智慧農(nóng)業(yè)方案-土壤檢測(cè)

1、土壤在線監(jiān)測(cè)建設(shè)方案正元地理信息集團(tuán)股份有限公司 TIME EEEE年O月A日 二二年四月十六日目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc37941230 第一章項(xiàng)目背景 PAGEREF _Toc37941230 h 3 HYPERLINK l _Toc37941231 第二章解決方案 PAGEREF _Toc37941231 h 4 HYPERLINK l _Toc37941232 2.1技術(shù)路線 PAGEREF _Toc37941232 h 4 HYPERLINK l _Toc37941233 2.2系統(tǒng)架構(gòu) PAGEREF _Toc37941233 h 4 H

2、YPERLINK l _Toc37941234 2.3監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng) PAGEREF _Toc37941234 h 5 HYPERLINK l _Toc37941235 2.4硬件設(shè)施 PAGEREF _Toc37941235 h 6 HYPERLINK l _Toc37941236 2.4.1智能監(jiān)控主機(jī) PAGEREF _Toc37941236 h 6 HYPERLINK l _Toc37941237 2.4.2多要素百葉箱環(huán)境檢測(cè)儀 PAGEREF _Toc37941237 h 8 HYPERLINK l _Toc37941238 2.4.3土壤墑情傳感器 PAGEREF _Toc3794

3、1238 h 10 HYPERLINK l _Toc37941239 2.4.4土壤肥力傳感器 PAGEREF _Toc37941239 h 13 HYPERLINK l _Toc37941240 2.4.5監(jiān)控?cái)z像頭 PAGEREF _Toc37941240 h 15 HYPERLINK l _Toc37941241 2.4.6智能監(jiān)控主機(jī) PAGEREF _Toc37941241 h 17項(xiàng)目背景近年來(lái)，我國(guó)土壤環(huán)境問(wèn)題日益凸顯，引起社會(huì)廣泛關(guān)注。 國(guó)務(wù)院要求組織開(kāi)展全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查，建立土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，掌握我國(guó)土壤污染特征和總體情況，明確提出包括地級(jí)及以上城市建成區(qū)等區(qū)域，目前

4、已經(jīng)開(kāi)展了對(duì)土壤的農(nóng)用地的監(jiān)測(cè)分析和正在開(kāi)展重點(diǎn)行業(yè)企業(yè)周邊用地調(diào)查和監(jiān)測(cè)工作， 開(kāi)展相關(guān)監(jiān)測(cè)工作是為了說(shuō)清土壤污染的來(lái)源、范圍和特征，為制定政策法規(guī)和開(kāi)展土壤污染防治工作提供技術(shù)支持。目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)在新技術(shù)的支持與推動(dòng)下不斷取得突破性進(jìn)展，數(shù)字農(nóng)業(yè)作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的重要組成部分起到了重要的推動(dòng)作用。 數(shù)字農(nóng)業(yè)的技術(shù)核心是信息化，采集與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的各類數(shù)據(jù)信息再加以提取、計(jì)算與分析，為數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 近年來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷創(chuàng)新與發(fā)展，為數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了新的契機(jī)。解決方案技術(shù)路線當(dāng)今農(nóng)業(yè)種植都是依靠大量勞動(dòng)力與農(nóng)民的種植經(jīng)驗(yàn)對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行管理。這種管理存在很大的滯后性，土壤環(huán)境在線

5、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以幫助管理者更科學(xué)的對(duì)土壤進(jìn)行監(jiān)控，保證農(nóng)作物始終處于最適合的土壤生長(zhǎng)環(huán)境中，提高作物產(chǎn)量。土壤在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)利用環(huán)境數(shù)據(jù)與作物信息，指導(dǎo)用戶進(jìn)行正確的栽培管理。系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程獲取土壤內(nèi)部的溫濕度、土壤水分溫度、導(dǎo)電率及鹽堿度等指標(biāo)參數(shù)，通過(guò)系統(tǒng)分析，實(shí)時(shí)監(jiān)控土壤環(huán)境。同時(shí)，系統(tǒng)還可以通過(guò)手機(jī)、PDA、計(jì)算機(jī)等信息終端向管理者推送實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息、報(bào)警信息，實(shí)現(xiàn)土壤環(huán)境信息化、智能化遠(yuǎn)程管理，充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用保證土壤環(huán)境最適宜作物生長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的管理,為作物的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全創(chuàng)造條件， 幫助客戶提高效率、降低成本、增加收益并且減少人力勞動(dòng)。系統(tǒng)架構(gòu)環(huán)境

