墑情自動監測設備

1.   產品簡介

1.1產品概述

墑情自動監測設備是一款以介電常數原理為基礎的傳感器。能夠針對不同層次的土壤水分含量以及溫度狀態進行動態觀測，此檢測儀可檢測3層土壤溫濕度狀態，可檢測5層土壤溫濕度狀態，可快速、全面的了解集土壤墑情信息，科學地制定抗旱調度方案，為正確指揮抗旱救災提供決策支持，大限度地減輕災害損失。產品采用標準的Modbus-RTU485通信，遠可通信2000米，支持二次開發。

    產品外殼采用PVC塑料管，可良好的穿透近1G赫茲的高頻探測波，不會受土壤中鹽離子的影響，化肥、灌溉等農業活動不會影響測量結果，并起到對電路進行良好的保護作用。

產品適用于需檢測土壤墑情與旱情信息，或需要實時檢測氣象、水雨情、墑情、農情、水利工程蓄水引水等場所。

1.2產品特點

l  產品外殼采用PVC塑料管，內部發射近1G赫茲的高頻探測波，可以穿透塑料管，有效感知土壤環境。

l  不受土壤中鹽離子的影響，化肥、灌溉等農業活動不會影響測量結果，數據準確。

l  傳感器的電極沒有直接與土壤接觸，避免電力對土壤及土壤中的植物的干擾。

l  產品采用標準的Modbus-RTU485通信模式，遠通信2000米。

l  支持10-30V寬電壓充電。

1.3技術參數

1.4產品選型

2.   設備安裝說明

2.1設備尺寸與檢測高度

產品采用分層設點的觀測結構，地面配置一個溫度觀測點，地下土壤每隔10cm配置一個土壤溫濕測點，觀測相對應范圍內的土壤溫濕度。如下圖所示：

2.2設備安裝前檢查

設備清單：

管式土壤墑情監測儀一臺

合格證、保修卡等一份

USB轉485一臺（選配）

太陽能充電板（選配）

土鉆（選配）

自行準備清單

水、水桶、手套（按照個人需求選擇）

2.2.1安裝位置選擇

l  在作物播種后進行設備安裝；

l  安裝位置需要地勢平坦；

l  全面灌溉條件下，優先選擇獲水較少區域作為監測位置；局部灌溉條件下，選擇濕潤區域內作為監測位置；

l  選取作物長勢均衡并可代表絕大多數作物長勢的位置；

l  了解被監測作物的根系分布，一般選擇離作物吸水根系較近的位置。

注意：設備安裝地點應選擇地勢相對較高處，防止雨水倒灌進設備內部從而引起設備短路或線路故障。

2.3安裝方式

一步：使用土鉆在合適的位置打孔

1.將土鉆豎直于地面，雙手緊握手柄順時針下壓慢速轉動。（注意：不要太用力，務必慢速多轉幾圈，防止鉆頭跑偏至孔洞打歪）

2. 將取土鉆從孔洞中取出，放入桶中將土鉆中的土收集到桶中用以下一步和泥漿。（注意：因為一鉆土因為雜質過多故不做收集）

3. 反復持續上述打孔、取土，并在此過程中嘗試性地將傳感器輕放入孔洞中（請勿將設備用力觸底），以測試孔洞的深度是否合適；若有卡頓，則使用土鉆修正，保證傳感器放入、取出都比較順暢；直到孔深與傳感器所標識的安裝位置齊平，打孔完成。

第二步：制作泥漿

1.挑出土鉆取出的土壤中的雜質，石子、草根、不容易溶解的土塊等。將土壤搓細，以便和泥漿。

2.倒入適量水，充分攪拌至粘稠狀；壤土泥漿一般不能稠于“芝麻醬”狀；和泥漿完成。

第三步：灌漿安裝

1. 將泥漿緩慢倒入孔洞，大概到孔洞1/2的位置；可根據實際情況酌情增減。

2. 將傳感器慢慢放入孔洞中，向一個方向慢慢轉動并下壓，速度過快可能會導致氣泡不能被*排出。（注意：再轉動下壓的過程中不可以上拔傳感器，防止氣體再次吸入孔中）

3.當傳感器安裝到正確的深度后，設備周圍會溢出一些泥漿，灌漿完成; 此時傳感器安裝深度與洞口齊平。（注意：將傳感器周圍3CM以外多余的泥漿清除，防止結塊影響水分下滲）

第四步：安裝完成

向上拔出設備頂蓋，按下開關鍵設備發出一聲滴的聲音后設備開機，即可正常工作。建議在泥漿恢復正常狀態后再進行正常工作。關機時長按開關機鍵設備發出滴滴兩聲后，設備關機。

其他注意事項：

砂土安裝要點

砂土安裝與壤土標準安裝步驟無異，需要注意的是需準備足量的水，不少于5L；在灌漿之前，先把水倒入孔洞中，淋濕整個洞壁，直到孔洞底部有多余的水出現為止。然后按照步驟，將泥漿慢慢倒入孔洞中，大概大概到孔洞1/2的位置。其余安裝步驟參照壤土的安裝即可。

黏土安裝要點

黏土的安裝在打孔收集土壤完畢之后，清理雜質后，將黏土在水中浸泡大于4小時，使黏土軟化，便于活成比較均勻的泥漿。浸泡完成后攪拌成粘稠狀，灌漿即可。其余安裝步驟參照壤土的安裝即可。

2.3產品接線說明

電源及485信號

寬電壓電源輸入10~30V均可。485信號線接線時注意AB兩條線不能接反，總線上多臺設備間地址不能沖突。

3. 配置軟件安裝及使用    

3.1 軟件選擇

打開資料包，選擇“調試軟件”---“485參數配置軟件”，找到打開即可。注意：在使用該配置軟件更改地址和波特率的時候只能接一臺設備。

3.2 參數設置

①、選擇正確的COM口（“我的電腦—屬性—設備管理器—端口”里面查看COM端口），下圖列舉出幾種不同的485轉換器的驅動名稱。

②、單獨只接一臺設備并上電，點擊軟件的測試波特率，軟件會測試出當前設備的波特率以及地址，默認波特率為4800bit/s,默認地址為0x01。

③、根據使用需要修改地址以及波特率，同時可查詢設備的當前功能狀態。

④、如果測試不成功，請重新檢查設備接線及485驅動安裝情況。

4. 通信協議

4.1 通訊基本參數

4.2 數據幀格式定義

采用Modbus-RTU 通訊規約，格式如下：

初始結構 ≥4 字節的時間

地址碼 = 1 字節

功能碼 = 1 字節

數據區 = N 字節

錯誤校驗 = 16 位CRC 碼

結束結構 ≥4 字節的時間

地址碼：為變送器的地址，在通訊網絡中是一的（出廠默認0x01）。

功能碼：主機所發指令功能指示，本變送器用到功能碼0x03（讀取寄存器數據）、0x06（寫入寄存器數據）。

數據區：數據區是具體通訊數據，注意16bits數據高字節在前！

CRC碼：二字節的校驗碼。

主機問詢幀結構：

從機應答幀結構：

4.3 寄存器地址

4.4 通訊協議示例以及解釋

舉例：讀取設備地址0x01的溫濕度值

問詢幀（16進制）：

應答幀（16進制）：（例如讀到溫度為-10.1℃，濕度為65.8%RH）

溫度計算：

當溫度低于 0 ℃ 時溫度數據以補碼的形式上傳。

溫度：FF9B H(十六進制)= -101 => 溫度 = -10.1℃