一、土壤墑情實時監(jiān)測系統(tǒng)簡介

托普云農(nóng)TPSQ-W-1土壤墑情實時監(jiān)測系統(tǒng)是一款用于土壤墑情進(jìn)行實時監(jiān)測的儀器，可監(jiān)測土壤水分、溫度、作物苗情圖像等參數(shù)，并通過無線通訊方式上傳至管理云平臺，可以進(jìn)行苗情監(jiān)測、降水預(yù)測、根系分析、墑情趨勢分析等功能。

二、土壤墑情實時監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域

土壤墑情實時監(jiān)測系統(tǒng)主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和水資源管理領(lǐng)域。它可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供土壤墑情信息，幫助調(diào)整灌溉計劃、優(yōu)化農(nóng)作物生長環(huán)境。同時也可以用于水資源管理和水文模型研究等方面。

三、土壤墑情監(jiān)測的意義

1、科學(xué)合理利用水資源

土壤墑情監(jiān)測能夠及時準(zhǔn)確地掌握土壤中的水分狀況，為科學(xué)合理利用水資源提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。通過對土壤墑情的監(jiān)測，可以掌握不同作物對水分的需求量，制定相應(yīng)的灌溉方案，提高灌溉的效率，同時也能夠避免因灌溉不當(dāng)造成的水資源浪費和環(huán)境污染。

2、提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量

土壤墑情監(jiān)測能夠為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供技術(shù)支撐，提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量。通過對土壤墑情的監(jiān)測，可以及時掌握土壤中水分的變化情況，調(diào)整灌溉量和灌溉時間等，保證作物生長所需的水分供應(yīng)，提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。

3、保護(hù)生態(tài)環(huán)境

土壤墑情監(jiān)測能夠保護(hù)生態(tài)環(huán)境，防止土壤退化和生態(tài)系統(tǒng)失衡。通過對土壤墑情的監(jiān)測，可以了解土壤中水分的變化情況，及時采取相應(yīng)的措施，防止土壤退化和生態(tài)系統(tǒng)失衡。同時，也能夠指導(dǎo)生態(tài)環(huán)境建設(shè)和保護(hù)工作，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的持續(xù)健康發(fā)展。

四、土壤墑情實時監(jiān)測系統(tǒng)功能特點

主機及傳輸部分：

1、系統(tǒng)供電：土壤墑情實時監(jiān)測系統(tǒng)采用15W單晶硅太陽能板進(jìn)行供電，可支持220v市電和太陽能雙電源供電，可按實際應(yīng)用進(jìn)行切換；

2、長效續(xù)航：內(nèi)置大容量鋰電池，可獨立工作15天以上。外接太陽能電池板，可實現(xiàn)連續(xù)工作；

3、一體化數(shù)據(jù)采集：設(shè)備具有數(shù)據(jù)采集及上傳功能，通過標(biāo)準(zhǔn)485接口集成土壤墑情傳感器數(shù)據(jù)采集，包括土壤溫度、土壤水分、作物苗情圖像等參數(shù)，并通過無線通訊方式上傳至管理云平臺；

4、上傳方式：數(shù)據(jù)可以上傳到自己的電腦也可以上傳到總服務(wù)器，可切換，無影響；

5、精準(zhǔn)定位：系統(tǒng)設(shè)計采用高精度定位模塊，支持北斗/GPS雙融合定位，自動獲取設(shè)備所處位置的海拔參數(shù)和坐標(biāo)信息，采用位移偏離算法判斷設(shè)備位置移動，防盜防位移；

6、苗情圖像采集：自帶攝像頭，CMOS1/2.7英寸圖像傳感器，200W（1280*1080）像素，手動360°云臺調(diào)節(jié)，支持定時拍照功能、通過遠(yuǎn)程設(shè)定拍照時間和拍照張數(shù)，可將現(xiàn)場圖片上傳到管理云平臺方便觀察植物實際生長情況，動態(tài)播放苗情變化趨勢；

7、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計： 系統(tǒng)采用FREERTOS操作系統(tǒng)，提升了系統(tǒng)運行的可靠性、多數(shù)據(jù)采集任務(wù)的實時性、系統(tǒng)模塊化、CPU的高效化應(yīng)用；