6、數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)是由智能監(jiān)控主機(jī)、多要素百葉箱環(huán)境檢測(cè)儀、土壤溫度，土壤水分，土壤電導(dǎo)率，土壤氮磷鉀等硬件組成部分構(gòu)成。溫濕度、土壤墑情等傳感器為土壤環(huán)境數(shù)據(jù)采集專用傳感器，具有高精度高可靠性的特點(diǎn)。監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)系統(tǒng)通過(guò)先進(jìn)的遠(yuǎn)程工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)，讓用戶足不出戶了解土壤環(huán)境信息。提供手機(jī)客戶端，客戶可以通過(guò)手機(jī)在任意地點(diǎn)遠(yuǎn)程查看的所有物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備信息。若遠(yuǎn)程控制沒(méi)有成功，可以在手機(jī)或者軟件平臺(tái)上有繼電器狀態(tài)反饋。硬件設(shè)施智能監(jiān)控主機(jī)具有 1 路 ModBus-RTU 主站接口可接入所有標(biāo)準(zhǔn)類型的 485 變送器例如：溫濕度、二氧化碳、土壤水分、光照強(qiáng)度等變送器。1 路 RJ45 網(wǎng)口，可將監(jiān)測(cè)

7、數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)端監(jiān)控軟件平臺(tái)。1 路多功能 GPRS 通信接口，只需插入一張手機(jī)卡便可將數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)端監(jiān)控軟件平臺(tái)。強(qiáng)大的脫機(jī)短信報(bào)警功能，報(bào)警內(nèi)容可自定義(功能選配)。具有 1 路 ModBus-RTU 從站接口，可外接用戶自己的監(jiān)控主機(jī)、PLC、組態(tài)屏或組態(tài)軟件。大屏中文液晶顯示，界面簡(jiǎn)潔友好。內(nèi)置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，可存儲(chǔ) 52 萬(wàn)條記錄，且存儲(chǔ)數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)二次續(xù)傳。帶有 1 路 0220V 交流電壓輸入檢測(cè)，可用于市電斷電報(bào)警。帶有 4 路開(kāi)關(guān)量輸入檢測(cè)，可外接門禁等開(kāi)關(guān)量信號(hào)，其中第 4 路可用作外接翻斗式雨量計(jì)。可外接 1 路室外 LED 單色顯示屏，支持最大點(diǎn)陣數(shù) 1024*256。設(shè)備超限，

8、屏幕輪顯報(bào)警通道以及報(bào)警實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。默認(rèn)帶有 2 路報(bào)警繼電器觸點(diǎn)輸出，最多可擴(kuò)展 8 路繼電器。可自動(dòng)識(shí)別 RS485 接口從設(shè)備是否工作正常。直流 1030V 寬電壓供電。設(shè)備唯一 8 位地址，易于管理識(shí)別，可搭配我司提供的多種軟件平臺(tái)。支持本地?cái)?shù)據(jù)激活；軟硬件多重看門狗機(jī)制；嵌入式處理器，支持高速處理協(xié)議和大量數(shù)據(jù)，TCP/IP 協(xié)議；應(yīng)用層心跳機(jī)制，保持應(yīng)用層穩(wěn)定連接，適時(shí)檢測(cè)連接狀況；可升級(jí)固件程序；設(shè)備上電聯(lián)網(wǎng)成功率 100%；穩(wěn)定性：7x24 小時(shí)；設(shè)備斷網(wǎng)后自動(dòng)聯(lián)網(wǎng)成功率 100%，且可上傳；多要素百葉箱環(huán)境檢測(cè)儀該一體式百葉箱可廣泛適用于環(huán)境檢測(cè)，集溫濕度、大氣壓力、光照，CO

