浅谈土壤墒情自动采集系统建设

洪水河灌区信息化系统介绍目录第一章概述 (04)1.1灌区基本情况 (4)1.2系统建设内容及要求 (6)1.2.1通信网络系统 (6)1.2.2计算机网络系统 (7)1.2.3水资源信息采集系统 (7)1.2.4闸门控制与视频监视系统 (8)第二章系统总体结构 (8)2.1系统逻辑结构 (8)2.2系统功能 (10)2.2.1基础数字信息系统平台 (12)2.2.2应用服务系统平台 (12)2.2.3综合决策系统平台 (12)第三章通信网络系统 (14)3.1通信方案 (14)3.1.1通信方案概述 (14)3.1.2系统结构 (15)3.2系统配置与通信设备 (16)3.2.1管理处信息中心 (16)3.2.2测控点现地 (16)3.3安装方式 (16)第四章计算机网络系统 (17)4.1硬件建设 (17)4.1.1系统拓扑图 (17)4.1.2主要硬件配置............................................................... 错误！未定义书签。

4.2软件系统 (18)4.2.1 软件系统组成4.2.2综合数据库管理系统 ............................................................. 错误！未定义书签。

4.2.2.1 数据库结构4.2.2.2 灌区基础数据库类型4.2.2.3 系统功能4.2.3综合应用管理系统................................................................. 错误！未定义书签。

第五章水资源信息采集系统 (31)5.1水位流量采集系统 (31)5.1.1系统配置与设备 (31)5.1.2系统功能 (34)5.2水质采集系统 (34)5.2.1水质采集点布置 (34)5.2.2设备配置 (34)5.2.3功能 (34)5.3雨量采集系统 (35)5.3.1雨量采集点布置： (35)5.3.2设备配置 (35)5.3.3设备安装图 (36)5.3.4功能 (36)5.4土壤墒情采集系统 (37)5.4.1土壤墒情采集点布置 (37)5.4.2设备配置 (37)5.4.3功能 (37)第六章闸门控制及视频监视系统 (38)6.1闸门控制点布置 (38)6.2设备配置 (39)6.3 视频监视系统附件1 灌区基础属性数据库系统详细设计第一章第一章概述1.1 灌区基本情况洪水河灌区位于甘肃省河西走廊中部的民乐县境内，南依祁连山北麓，北接张掖市，东西与童子坝灌区、海潮坝灌区接壤。

２０１３年第７期福建电脑支持基金：吉林省世行贷款农产品质量安全项目“基于物联网的设施蔬菜安全生产技术研究与应用”，编号：2011-Z 20１、引言我国是农业大国，在农业逐步迈入现代化生产的时期，利用计算机相关技术，对农业的生产进行预测与指导是十分必要的。

近些年来旱情的发展严重地制约了我国的经济发展，这对农业灌溉产生了巨大的影响，我们需要长期考虑的课题就是如何提高灌溉水的利用效率。

传统灌溉方式会大量的浪费水资源，并且不能针对不同地块和农作物实行不同的灌溉方案，不能使农作物达到最适宜的生长环境。

这些问题可以通过发展土壤墒情监测技术，建立墒情监测数据数据库和土壤墒情监测系统，实现土壤的适时适量灌溉，达到节约水资源，提高作物产量和提高效益的目的。

本文应用计算机技术，信息技术，人工智能，网络技术与地理信息系统等技术，建立土壤墒情监测系统，从而解决水资源配置与高效利用等常见问题。

２、土壤墒情土壤墒情是农田耕作层土壤含水率的俗称，是影响农作物生长的重要因素。

土壤墒情是不断变化的，所以需要对其进行实时监控，这样采集的信息才有利用价值。

土壤水分的变化不仅与土壤特性有关，还受降水、灌溉、蒸发、根系层下边界水分能量等因素影响，而且其动态变化也是一个复杂的系统问题[1]。

３、ＧＩＳ在土壤墒情中的应用在全国第三次农业气候区划会议上，土壤水分委员会提出了GIS 技术应用于监测土壤水分的原因。

地理信息系统在农业气候区划，主要经济作物适宜种植区划，天气和其他业务领域，提供了土壤水分研究的新工具[2]。

在布置数据采集点的同时布置GPS 装置，利用全球卫星定位采集监测点的经度和纬度，再结合GIS 软件就可以实现大面积的土壤墒情实时监测。

４、系统总体设计本系统共有四个模块组成，分别是数据采集模块，数据传输模块，人机交互模块和数据库模块。

数据采集模块利用传感器采集土壤温度、湿度等土壤墒情数据，GPS 装置采集监测点经度、纬度等数据，通过zigbee 网络实现单个监测区域内数据的相互传递。

对于土壤墒情监测系统的研究分析土壤墒情的发展水是生命之源，是国民经济和社会发展的命脉，更是农业的命脉。

但我国是个水资源短缺的国家，总体上年降水量偏低，且降水量年内分布不均匀，特别是西北大部分地区处于干旱、半干旱地带，农作物生长所需水分主要靠灌溉供给，农业发展对灌溉的依赖性十分明显。

