1、土壤水份传感器传感器是广州莱安公司研制的土壤水分传感器，采用了新技术和耐用材料，测量精度高且价格低廉。该传感器可以对多处样地、不同土壤深度的水分含量进行长期连续监测。传感器通过测量土壤的介电常数来计算土壤体积含水量。它是此类传感器中唯一对土壤盐度和温度效应敏感度相对较低的一种，而且耗电极少，从而更容易实现长期监测。同时，高分辨率使之能够精确测量每日甚至每小时的水分利用。2、工作原理传感器是一种电介质型传感器，通过测量传感器上电容的变化，从而测量插入介质的介电常数或电容率。另一种电介质型传感器TDR（时域反射仪），因其价格十分昂贵且相当复杂，大量使用受到限制。由于水的介电常数非常高，因此当土壤中的水分含量变化时，土壤的介电常数也随之发生相当大的变化。传感器电路可以把温度变化对测定的影响减小到最低。3、主要优点

耐用材料制成，可长期埋设在样地中，准确监测土壤水分

适于多种地理区域，测量不同深度

系统价格和维护费用低廉

通过测量土壤介电常数确定体积含水量

对土壤温度和盐度影响的敏感度低

耗电少，降低长期监测费用

分辨率高，可准确监测每天和每小时的含水量

可实现土壤水分、温度和电导度的同步测量，提供关于土壤状况的诸多信息第十九章土壤氮循环监测系统1、系统组成壤氮循环监测系统由土样环、铝制容器、普通容器盖、带传感器的容器盖、传感器、主机组成。铝制容器有三种规格，可放入不同数量的土样环：土样环直径

土样环高度

土样环容积

可放土样环数Ф53×50

mm

51mm

100ml

7Ф60×56

mm

40.5mm

100ml7Ф84×80

mm

50mm

250ml

3土壤样品可用普通容器盖密封后运送；系统的氧传感器、CO2

传感器、压力传感器及温度传感器安装在带传感器的容器盖中，系统使用过程中需要用户自己提供水温调节器（可以使用超级恒温水浴作为容器夹套循环水的温度控制）。测量的数据通过主机，由RS232

接口传输到计算机，通过系统提供的控制和数据分析、处理软件进行系统控制和数据分析、处理，得到土壤呼吸、硝化和反硝化的相关数据。该系统需要用户自己准备一台带有COM

接口的台式计算机或笔记本电脑。2、系统控制和数据处理软件土壤氮循环监测系统的控制和数据处理软件可运行在Windows95/98/NT

系统下。软件中包含了所有的过程控制和计算。系统的控制和数据处理软件提供了详细的在线帮助功能，可避免用户盲目操作。系统控制及需要设置的参数，软件中都提供了默认值，用户也可根据自己的研究需要自行控制和参数设置。监测数据可以ASC-II

文件格式导入到Excel

中，由用户自己分析处理，也可由软件直接进行分析和进行图形处理。第二十章自动土壤呼吸监测系统1、用途建立土壤呼吸、植被呼吸气体交换完整的模型是深入研究碳循环的重要基础，把握预测未来气候变化趋势。新型的KITOZER自动土壤CO2交换呼吸监测系统可以实现长期、无人管护条件下土壤通量的监测，可以单点监测，也可以多点组成网络进行监测。2、系统特点KITOZER是专业气体分析仪，可自动操作KITOZER可以单个单点使用，也可以多个组成网络系统使用整个CO2分析仪都在土壤呼吸室内，结构紧凑，缩短响应时间可连接多个水分和温度传感器网络系统：开放、闭路模式可选；每种模式网络系统有8台、16台、30台单机可选3、工作原理

