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墒情自动监测设备简介
1.1产品概述
墒情自动监测设备是一款以介电常数原理为基础的传感器。能够针对不同层次的土壤水分含量以及温度状态进行动态观测,此检测仪低可检测3层土壤温湿度状态,可检测5层土壤温湿度状态,可快速、全面的了解集土壤墒情信息,科学地制定抗旱调度方案,为正确指挥抗旱救灾提供决策支持,大限度地减轻灾害损失。产品采用标准的Modbus-RTU485通信,远可通信2000米,支持二次开发。
产品外壳采用PVC塑料管,可良好的穿透近1G赫兹的高频探测波,不会受土壤中盐离子的影响,化肥、农药、灌溉等农业活动不会影响测量结果,并起到对电路进行良好的保护作用。
产品适用于需检测土壤墒情与旱情信息,或需要实时检测气象、水雨情、墒情、农情、水利工程蓄水引水等场所。
1.2产品特点
l产品外壳采用PVC塑料管,内部发射近1G赫兹的高频探测波,可以穿透塑料管,有效感知土壤环境。
l不受土壤中盐离子的影响,化肥、农药、灌溉等农业活动不会影响测量结果,数据精准。
l传感器的电极没有直接与土壤接触,避免电力对土壤及土壤中的植物的干扰。
l产品采用标准的Modbus-RTU485通信模式,远通信2000米。
l支持10-30V宽电压充电。
1.3技术参数
工作温度 | -40℃-80℃ | |
测量范围 | 土壤湿度 | 0~100% |
土壤温度 | -30℃~60℃ | |
测量精度 | 土壤湿度 | ±5% |
土壤温度 | ±0.5℃ | |
测点间距 | 10cm | |
供电方式 | 10-30V宽直流供电 | |
外壳使用材料 | PVC塑料管 | |
防护等级 | IP68 | |
输出信号 | RS485(Modbus协议) |
HM- |
| 公司代号 | |||
| 3000- |
|
| ||
| SQ- |
| 土壤检测外壳 | ||
| SQ - |
| 检测3层土壤湿度 | ||
SQ - |
| 检测5层土壤湿度 | |||
SQ - |
| 检测3层土壤温湿度 | |||
SQ - |
| 检测5层土壤温湿度 | |||
| N01 | RS485(Modbus协议)
|
2.设备安装说明
2.1设备尺寸与检测高度
产品采用分层设点的观测结构,地面配置一个温度观测点,地下土壤每隔10cm配置一个土壤温湿测点,观测相对应范围内的土壤温湿度。如下图所示:
2.2设备安装前检查
设备清单:
管式土壤墒情监测仪一台
合格证、保修卡等一份
USB转485一台(选配)
太阳能充电板(选配)
土钻(选配)
自行准备清单
水、水桶、手套(按照个人需求选择)
2.2.1安装位置选择
l在作物播种后进行设备安装;
l安装位置需要地势平坦;
l全面灌溉条件下,优先选择获水较少区域作为监测位置;局部灌溉条件下,选择湿润区域内作为监测位置;
l选取作物长势均衡并可代表绝大多数作物长势的位置;
l了解被监测作物的根系分布,一般选择离作物吸水根系较近的位置。
注意:设备安装地点应选择地势相对较高处,防止雨水倒灌进设备内部从而引起设备短路或线路故障。
2.3安装方式
一步:使用土钻在合适的位置打孔
1.将土钻竖直于地面,双手紧握手柄顺时针下压慢速转动。(注意:不要太用力,务必慢速多转几圈,防止钻头跑偏至孔洞打歪)
2.将取土钻从孔洞中取出,放入桶中将土钻中的土收集到桶中用以下一步和泥浆。(注意:因为一钻土因为杂质过多故不做收集)
3.反复持续上述打孔、取土,并在此过程中尝试性地将传感器轻放入孔洞中(请勿将设备用力触底),以测试孔洞的深度是否合适;若有卡顿,则使用土钻修正,保证传感器放入、取出都比较顺畅;直到孔深与传感器所标识的安装位置齐平,打孔完成。
第二步:制作泥浆
1.挑出土钻取出的土壤中的杂质,石子、草根、不容易溶解的土块等。将土壤搓细,以便和泥浆。
2.倒入适量水,充分搅拌至粘稠状;壤土泥浆一般不能稠于“芝麻酱”状;和泥浆完成。
第三步:灌浆安装
1.将泥浆缓慢倒入孔洞,大概到孔洞1/2的位置;可根据实际情况酌情增减。
2.将传感器慢慢放入孔洞中,向一个方向慢慢转动并下压,速度过快可能会导致气泡不能被*排出。(注意:再转动下压的过程中不可以上拔传感器,防止气体再次吸入孔中)
3.当传感器安装到正确的深度后,设备周围会溢出一些泥浆,灌浆完成;此时传感器安装深度与洞口齐平。(注意:将传感器周围3CM以外多余的泥浆清除,防止结块影响水分下渗)
第四步:安装完成
向上拔出设备顶盖,按下开关键设备发出一声滴的声音后设备开机,即可正常工作。建议在泥浆恢复正常状态后再进行正常工作。关机时长按开关机键设备发出滴滴两声后,设备关机。
其他注意事项:
砂土安装要点
砂土安装与壤土标准安装步骤无异,需要注意的是需准备足量的水,不少于5L;在灌浆之前,先把水倒入孔洞中,淋湿整个洞壁,直到孔洞底部有多余的水出现为止。然后按照步骤,将泥浆慢慢倒入孔洞中,大概大概到孔洞1/2的位置。其余安装步骤参照壤土的安装即可。
黏土安装要点