因此需要在加强灌区节水改造的同时，科学地分配灌溉水量，实现节水灌溉，以提高农业用水效率。

农业灌溉近年来，我国农业用水在全国总用水量中呈下降趋势，而农业灌溉的规模却在不断扩大。

历史和事实都证明，我国农业的发展在很大程度上依赖于灌溉的发展，灌溉是农业高产、优质、高效的基础条件，灌区是农业发展的最好基地。

要使灌区农业生产持续稳定的发展，首先必须发展节水农业，提高天然降水和灌溉水的利用率；其次还要对灌区实时科学的灌溉管理，而实现农业可持续发展将对灌溉管理提出越来越高的要求，节水农业必然要求灌区的灌溉管理向决策科学、运行高效、节约资源的管理模式发展，而提高灌区的灌溉管理与决策水平将是今后农业节水的重要方面。

几十年来虽然我国灌区工程建设取得了巨大成就，但灌区用水管理与发达国家相比仍有显著差距，也与国家、有关管理部门要求及农民的需求不相匹配。

灌溉管理系统的建设灌溉管理系统的建设是合理利用水资源和发展现代高效节水农业的重要手段，墒情预报技术是支撑灌溉管理系统运行的核心技术之一。

墒情预报可以有效的提高农业用水的效率，为制定技术简单的农业节水灌溉方案提供依据。

通过土壤水分监测和墒情预报，可以严格按照墒情浇关键水，使灌溉水得到有效利用，以达到节水高产的目的。

因此区域内墒情监测、预测、预报的研究是建立灌溉决策系统的重要内容。

土壤墒情监测土壤墒情监测对农作物播种、产量预测和节水灌溉等都有重要的指导意义，是灌区生产决策不可缺少的依据。

实践证明，在作物增产灌溉和适时适量节水技术应用与研究中，都离不开田间墒情的监测和预报。

监测墒情并与当时当地的作物的需水量相结合，是精确管理田间用水量最直接的方法。

土壤墒情自动监测总结汇报土壤墒情自动监测总结汇报一、引言土壤墒情自动监测是一种重要的工具，用于实时监测土壤的水分状况。

通过监测土壤墒情，可以及时了解土壤的湿度，为农田灌溉、农作物生长等农业生产决策提供数据支持。

本次总结汇报旨在总结土壤墒情自动监测的工作进展、存在的问题及改进措施，并提出未来的发展方向。

二、工作进展1. 系统搭建我们成功地搭建了一套土壤墒情自动监测系统，并将其应用于农田中。

该系统由土壤墒情传感器、数据采集器、数据传输模块和数据分析软件组成。

传感器能够准确测量土壤的水分含量，并将数据传输给数据采集器。

数据采集器负责将数据进行采集，通过数据传输模块将数据传输至数据分析软件中进行分析和处理。

2. 数据分析我们利用所采集到的土壤墒情数据，进行了详细的数据分析。

通过分析，我们可以了解不同区域土壤墒情的变化趋势、季节性变化和日变化规律。

此外，我们还研究了土壤墒情与气象因素、农田灌溉需求之间的关系，为农田灌溉提供了科学依据。

三、存在问题1. 数据传输不稳定在实际应用中，我们发现数据传输存在不稳定的情况，导致部分数据无法及时传输到数据分析软件中。

这给数据分析和处理带来了困扰，影响了系统的应用效果。

2. 传感器精度有待提高目前所使用的土壤墒情传感器精度还有待提高。

由于土壤环境的多样性，传感器在不同环境下的测量结果存在一定的误差。

这给数据的准确性带来了一定的影响。

四、改进措施1. 数据传输优化我们将采取措施优化数据的传输方式，提高系统的稳定性。

一方面，我们将加强对数据传输模块的维护，定期检查其工作状态，及时发现问题并解决。

另一方面，我们将尝试使用更稳定可靠的数据传输方式，如无线传输或者全球卫星导航系统等，提高数据传输的可靠性和稳定性。

2. 传感器选择与校准我们将对目前所使用的土壤墒情传感器进行评估和比较，并选择精度更高的传感器进行替换。

同时，我们将对传感器进行定期校准，确保其准确性和稳定性。

五、未来发展方向1. 引入机器学习算法我们计划引入机器学习算法，对土壤墒情数据进行分析和预测。

1.项目概况内蒙古水文系统已建自动墒情监测站355处，人工墒情监测站82处。

自动墒情监测站虽已具备逐时自动采集传输功能，但不具备分析、预测和发布功能。

人工墒情监测站，采取人工采样，烘干箱烘干，费时费力、时效性差。

为改变这一现状，利用成熟可靠的webGIS技术进行墒情分析系统开发，可使墒情信息的测报、传输、查询、分析、预测和信息发布形成整体，并及时高效地为上级部门提供墒情信息决策建议。