KITOZER开始测定前呼吸罩自动关闭，形成密闭的呼吸室。在呼吸室内，KITOZER具有一个高精度的CO2红外气体分析仪（IRGA）。由于红外分析仪直接内置于呼吸室内，其结构非常的紧凑，分析室与分开的分析仪之间无需长的连接管。分析仪紧凑的结构特点保证分析仪对CO2交换快速的响应，同时避免长气管通气过程中“气障”想象，仪器安装较为简单且便于田间应用。土壤呼吸室内存在压力释放阀和风扇设计，有效调节内部气体压力变化，满足测定起始点的设定压力要求。KITOZER系统是一个完整的系统，包括土壤呼吸室及与主机相连的呼吸臂。主机有较大的液晶显示屏，通过5个键选择菜单，实现所有功能的程序控制。KITOZER系统显示并记录气体交换数据、土壤通量的计算及其它传感器的测量数据，读数通过容易更换的闪存卡存储。KITOZER系统可通过电池、太阳能板或风轮供电，典型的40Ah汽车电池在KITOZER系统连续运行条件下，可用28天。KITOZER系统可实现开放式或者密闭式系统配置，密闭系统设计用于快速测量，而开放式呼吸室内的土壤更接近于自然暴露状态，基本上可以消除呼吸室内外的气压差，测定值更接近于真实值。开放式系统具有1L测量室，密闭式系统具有2.7L测量室，两种尺寸测量室均可采用铝材料或塑料制造。多个KITOZER系统共同使用时，可通过一个中央控制主机统一控制系统，最多可以连接30个单机。连接方式较为简单，可快速连接KITOZER系统与主机，同时进行多个呼吸试验时，通过主机程序控制每个KITOZER系统的取样时间及循环时间。主机具备图表显示功能，可以得到实时的曲线图，可视化土壤呼吸的变化趋势，便于更直观地进行监测。4、系统组成

KITOZER单机，网络控制主机，外接土壤温度和土壤水分传感器5、技术指标

*红外气体分析仪：

内置于土壤呼吸室，气路很短，响应时间短*CO2：测量范围：

0-1000ppm，

分辨率：1ppmPAR：

0-3000μmolsm-2s-1硅光电池*土壤温度热电阻探头：测量范围：-20～50℃，可接多达6个土壤温度探头*土壤水分探头SM200：测定范围0～100vol％；精度3％（针对土壤进行标定后）；测量土体范围：

55mmx70mm；可接多达4个土壤水分探头*土壤水分探头Theta：测量范围0-1.0m3.m-3；精度±1％（特殊标定后）探头尺寸；探针60mm长，探头总长207mm；可接多达4个土壤水分探头呼吸室流量控制：

200-5000ml/min(137-3425μmolssec-1)，精度：±流速的3％*呼吸室类型：

开放式和闭合式两种模式可选*呼吸室罩类型：

透明罩和不透明罩可选*仪器操作：

独立主机，不需要PC/PDA数据纪录：

1G移动存储卡（CF）*电源供应：

外用电池、太阳能板或风力供应，12v、40Ah蓄电池最长可持续供电28天RS232输出：

可选择波特率，最大19200波特率电子部分连接：

坚固，防水的3pin插口（头）程序：

界面友好，通过5键控制气体连接：

3mm气路接头显示：

240×64点阵LCD屏幕尺寸：

82×33×13cm密封室体积：

2.6L开放室体积：

1.0L土壤呼吸罩直径：

23cm重量：

7.0kg

KITOZER网络系统技术特性：

*网络系统组成：1台网络主机，可连接多达30台单机；*测量区域范围：直径可达200m；*网络系统测量模式：开放和闭合模式可选，也可开放和闭合模式单机混合选配；*系统特性：主机和单机均可独立运行，不需要PC和PDA；*单机特性：每台单机都可独立运行，不需要PC和PDA；*网络系统中所有单机同时测量和传输数据；*红外分析仪内置于呼吸室，气路短，省电，响应时间短且降低了水汽冷凝和动物啮咬的风险；*主机数据管理功能强大：可在主机上同时查看多台单机的一个参数数据，可在主机上同时查看多台单机的所有参数数据，可在主机上查看一台单机某时的所有参数数据，可在主机上查看一台单机所有时刻所有参数的数据，第二十一章土壤墒情监测仪测量数据的内部换算方法土壤墒情监测仪测量数据的内部换算方法

土壤含水量不仅能影响土壤中各类养分的溶解、转移和微生物活动，而且能反映当地气候、植被、地形及土壤质地等自然条件，目前土壤含水量主要运用于农业上，为农业精确灌溉做出准确的判断。土壤含水量的测量可以使用烘干法、中子仪法、时域反射法、张力计法等，时域反射法具有不破坏土壤结构、无放射性物质、原位测定、便捷快速等特点，因此它是土壤含水量测定的主要方法之一，以时域反射法为原理设计的土壤墒情与旱情监测仪就是一款运用比较广的土壤水分测量方法。

