農田土壤墑情監測系統的研究

監測系統的基本結構
    土壤墑情監測系統的數據源是通過遠程數據采集模塊采集得到的。通過網絡傳輸給數據中心服務器，經過解析后在存儲到數據庫中，為用戶界面和統計分析模塊提供數據。數據中心包括接受和解析模塊、用戶界面模塊、分析模塊、統計模塊、數據庫和管理系統。其中數據接受和解析模塊用于監聽數據采集點的連接請求和接受其發送過來的數據，并將數據轉給解析模塊將數據包拆解可利用的數據并將其存儲在數據庫中。圖形用戶界面模塊用于顯示土壤信息，包括實時數據和歷史數據，顯示形式可以是表格形式或者是圖形形式；對各個采集點的信息進行查看和管理，在連接狀態下可以通過界面發送命令。
    數據的分析和統計模塊用于對數據進行分析和比對。在接收實時數據時就對數據進行了初步的分析，如果土壤參數出現異常，就會給用戶發出警報。
監測系統的原理
    利用遠程數據采集，每隔一段時間采集一次它所攜帶的各類傳感器的數值，不同的傳感器提供的數值不同，將這些數值打包后，在通過無線網提交給數據中心服務器。并利用太陽能進行充電、實現墑情信息的遠程連續監測，同時，利用再多個采集點設置帶有GPS裝置的固定監測站，并通過上位機GIS軟件實現大面積區域的土壤墑情實時監測。土壤墑情檢測設備主要是基于時域反射和頻域反射，這兩種均是通過測量土壤介電常數的變化，間接測定土壤含水量。介質在外加點場時會產生感應電荷而削弱電場，最終介質中電場與原外加電場比值即為相對介電常數，又稱相對電容率。
監測系統的特點及應用
    土壤墑情監測系統具有高度集成、高度自動化及遠距離無線傳輸數據等優點。其體積小、重量輕、測量結果之精確，安裝非常簡單，采用太陽能電板供電，運行完全免維護。
    1、農作物施肥和灌溉管理
    2、天氣及農田小氣候的長期監測和研究
    3、地下水埋深連續監測
    4、旱澇災害、泥石流和森林火險等監測預警
    5、農田短期和長期土壤墑情連續監測
    6、高爾夫球場、運動場和公園草坪的精細管理