2.建设方案2.1.标准规范（1）《信息技术软件工程术语》（GB/T 11457–2006）；（2）《信息技术软件生存周期过程配置管理》（GB/T 20158–2006）；（3）《计算机软件文档编制规范》（GB/T8567–2006）；（4）《信息技术软件生存周期过程》（GB/T 8566–2007）；（5）《计算机软件测试规范》（GB/T15532–2008）；（6）《计算机软件需求说明编制指南》（GB/T9385–2008）；（7）《计算机软件测试文件编制指南》（GB/T9386–2008）；（8）《计算机软件可靠性和可维护性管理》（GB/T14394–2008）；（9）《系统与软件工程用户文档的管理者要求》（GB/T 16680–2015）；2.2.建设原则2.2.1.先进性原则近年来信息技术飞速发展，用户在构建信息系统时有了很大的选择余地，但也使用户在构建系统时绞尽脑汁地在技术的先进性与成熟性之间寻求平衡。

先进而不成熟的技术不敢用，而太成熟的技术又意味着过时和淘汰。

采用当今国内、国际上最先进和成熟的计算机软硬件技术，使新建立的系统能够最大限度地适应今后技术发展变化和业务发展变化的需要，从目前国内发展来看，系统总体设计的先进性原则主要体现在以下几个方面：●采用的系统结构应当是先进的、开放的体系结构；●采用的计算机技术应当是先进的，如双机热备份技术、双机互为备份技术、共享阵列盘技术、容错技术、RAID技术等集成技术、多媒体技术；采用先进的网络技术，如网络交换技术、网管技术，通过智能化的网络设备及网管软件实现对计算机网络系统的有效管理与控制；实时监控网络运行情况，及时排除网络故障，及时调整和平衡网上信息流量；●采用先进的现代管理技术，以保证系统的科学性。

土壤墒情监测方案土壤墒情监测站是一款集土壤温湿度采集、存储、传输和管理于一体的土壤墒情自动监测系统。

整机由多通道数据采集仪、土壤水分传感器、土壤温度传感器等气象传感器和软件平台组成。

多通道数据采集仪配置4层土壤温度或土壤温湿度传感器，可连续测量不同土层的土壤温湿度情况；配备的土壤水分传感器便于土壤现场标定测量；土壤温度和湿度传感器采用高精度进口传感器芯片，测量精度高、稳定性好；功能强大的土壤墒情计算机中心软件可同步处理多个墒情站点的数据，轻松实现墒情站点之间的组网管理。

三、系统配置：1、墒情自动监测系统主要是针对土壤水分含量和土壤温度进行监测，通过墒情传感器和温度传感器测量土壤的体积含水量（VWC）和温度值。

同时，可以根据用户的需求，该系统可以扩展配置空气温湿度、土壤电导率、太阳辐射、二氧化碳，降雨量，紫外线等气象传感器。

2、监测数据统一由自动监测站发送到网络数据平台，数据按照统一的格式进行存储，通过图表格式直观展现给用户。

3、可扩展开发旱情预测预报、灌区优化配水、节水灌溉等功能，更大程度挖掘墒情数据信息价值；4.带GPS功能：通过GPS可知道设备及数据采集点具体的地理位置，防盗防位移。

四、系统配置：五、管理云平台功能1、自带仪器云管理平台包含B/S架构，可将所有便携式设备及在线设备数据进行汇总分析，数据永不丢失，查看操作方式包括网页端及手机端（安卓及苹果系统均可用））。

2、显示每种参数过程曲线趋势，最大值、最小值、平均值显示查看，放大、缩小功能。

3、数据可上传至管理云平台。

平台内数据可下载，数据对比分析，打印。

4、用户可为设备配置传感器报警条件，预置若干常用的农作物的报警配置。

5、平台支持设备数据云端存储，提供足够容量可永久保存。

6、平台为设备数据提供曲线与表格等报表形式，且数据可导出与导入。

7、数据评价：可以设置最低最高超限值，可自动进行数据预警分析。

8、软件可在线升级。

六、选址原则1、测站位置1、墒情监测站（点）应具有代表性，能够代表主要作物和所在区域的典型土壤，采集的指标能够反映当地实际情况。