土壤墒情与旱情监测仪又称之为土壤墒情与旱情监测系统，它是根据电磁波的传播速度与传播媒体的介电常数密切相关原理，通过测量土壤中电磁波传播速度，得到相应的介电常数，由此来判读土壤含水量。在数据测量的时候，主要是由探头进入土壤之中，来进行探测，将探测的脉冲发送回顶部，顶部通过一系列的处理得到介电系数，而介电系数与土壤含水量之间存在一定的关系，土壤体积含水量(θv,cm3·cm-3)与介电常数Ka间的关系可用一个3次多项经验公式表示为：

θv=-5.3×10-2+2.92×10-2Ka-5.5×10-4Ka2+4.3×10-6Ka3

这个公式比较繁琐，在近几年中国农业大学通过对介电系数与土壤含水量之间的关系进行进一步的研究，将其简化为：θv=0.1219Ka0.5-0.1846

仪器内部将得出来的介电系数，将介电系数在该仪器的硬件系统中换算出土壤含水量，同时该硬件系统还能够记录测试的时间以及地点，能对测量的结果上传到电脑之中。托普生产的土壤墒情监测仪还具有一个数据分析软件，能对测量的结果进行数据分析，将测量的数据会成曲线以及图表，方便我们的观察数据变化。第二十三章土壤水分监测仪一种易于安装、安装管比较细的土壤水分测量探头。有2种型号：30是监测以10厘米、20厘米、30厘米内的土壤剖面内，50是监测以10厘米、20厘米、30厘米、40厘米、50厘米深度内的土壤剖面深度。探头与数据采集器组成一个完成的土壤水分监测系统，也可以连接到数据记录仪，收音机，气象站和灌溉控制器等多种技术。该传感器采用频域反射仪（FDR）来测量土壤水分。1、主要应用对于根比较浅的作物测量效果很理想：如蔬菜，苗圃，牧草和根系少农作物监控耕地管理效果、评估非灌溉作物种植的理想含水量评估水分在作物的养分中的动态污水灌溉草坪和牧场

2、优点提高利润——有效的灌溉，能提高农作物的产量和质量节省钱财——优化水、肥料和能源的使用可靠性与准确性——该技术已经被用来培育世界上超过100种农作物减少浪费——将水和肥料集中在根部，而不是通过根部最大限度地增加回报——有效的灌溉是农作物最好收成的保证灵活性——建立一个满足你个人需要的农场管理系统安装简易——容易操作、不破坏土壤结构，从而保护了农作物的土壤墒情