9、2 于一體，安裝在百葉盒內(nèi)，設(shè)備采用標(biāo)準(zhǔn) MODBUS-RTU 通信協(xié)議，RS485 信號(hào)輸出，通信距離最大可達(dá) 2000 米（實(shí)測(cè)）。本產(chǎn)品體積小、重量輕，采用優(yōu)質(zhì)抗紫外線材質(zhì)，使用壽命長(zhǎng)，采用高靈敏度的探頭，信號(hào)穩(wěn)定，精度高。關(guān)鍵部件采用進(jìn)口器件，穩(wěn)定可靠，具有測(cè)量范圍寬、線形度好、防水性能好、使用方便、便于安裝、傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。測(cè)量環(huán)境溫濕度，測(cè)量單元為瑞士進(jìn)口，測(cè)量準(zhǔn)確，溫度量程-40120 度，濕度量程0-100%。濕度精度3%RH(5%RH95%RH,25)，溫度精度0.5（25）。寬范圍 0-120Kpa 氣壓量程，可應(yīng)用于各種海拔高度，大氣壓力精度0.15Kpa2575Kpa

10、。光照采集模塊采用高靈敏度的感光探頭，光照強(qiáng)度量程 020 萬(wàn) Lux，光照度精度7%(25)。CO2 采集模塊采用新型紅外檢定技術(shù)進(jìn)行 CO2 濃度測(cè)量，反應(yīng)迅速靈敏，量程為0-5000ppm，二氧化碳精度(40ppm+ 3%FS) (25) 。采用專用的 485 電路，通信穩(wěn)定，1030V 寬電壓范圍供電。百葉箱式安裝，完全適應(yīng)戶外環(huán)境，不懼噴淋設(shè)備噴淋。土壤墑情傳感器土壤溫度/濕度/電導(dǎo)率三合一傳感器適用于土壤溫度以及水分以及土壤鹽分的測(cè)量，經(jīng)與德國(guó)原裝高精度傳感器比較和土壤實(shí)際烘干稱重法標(biāo)定，精度高，響應(yīng)快，輸出穩(wěn)定。在土壤分析中，含鹽量是一個(gè)重要的綜合指標(biāo)，而測(cè)定土壤中的電導(dǎo)率可以直

11、接反映出混合鹽的含量，土壤中鹽含量越多，其導(dǎo)電性越強(qiáng)，隨之電導(dǎo)率就越大。因此，在描述土壤鹽分狀況時(shí)，常用的指標(biāo)是土壤浸出液電導(dǎo)率，對(duì)土壤中電導(dǎo)率進(jìn)行監(jiān)測(cè)能夠掌握其污染狀況是十分必要的。該傳感器耐長(zhǎng)期電解，耐腐蝕，抽真空灌封，完全防水，可長(zhǎng)期埋入土壤中，。廣泛適用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)、節(jié)水灌溉、溫室大棚、花卉蔬菜、草地牧場(chǎng)、土壤速測(cè)、植物培養(yǎng)、污水處理、糧食倉(cāng)儲(chǔ)及各種顆粒物含水量和溫度的測(cè)量。直流供電（默認(rèn)）DC3.6-30V功耗0.2W電導(dǎo)率參數(shù) 量程：0-20000us/cm分辨率：0-10000us/cm 內(nèi) 10us/cm；100000-20000us/cm 內(nèi) 50us/cm精度：0-10000

12、us/cm 范圍內(nèi)為3%；10000-20000us/cm 范圍內(nèi)為5%土壤水分參數(shù)量程：0-100%分辨率：0-50%內(nèi) 0.03%，50-100%內(nèi) 1%精度：0-50%內(nèi) 2%，50-100%內(nèi) 3%土壤溫度參數(shù)量程：-4080，分辨率：0.1，精度：0.5電導(dǎo)率溫度補(bǔ)償 內(nèi)置溫度補(bǔ)償傳感器，補(bǔ)償范圍 0-50防護(hù)等級(jí)IP68探針材料 防腐特制電極密封材料 黑色阻燃環(huán)氧樹(shù)脂默認(rèn)線纜長(zhǎng)度2 米，線纜長(zhǎng)度可按要求定制外形尺寸 45*14*135mm電極長(zhǎng)度 70mm輸出信號(hào) RS485(Modbus協(xié)議)土壤肥力傳感器土壤氮磷鉀三合一肥力傳感器適用于檢測(cè)土壤中氮磷鉀的含量，通過(guò)檢測(cè)土壤中氮磷

