管式土壤墑情監(jiān)測儀一體化溫濕度水分傳感器

管式土壤墑情監(jiān)測儀一體化溫濕度水分傳感器

 1. 產(chǎn)品簡介

1.1產(chǎn)品概述

土壤墑情監(jiān)測儀是一款以介電常數(shù)原理為基礎(chǔ)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(tài)進(jìn)行動態(tài)觀測，此檢測儀低可檢測3層土壤溫濕度狀態(tài)，高可檢測5層土壤溫濕度狀態(tài)，可快速、全面的了解集土壤墑情信息，科學(xué)地制定抗旱調(diào)度方案，為正確指揮抗旱救災(zāi)提供決策支持，大限度地減輕災(zāi)害損失。產(chǎn)品采用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus-RTU485通信，遠(yuǎn)可通信2000米，支持二次開發(fā)。

    產(chǎn)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、農(nóng)藥、灌溉等農(nóng)業(yè)活動不會影響測量結(jié)果，并起到對電路進(jìn)行良好的保護(hù)作用。

產(chǎn)品適用于需檢測土壤墑情與旱情信息，或需要實(shí)時檢測氣象、水雨情、墑情、農(nóng)情、水利工程蓄水引水等場所。

1.2產(chǎn)品特點(diǎn)

• 產(chǎn)品外殼采用PVC塑料管，內(nèi)部發(fā)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(huán)境。
• 不受土壤中鹽離子的影響，化肥、農(nóng)藥、灌溉等農(nóng)業(yè)活動不會影響測量結(jié)果，數(shù)據(jù)精準(zhǔn)。
• 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。
• 產(chǎn)品采用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus-RTU485通信模式，遠(yuǎn)通信2000米。
• 支持10-30V寬電壓充電。

1.3技術(shù)參數(shù)

1.4產(chǎn)品選型

2. 設(shè)備安裝說明

2.1設(shè)備尺寸與檢測高度

產(chǎn)品采用分層設(shè)點(diǎn)的觀測結(jié)構(gòu)，地面配置一個溫度觀測點(diǎn)，地下土壤每隔10cm配置一個土壤溫濕測點(diǎn)，觀測相對應(yīng)范圍內(nèi)的土壤溫濕度。如下圖所示：

2.2設(shè)備安裝前檢查

設(shè)備清單：

管式土壤墑情監(jiān)測儀一臺

合格證、保修卡等一份

USB轉(zhuǎn)485一臺（選配）

太陽能充電板（選配）

土鉆（選配）

自行準(zhǔn)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

• 在作物播種后進(jìn)行設(shè)備安裝；
• 安裝位置需要地勢平坦；
• 全面灌溉條件下，優(yōu)先選擇獲水較少區(qū)域作為監(jiān)測位置；局部灌溉條件下，選擇濕潤區(qū)域內(nèi)作為監(jiān)測位置；
• 選取作物長勢均衡并可代表絕大多數(shù)作物長勢的位置；
• 了解被監(jiān)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(shè)備安裝地點(diǎn)應(yīng)選擇地勢相對較高處，防止雨水倒灌進(jìn)設(shè)備內(nèi)部從而引起設(shè)備短路或線路故障。

2.3安裝方式

第一步：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(zhuǎn)動。（注意：不要太用力，務(wù)必慢速多轉(zhuǎn)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?yàn)?/span>第一鉆土因?yàn)殡s質(zhì)過多故不做收集）

3. 反復(fù)持續(xù)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(shè)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(biāo)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(zhì)，石子、草根、不容易溶解的土塊等。將土壤搓細(xì)，以便和泥漿。

2.倒入適量水，充分?jǐn)嚢柚琳吵頎睿蝗劳聊酀{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(jù)實(shí)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(zhuǎn)動并下壓，速度過快可能會導(dǎo)致氣泡不能被*排出。（注意：再轉(zhuǎn)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(dāng)傳感器安裝到正確的深度后，設(shè)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(jié)塊影響水分下滲）

第四步：安裝完成

將設(shè)備接好電源線和485通信線上電后，設(shè)備會發(fā)出一聲滴的聲音后即設(shè)備開機(jī)，即可正常工作。建議在泥漿恢復(fù)正常狀態(tài)后再進(jìn)行正常工作。

其他注意事項(xiàng)：

砂土安裝要點(diǎn)

砂土安裝與壤土標(biāo)準(zhǔn)安裝步驟無異，需要注意的是需準(zhǔn)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(xiàn)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(diǎn)

黏土的安裝在打孔收集土壤完畢之后，清理雜質(zhì)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(chǎn)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(shè)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(diào)試軟件”---“485參數(shù)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(shè)備。

3.2 參數(shù)設(shè)置

①、選擇正確的COM口（“我的電腦—屬性—設(shè)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(zhuǎn)換器的驅(qū)動名稱。

②、單獨(dú)只接一臺設(shè)備并上電，點(diǎn)擊軟件的測試波特率，軟件會測試出當(dāng)前設(shè)備的波特率以及地址，默認(rèn)波特率為4800bit/s,默認(rèn)地址為0x01。

③、根據(jù)使用需要修改地址以及波特率，同時可查詢設(shè)備的當(dāng)前功能狀態(tài)。

④、如果測試不成功，請重新檢查設(shè)備接線及485驅(qū)動安裝情況。

4. 通信協(xié)議

4.1 通訊基本參數(shù)

4.2 數(shù)據(jù)幀格式定義

采用Modbus-RTU 通訊規(guī)約，格式如下：

初始結(jié)構(gòu) ≥4 字節(jié)的時間

地址碼 = 1 字節(jié)

功能碼 = 1 字節(jié)

數(shù)據(jù)區(qū) = N 字節(jié)

錯誤校驗(yàn) = 16 位CRC 碼

結(jié)束結(jié)構(gòu) ≥4 字節(jié)的時間

地址碼：為變送器的地址

功能碼：主機(jī)所發(fā)指令功能指示，本變送器用到功能碼0x03（讀取寄存器數(shù)據(jù)）、0x06（寫入寄存器數(shù)據(jù)）。

數(shù)據(jù)區(qū)：數(shù)據(jù)區(qū)是具體通訊數(shù)據(jù)，注意16bits數(shù)據(jù)高字節(jié)在前！

CRC碼：二字節(jié)的校驗(yàn)碼。

主機(jī)問詢幀結(jié)構(gòu)：

從機(jī)應(yīng)答幀結(jié)構(gòu)：

4.3 寄存器地址

4.4 通訊協(xié)議示例以及解釋

舉例：讀取設(shè)備地址0x01的第一層土壤溫度水分值

問詢幀（16進(jìn)制）：

應(yīng)答幀（16進(jìn)制）：（例如讀到溫度為-10.1℃，水分為65.8%RH）

溫度計算：

當(dāng)溫度低于 0 ℃ 時溫度數(shù)據(jù)以補(bǔ)碼的形式上傳。 

溫度：FF9B H(十六進(jìn)制)= -101 = >溫度 = -10.1℃

水分：0292 H(十六進(jìn)制) = 658 = >水分= 65.8%RH