3、安装容易安装标准土壤取样器与Sentek设计的工具共同使用不破坏土壤结构可以在交叉的土壤类型中安装

的数据是怎样显示的？可以与许多软件一起使用，所提供的数据能在第三着的软件程序上显示出来，或者在SENTEK的灌溉定时软件上显示出来。

4、一体化：一体化就是把探测器同其他农场观测技术连接起来的能力。使用探测器，你可以使用世界上最好的土壤水分监控技术，并有以下的选择：5、灌溉控制

气象站

编程逻辑控制（PLC）

数据测程仪一体化的好处：

节省费用——不需要购买不必要的设备

创造你自己的系统——选择你喜欢的兼容的气象站，比较灵活第二十四章土壤仪器墒，指土壤的湿度。墒情，指土壤湿度的情况。土壤湿度是土壤的干湿程度，即土壤的实际含水量，可用土壤含水量占烘干土重的百分数表示：土壤含水量=水分重/烘干土重×100％。也可以土壤含水量相当于田间持水量的百分比，或相对于饱和水量的百分比等相对含水量表示。土壤水是植物吸收水分的主要来源（水培植物除外），另外植物也可以直接吸收少量落在叶片上的水分。土壤水的主要来源是降水和灌溉水，参与岩石圈-生物圈-大气圈-圈-水圈的水分大循环。1、存在形态土壤水存在于土壤孔隙中，尤其是中小孔隙中，大孔隙常被空气所占据。穿插于土壤孔隙中的植物根系从含水土壤孔隙中吸取水分，用于蒸腾。土壤中的水气界面存在湿度梯度，温度升高，梯度加大，因此水会变成水蒸汽蒸发逸出土表。蒸腾和蒸发的水加起来叫做蒸散，是土壤水进入大气的两条途径。表层的土壤水受到重力会向下渗漏，在地表有足够水量补充的情况下，土壤水可以一直入渗到地下水位，继而可能进入江、河、湖、海等地表水。2、表示方法[1]土壤中水分的多少有两种表示方法：一种是以土壤含水量表示，分重量含水量和容积含水量两种，二者之间的关系由土壤容重来换算。另一种是以土壤水势表示，土壤水势的负值是土壤水吸力。3、重要指标土壤含水量有三个重要指标。一个是土壤饱和含水量，表明该土壤最多能含多少水，此时土壤水势为0。第二是田间持水量，是土壤饱和含水量减去重力水后土壤所能保持的水分。重力水基本上不能被植物吸收利用，此时土壤水势为-0.3巴。第三是萎蔫系数，是植物萎蔫时土壤仍能保持的水分。这部分水也不能被植物吸收利用，此时土壤水势为-15巴。田间持水量与萎蔫系数之间的水称为土壤有效水是植物可以吸收利用的部分。当然，一般在田间持水量的60%时，即土壤水势-1巴左右就采取措施进行灌溉。土壤水势可细分为重力势、基模势和溶质势。土壤水分重力势以土壤水面与土表面相平时为0。水面高于土表面时为正值（此时也称为压力势）。水面低于土表面时为负值（土壤水吸力为正值）。土壤基模势指土壤中矿质颗粒表面和有机质颗粒表面对水所产生的张力。它的值永远是负值，即总是将土壤表面的水分向土体内吸进来。土壤水分溶质势与土壤溶液中所含溶质数量有关，溶质越多，溶质势越小（即越负）。点水源入渗时，水沿湿度梯度从高水势处向低水势处流动，逐渐形成一个干湿交界分明的椭球体形状，称为湿润球，球面各处土壤水势相等。该球面称为入渗锋，在水头固定不变时，入渗锋的前进速度随着时间的延长而减慢。大部分植物养分都是溶于水后随水移动运输到植物根系被吸收的。无论根系以质流、扩散、截获哪种方式吸收植物养分都在土壤溶液中进行。4、土壤墒情监测站一、产品特色：该仪器是符合《土壤墒情监测规范KITOZER-2005中华人民共和国水利行业标准》，根据土壤墒情监测规范要求设计，不仅可实时监测墒情的最主要参数——土壤水分，还可根据用户需求监测土壤温度等，配套的软件可根据用户需要灵活设定墒情参数的采样周期和存储周期、巡测和召测数据及分析数据等功能。系统进行不间断监测，对土壤墒情的发生、发展及变化进行实时的监视和分析，为开展排涝抗旱工作提供信息依据。土壤水分传感器采用国际上最流行的现场测试土壤水分原理：频域反射原理（FDR），该技术最早应用于美国，即传感器发射一定频率的电磁波，电磁波沿探针传输，到达底部后返回，检测探头输出的电压，由于土壤介电常数的变化通常取决于土壤的含水量，由输出电压和水分的关系则可计算出土壤的含水量。水分是决定土壤介电常数的主要因素。测量土壤的介电常数，能直接稳定地反应各种土壤的真实水分含量。FDR土壤水分传感器可测量土壤水分的体积百分比，与土壤本身的机理无关，此原理是目前国际上最流行的土壤水分传感器测量方法。二、应用范围：广泛应用于农业、林业、地质等方面土壤温度测量及研究。三、产品特点:01、本机体积小，软件操作简单，性能可靠，记录间隔可根据要求从1分至24小时任意设置。02、全程跟踪记录被测土壤中的温度数据，记录时间长，具有断电数据自动存储保护功能。03、整机功耗小，整机功耗不大于2W。04、软件功能强大，数据查看方便，随时可以将记录仪中的数据导出到计算机中，并可以存储为EXCEL表格文件，生成数据曲线，以供其它分析软件进一步进行数据处理。05、单台记录仪可以接入最多8路土壤温湿度传感器探头，探头可测量土壤中的温度、湿度分布情况。06、记录仪可脱开计算机独立工作，当需要查看当前环境数据时可通过通讯接口由计算机读取记录仪内的数据。07、一台记录仪，可以同时测量多个点的温度及土壤湿度。08、数据通讯接口：RS232和USB双接口09、具有看门狗电路，自动复位功能，保证系统稳定运行10、数据储存容量：4M四、技术参数:技术参数土壤温度土壤水分单位℃%((m3/m3)量程-50～+800～100分辨率0.10.1测量精度±0.2±2%（0～50%量程内）采集周期1～30分钟存储容量>2年工作温度-50-80℃存储温度-50-80℃5、电测法有TDR或者是FDR原理KTR100土壤水分传感器[1]KTR土壤水分传感器是国内自主开发的产品,我们是国内为数不多的自主开发单位之一。下面是FD原理土壤水分传感器介绍：KTR100水分传感器是基于介电理论并运用频域测量技术自主研制开发的，能够精确测量土壤和其它多孔介质的体积含水量。可与温室环境监测、土壤墒情采集、自动灌溉控制等系统集成，实现水分的长期动态连续监测。也可与SMC系列数据记录仪组成便携式土壤水分测量系统。7、主要特点：响应速度快，<1秒；重复性好，<1%；环境适应性强，防水防潮；电压/电流输出可选，传输距离远；工作温度范围宽，低温可扩展到-40oC性价比高；技术指标：测量参数土壤容积含水量vol%(m3/m3)供电电压5～12VDC测量范围0～100％工作电流25mA精度非饱和范围内为±2％电缆长度标准长度1.5m，可定制重复性±1％电极材料316L不锈钢输出信号0～1.5VDC或4～20mA电极长度6cm测量区域95％的影响在￠5×8cm的圆柱体内密封性IP68防水防潮响应时间<1秒外形尺寸120×45×15mm第二十五章土壤节水灌溉监控系统一、产品简介土壤节水灌溉监控系统是专门为合理利用水资源、解决土壤灌溉问题而开发研制的智能化灌溉系统。本系统可实现土壤含水量的自动监测及对灌溉系统的智能控制，建立一套现代化土壤水分及节水灌溉的在线自动控制网络，为开展排涝抗旱、节水灌溉提供科学的信息依据。系统具有8路数据采集通道，可监测8路土壤水分，并具有多达16路可配置继电器输出通道（输出继电器具有手动及自动两种开关控制方式）。本产品非常适合用于灌溉控制及土壤水研究。二、功能特点（1）8个模拟采集通道；