8、內(nèi)存容量： 系統(tǒng)支持TF卡配置，最少可以存儲40萬條傳感器數(shù)據(jù)，可以確保5年傳感器數(shù)據(jù)存儲；

9、網(wǎng)絡(luò)通訊：系統(tǒng)支持三網(wǎng)通4G CAT1（可選配5G）網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器通訊，網(wǎng)絡(luò)向下兼容聯(lián)通移動的2G，可隨時隨地聯(lián)網(wǎng)管理，支持手機App與Web端遠(yuǎn)程查看設(shè)備信息及遠(yuǎn)程管理操作；

10、故障排查：設(shè)備支持遠(yuǎn)程故障在線診斷，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障，可通過遠(yuǎn)程在線故障診斷功能進(jìn)行故障排查；

11、遠(yuǎn)程升級：設(shè)備具有OTA遠(yuǎn)程固件在線升級功能，可通過平臺或者app，直接遠(yuǎn)程對硬件設(shè)備進(jìn)行固件升級；

12、低功耗設(shè)計：低功耗設(shè)計加太陽能互補方式，內(nèi)置大容量鋰電池，放置在野外無太陽能充電的情況下，可以連續(xù)工作15日以上，有太陽能充電的情況下，可持續(xù)工作；

13、防水設(shè)計：系統(tǒng)整機采用一體式設(shè)計，防濕防潮設(shè)計，防護(hù)等級：IP65，土壤傳感器防水等級IP68；

14、結(jié)構(gòu)簡約設(shè)計：2米不銹鋼噴塑支架；金屬噴漆兩節(jié)式支架結(jié)構(gòu)，鋼質(zhì)材料設(shè)計，牢靠穩(wěn)固，外觀美觀；

管理云平臺功能：

1、土壤墑情監(jiān)測站帶數(shù)字農(nóng)業(yè)云管理平臺包含B/S架構(gòu)，可將所有便攜式設(shè)備及在線設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，數(shù)據(jù)不丟失，查看操作方式包括網(wǎng)頁端及手機端（安卓及蘋果系統(tǒng)均可用）；

2、平臺支持設(shè)備數(shù)據(jù)云端存儲，提供足夠容量可長期保存；

3、平臺為設(shè)備數(shù)據(jù)提供曲線與表格等報表形式，平臺內(nèi)數(shù)據(jù)、圖表均可下載，進(jìn)行數(shù)據(jù)對比分析及打印且數(shù)據(jù)報表可導(dǎo)出；

4、數(shù)字農(nóng)業(yè)云管理平臺支持傳感器實時數(shù)據(jù)及預(yù)警狀態(tài)可視化，可顯示每種參數(shù)過程曲線趨勢，最大值、最小值、平均值顯示查看，放大、縮小功能，

5、用戶可為作物配置傳感器報警條件，預(yù)置若干常用的農(nóng)作物的報警配置。

6、數(shù)據(jù)評價：可以設(shè)置高低超限值，可自動進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)警分析。

7、苗情監(jiān)測：可在管理平臺上查看作物生長苗情圖片，支持動態(tài)播放苗情生長過程；

8、降水預(yù)測：依據(jù)GPS準(zhǔn)確定位，對設(shè)備所在地區(qū)預(yù)測降水情況，包括48h預(yù)測和15d預(yù)測，幫助用及時了解降水信息；系統(tǒng)支持土壤容重和田間持水；

9、量會自動計算相對含水量，用戶可根據(jù)實際種植作物設(shè)定相應(yīng)墑情等級，快速掌握墑情實時信息；

10、根系分析：系統(tǒng)支持根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)，采用數(shù)據(jù)模型算法，對土壤各層水分消耗占比情況分析，自動判斷作物根系生長深度；

11、墑情趨勢分析：系統(tǒng)支持利用經(jīng)典PM公式對作物參考蒸發(fā)蒸騰量ETo進(jìn)行統(tǒng)計、分析和預(yù)測（7天），有助于用于及時了解土壤水分散失情況；用；

12、戶可以自定義時間查看土壤水分最值變化和當(dāng)前水分所處區(qū)間，支持動態(tài)播放土壤水分變化趨勢線。

13、管理平臺可對設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)置管理與遠(yuǎn)程控制；

14、管理平臺軟件支持在線升級；

三、土壤墑情實時監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)

數(shù)據(jù)上傳頻率：出廠默認(rèn)2h上傳一次（后續(xù)用戶可按需設(shè)定）

數(shù)據(jù)采集頻率：出廠默認(rèn)1h采集一次（后續(xù)用戶可按需設(shè)定）