13、鉀的含量來(lái)判斷土壤的肥沃程度，進(jìn)而方便系統(tǒng)的評(píng)估土壤情況。可長(zhǎng)期埋入土壤中，耐長(zhǎng)期電解，耐腐蝕，抽真空灌封，完全防水。該傳感器廣泛應(yīng)用于土壤氮磷鉀的檢測(cè)、精細(xì)農(nóng)業(yè)、林業(yè)、土壤研究、地質(zhì)勘探、植物培育等領(lǐng)域。門檻低，步驟少，測(cè)量快速，無(wú)需試劑，不限檢測(cè)次數(shù)。測(cè)量精度高，響應(yīng)速度快，互換性好。電極采用特殊處理的合金材料，可承受較強(qiáng)的外力沖擊，不易損壞。完全密封，耐酸堿腐蝕，可埋入土壤進(jìn)行長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)檢測(cè)。探針插入式設(shè)計(jì)保證測(cè)量精確，性能可靠。直流供電（默認(rèn)） DC 5-30V最大功耗 0.15W（12V DC，25）工作溫度 055氮磷鉀參數(shù) 量程 1-1999 mg(mg/L)分辨率 1 mg(mg

14、/L)精度 2%FS響應(yīng)時(shí)間 1S防護(hù)等級(jí) IP68探針材料 不銹鋼密封材料 黑色阻燃 環(huán)氧樹(shù)脂默認(rèn)線纜長(zhǎng)度 2 米，線纜長(zhǎng)度可按要求定制外形尺寸 45*15*123mm輸出信號(hào) RS485(Modbus 協(xié)議)監(jiān)控?cái)z像頭針對(duì)?？迪盗袛z像頭配套研發(fā)生產(chǎn)了視頻字符疊加器。用戶可在不影響原有視頻傳輸路徑的同時(shí)，采集智能監(jiān)控主機(jī)中 485 從站口數(shù)據(jù)，疊加在現(xiàn)有的視頻畫面上，本系統(tǒng)可做到環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與視頻畫面同步實(shí)時(shí)顯示的同時(shí)，并隨視頻畫面一并保存在硬盤錄像機(jī)中，為視頻溯源提供數(shù)據(jù)支撐。產(chǎn)品采用標(biāo)準(zhǔn) MODBUS-RTU 通信，匹配所有標(biāo)準(zhǔn) Modbus-RTU 通信設(shè)備，可疊加內(nèi)所有環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器數(shù)據(jù)，讓視頻有數(shù)據(jù)支撐，更有說(shuō)服力。字符疊加器不僅支持單臺(tái)攝像機(jī)的字符信息處理，還可同時(shí)支持多臺(tái)攝像機(jī)的疊加使用。每臺(tái)字符疊加器最多可同時(shí)支持 4 臺(tái)攝像機(jī)處理、16 臺(tái)標(biāo)準(zhǔn) Modbus-RTU 通訊模式 485 設(shè)備。產(chǎn)品可同時(shí)處理多臺(tái)攝像機(jī)字符信息，最多可同時(shí)支持 4 臺(tái)攝像機(jī)疊加產(chǎn)品可接入多臺(tái) 485 設(shè)備，最多可接入 16 臺(tái) 485 設(shè)備獨(dú)立軟件配置，功能強(qiáng)大，界面簡(jiǎn)潔，操作簡(jiǎn)單攝像頭底層協(xié)議對(duì)接，不影響原有視頻信號(hào)字符顯示位置全顯示屏可調(diào)支持任意中文、英文、標(biāo)點(diǎn)顯示，每行最多可顯示 22 個(gè)漢字或 44 個(gè)字符攝像頭實(shí)時(shí)顯示監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)變化支持 DC1030V