（2）16个可配置继电器控制输出通道；

（3）继电器的输出控制放肆具有手动及自动两种控制方式；

（4）自动完成数据采集、处理及存储；

（5）有效灌溉：可以根据土壤的湿度情况进行合理灌溉；

（6）轮灌技术：受管道流量限制，通常的灌溉网无法满足所有灌溉阀同时打开时的流量需求。系统采用轮灌方式，将灌溉阀轮流排队，循序灌溉；

（7）完善的水泵保护功能：设计有对水泵保护的专项功能；

（8）支持多种通讯方式（有线、无线），易于组网；

（9）多种供电方式（交流、直流、太阳能）可供选择；

（10）专业化计算机软件，配备有强大的数据存储、分析、报表、曲线等功能，远程监控操作简单；

（11）安装方便，性能稳定，可靠性高，方便维护。三、系统配置灌溉控制器传感器通道：8路

继电器通道：16路通讯方式1、有线：RS232/RS485/USB

2、无线：GPRS供电方式1、市电：AC220V±10％50±2HZ

2、太阳能+蓄电池其它可选组合安装支架及户外防护箱四、技术参数1、土壤水分测量范围：0~100%（m3/m3）

2、准确度：±1%

3、分辨率：0.1%

4、继电器触点容量：12A125VAC/7A250VAC/7A30VDC

5、存储容量：4万条

6、存储间隔：1~240分钟之间可设定

7、工作湿度：0~100%RH五、灌溉监控软件

土壤节水灌溉监控系统软件可在Windows2000以上操作系统运行，实时下载显示各路数据（数据下载间隔可配置）。软件界面可配置第二十六章大棚温室环境监测系统本监测系统可实时采集温室内温度、湿度、光照、土壤温度、土壤湿度、CO2浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数，以直观的图表和曲线的方式显示给用户，并根据种植作物的需求提供各种声光报警信息。当温湿度超过设定值的时候，自动开启或者关闭指定设备。

系统利用环境数据与作物信息，指导用户进行正确的栽培管理。该系统可广泛应用于设施农业、园艺、畜牧业等领域，为实现对设施农业综合生态信息自动监测、对环境进行自动控制和智能化管理提供科学依据。温度、温湿度监测系统SE-WS◆测量范围：温度:-40℃～100℃

