草原土壤溫濕度無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
草原土壤的溫度和濕度是重要的草原生態(tài)信息，是影響草原植被生長(zhǎng)的重要生態(tài)因素。因此，監(jiān)測(cè)草原土壤溫濕度對(duì)研究和保護(hù)草原植被及生態(tài)系統(tǒng)具有重要意義。
目前，草原土壤溫濕度的采集多采用人工和有線布網(wǎng)方式，人工方式需要花費(fèi)大量的人力物力，且采樣率低，測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性與可靠性低，數(shù)據(jù)處理麻煩；有線布網(wǎng)方式雖然比較成熟，但由于采集點(diǎn)分散所使用的線纜成本較高，而且不易擴(kuò)展、維修困難。
為解決以上問(wèn)題，我司基于4G通訊技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種實(shí)用性較高、易安裝、成本低的草原土壤溫濕度無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
這款草原土壤溫濕度無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括控制主機(jī)、監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)和遠(yuǎn)程軟件，所有的監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)將采集到的溫濕度數(shù)值匯總給控制主機(jī)，由主機(jī)通過(guò)4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸將所有數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心。
1、數(shù)據(jù)采集測(cè)點(diǎn)
建大仁科氣象站集監(jiān)控主機(jī)、傳感器、電源模塊及通訊模塊于一體，它通過(guò)自帶的1路ModBus-RTU接口，可將我司生產(chǎn)的485型土壤溫度水分電導(dǎo)率三合一變送器、土壤溫度水分變送器、五插針土壤變送器、土壤張力傳感器、土壤PH變送器、管式土壤墑情監(jiān)測(cè)儀或多土層土壤參數(shù)監(jiān)測(cè)儀等土壤監(jiān)測(cè)設(shè)備接入主機(jī)。
這些土壤監(jiān)測(cè)設(shè)備能夠?qū)ν寥罍囟?、水分、電?dǎo)率、PH值、土壤張力等多要素進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，支持科研人員根據(jù)需要分層安裝，進(jìn)行多土層土壤參數(shù)變化監(jiān)測(cè)。
氣象監(jiān)控主機(jī)RS-QXZ-M-Y是草原土壤溫濕度無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中所描述的控制主機(jī)，1臺(tái)主機(jī)最多可接收32臺(tái)土壤監(jiān)測(cè)設(shè)備上傳的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，它將數(shù)據(jù)整理后借助手機(jī)卡以4G的通訊方式將所有數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)端監(jiān)控軟件或平臺(tái)。
2、兩種供電方式：
（1）太陽(yáng)能供電：這種供電由電陽(yáng)能蓄電池+電池板組成，在連續(xù)陰雨天的情況下，可連續(xù)使用7天，適合應(yīng)用在野外市電供電不方便的場(chǎng)所。
（2）太陽(yáng)能+市電雙供電：若是兩種供電方式同時(shí)使用，氣象站則優(yōu)先選擇市電供電；在市電斷電后，供電方式則自動(dòng)切換為太陽(yáng)能供電。
3、草原土壤溫濕度無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具備的功能：
（1）環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)采集：土壤監(jiān)測(cè)設(shè)備采用特殊處理的合金材料制成鋼針作為電極進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，受土壤含鹽量的影響較小，可長(zhǎng)期埋入土中進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)，節(jié)省人力維護(hù)成本。
（2）數(shù)據(jù)分析查看：環(huán)境監(jiān)控云平臺(tái)是一種遠(yuǎn)程管理軟件，它自動(dòng)接收戶外氣象站遠(yuǎn)程上傳的所有數(shù)據(jù)，并在前端界面通過(guò)數(shù)字、曲線、儀表盤(pán)等形式實(shí)時(shí)更新顯示，同時(shí)自動(dòng)存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)及其他數(shù)據(jù)，支持管理人員隨時(shí)隨地分時(shí)間段查看、下載、打印所有的歷史數(shù)據(jù)。
（3）異常天氣告警：云平臺(tái)能夠?qū)ψ詣?dòng)氣象站的供電及通訊狀態(tài)，傳感器的穩(wěn)定性等進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)；通過(guò)云平臺(tái)設(shè)置風(fēng)速、風(fēng)向等各參數(shù)的限值，若接收的風(fēng)速等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)超過(guò)平臺(tái)設(shè)置的限值，系統(tǒng)就會(huì)第一時(shí)間通過(guò)電話、短信等方式給管理人員發(fā)送天氣異常信息，給氣象部門(mén)、科研單位等相關(guān)部門(mén)單位提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持，支持與國(guó)家氣候中心對(duì)接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通。
（4）云平臺(tái)能夠?qū)ψ詣?dòng)氣象站的供電及通訊狀態(tài)，傳感器的穩(wěn)定性等進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)。
看似隨意行事的草原牧業(yè)，其實(shí)一直有氣象服務(wù)伴隨左右。完善的草原自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)科學(xué)利用草場(chǎng)資源，實(shí)現(xiàn)草畜的動(dòng)態(tài)平衡和確定合理的家畜存欄數(shù)，發(fā)揮草原生態(tài)效益，保障新疆草場(chǎng)、牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展，具有十分重要意義。