湿度:0～100%RH◆测量精度:温度:±0.5℃

湿度:±3%RH◆分辨率：温度:0.1℃

湿度:0.1%RH◆通讯接口：RS-232、485、USB、RJ45

◆软件：中、英文两种版本系统功能：1：可在线实时24小时连续的采集和记录监测点位的温度、湿度、风速、二氧化碳、光照、空气洁净度、供电电压电流等各项参数情况，以数字、图形和图像等多种方式进行实时显示和记录存储监测信息，监测点位可扩充多达上千个点。2：可设定各监控点位的温湿度报警限值，当出现被监控点位数据异常时可自动发出报警信号，报警方式包括：现场多媒体声光报警、网络客户端报警、电话语音报警、手机短信息报警等。上传报警信息并进行本地及远程监测，系统可在不同的时刻通知不同的值班人员；3：数据集中器提供USB接口，在没有配监控电脑或监控电脑损坏、瘫痪，可随时用U盘导出将数据转至其它电脑。4：数据集中器端提供具有信号输出协议的端口，可接通信设备（GPRSDTU等）进行无线传输。5：温湿度监控软件采用标准windows98/2000/XP全中文图形界面，实时显示、记录各监测点的温湿度值和曲线变化，统计温湿度数据的历史数据、最大值、最小值及平均值，累积数据，报警画面。6：监控主机端利用监控软件可随时打印每时刻的温湿度数据及运行报告。7：强大的数据处理与通讯能力，采用计算机网络通讯技术，局域网内的任何一台电脑都可以访问监控电脑，在线查看监控点位的温湿度变化情况，实现远程监测。系统不但能够在值班室监测，领导在自己办公室可以非常方便地观看和监控8：系统可扩充多种记录数据分析处理软件，能进行绘制棒图、饼图，进行曲线拟合等处理，可按TEXT格式输出，也能进入EXCEL电子表格等office的软件进行数据处理。9：控制软件的编制采用软件工程管理，开放性与可扩充性极强，由于采用硬件功能的软件化的系统设计思想及系统硬件的模块化、通讯网络化设计，系统可根据需要升级软件功能与扩展硬件种类。10：系统设计时预留有接口，可随时增加减硬软件设备，系统只要做少量的改动即可，可以在很短的时间内完成。可根据政策和法规的改变随时增加新的内容。11：设备改进、检修过程中及检修完成后，均不需要停止或重新启动机房监控系统。12：系统都均做可靠行接地，以防静电。产品其他应用场合：食品、电子生产车间、冷库、库房、实验室、药房、工业暖通、机房、图书馆、档案室、博物馆、孵房、温室大棚、烟草、粮库、医院等其他需要环境监测领域第二十七章灌区水情自动监测系统的介绍灌区水情自动监测系统的关键技术是计算机与液位传感器、雨量计、闸位传感器的有机结合，运用中心站、遥测监测站、中继站的监测设备，以及数据库管理系统、应用软件及水情自动测报管理软件等，实现灌区水情信息的自动采集、传输、存储处理一体化。该系统的功能包括：水情自动监测系统的建设，可保证灌区水文数据的可靠性、准确度与及时性，提高灌区管理效率与经济效益；通过对水情信息(水位、雨量、闸位)自动监测可进行正确调度决策，达到提高水的利用率，实现科学用水、节约用水；实现防洪监测，确保灌区引、输水系统安全度汛；查询河道及灌区水文、水情信息及工程信息方便快捷；信息联网，实现资源共享。该系统适于各大、中型灌区的引、输水系统水情自动测报及调度管理。该系统的实施可提高水利管理的精确度，减轻人工劳动强度，杜绝人为因素的负面影响。可使水位观测精度由5厘米提高到1厘米，使水量统计间隔时间由原来的1小时缩短为6分钟。1、膜上灌水技术膜上灌水技术是在地膜栽培技术基础上发展起来的一种新型节水灌溉技术。即利用地膜在田间灌水，水在地膜上流动的过程中通过放苗孔或膜缝慢慢地渗到作物根部，进行局部浸润灌溉，以满足作物需水要求。膜上灌水技术适合各种地膜栽培作物。膜上灌形式很多，2、基本形式有如下几种：平铺打埂膜上灌，也叫高垄低膜细流沟畦膜上灌。是利用铺膜条播机在前面装上打埂器，刮去地表5～8厘米干土，使膜床两侧筑起15～18厘米高的埂垄，形成一个条沟畦。开沟扶埂膜上灌。这种形式是用铺膜机把地膜铺在地表，两侧埋入地下。灌水前在两膜之间用开沟器开一条沟翘边扶埂膜上灌。将地膜铺成梯形断面(两边翘起5厘米埋入土内)，埂高15～18厘米。可用膜上灌铺膜机一次完成。沟内膜上灌。把土地整成垄沟，沟深25～30厘米。将地膜铺在沟底和土垅两边。膜缝灌。这种形式与前面沟内膜上灌的铺膜方法相反，把地膜铺在垄背上，相邻两膜在沟