黏土的安装在打孔收集土壤完毕之后,清理杂质后,将黏土在水中浸泡大于4小时,使黏土软化,便于活成比较均匀的泥浆。浸泡完成后搅拌成粘稠状,灌浆即可。其余安装步骤参照壤土的安装即可。
2.3产品接线说明
电源及485信号
宽电压电源输入10~30V均可。485信号线接线时注意A\\B两条线不能接反,总线上多台设备间地址不能冲突
| 线色 | 说明 |
电 源 | 棕色 | 电源正(10~30V DC) |
黑色 | 电源负 | |
通 信 | 黄色 | 485-A |
蓝色 | 485-B
|
3.配置软件安装及使用
3.1软件选择
打开资料包,选择“调试软件”---“485参数配置软件”,找到打开即可。注意:在使用该配置软件更改地址和波特率的时候只能接一台设备。
3.2参数设置
①、选择正确的COM口(“我的电脑—属性—设备管理器—端口”里面查看COM端口),下图列举出几种不同的485转换器的驱动名称。
②、单独只接一台设备并上电,点击软件的测试波特率,软件会测试出当前设备的波特率以及地址,默认波特率为4800bit/s,默认地址为0x01。
③、根据使用需要修改地址以及波特率,同时可查询设备的当前功能状态。
④、如果测试不成功,请重新检查设备接线及485驱动安装情况。
4.通信协议
4.1通讯基本参数
编 码 | 8位二进制 |
数据位 | 8位 |
奇偶校验位 | 无 |
停止位 | 1位 |
错误校验 | CRC(冗余循环码) |
波特率 | 2400bit/s、4800bit/s、9600 bit/s可设,出厂默认为4800bit/s |
4.2数据帧格式定义
采用Modbus-RTU通讯规约,格式如下:
初始结构≥4字节的时间
地址码=1字节
功能码=1字节
数据区=N字节
错误校验=16位CRC码
结束结构≥4字节的时间
地址码:为变送器的地址,在通讯网络中是一的(出厂默认0x01)。
功能码:主机所发指令功能指示,本变送器用到功能码0x03(读取寄存器数据)、0x06(写入寄存器数据)。
数据区:数据区是具体通讯数据,注意16bits数据高字节在前!
CRC码:二字节的校验码。
主机问询帧结构:
地址码 | 功能码 | 寄存器起始地址 | 寄存器长度 | 校验码低位 | 校验码高位 |
1字节 | 1字节 | 2字节 | 2字节 | 1字节 | 1字节 |
从机应答帧结构:
地址码 | 功能码 | 有效字节数 | 数据一区 | 第二数据区 | 第N数据区 | 校验码 |
1字节 | 1字节 | 1字节 | 2字节 | 2字节 | 2字节 | 2字节 |
4.3 寄存器地址
寄存器地址 | PLC或组态地址 | 内容 | 功能码 (16进制) |
0000 H | 40001 | 一层土壤湿度(实际值的10倍) | 03/04 |
0001 H | 40002 | 一层土壤温度(实际值的10倍) | 03/04 |
0002 H | 40003 | 第二层土壤湿度(实际值的10倍) | 03/04 |
0003 H | 40004 | 第二层土壤温度(实际值的10倍) | 03/04 |
0004H | 40005 | 第三层土壤湿度(实际值的10倍) | 03/04 |
0005 H | 40006 | 第三层土壤温度(实际值的10倍) | 03/04 |
0006 H | 40007 | 第四层土壤湿度(实际值的10倍) | 03/04 |
0007 H | 40008 | 第四层土壤温度(实际值的10倍) | 03/04 |
0008 H | 40009 | 第五层土壤湿度(实际值的10倍) | 03/04 |
0009 H | 40010 | 第五层土壤温度(实际值的10倍) | 03/04 |
07D0H | 42001 | 地址 | 03/06 |
07D1H | 42002 | 波特率(0代表2400 1代表4800 2代表9600 bit/s) | 03/06 |
4.4 通讯协议示例以及解释
举例:读取设备地址0x01的温湿度值
问询帧(16进制):
地址码 | 功能码 | 起始地址 | 数据长度 | 校验码低位 | 校验码高位 |
0x01 | 0x03 | 0x00 0x00 | 0x00 0x02 | 0xC4 | 0x0B |
应答帧(16进制):(例如读到温度为-10.1℃,湿度为65.8%RH)
地址码 | 功能码 | 返回有效字节数 | 湿度值 | 温度值 | 校验码低位 | 校验码高位 |
0x01 | 0x03 | 0x04 | 0x02 0x92 | 0xFF 0x9B | 0x5A | 0x3D |
温度计算:
当温度低于 0 ℃ 时温度数据以补码的形式上传。
温度:FF9B H(十六进制)= -101 => 温度 = -10.1℃
明细 | ||||
产品名称 |
| 数量 | 价格 | 备注 |
主机 |
| 1 |
| 自动气象监测站
|
支架 |
| 1 | ||
数据监测平台 |
| 1 | ||
无线上传 |
| 1 | ||
太阳能供电 |
| 1 | ||
空气温湿度 |
| 1 | ||
风速传感器 |
| 1 | ||
风向传感器 |
| 1 | ||
光照强度传感器 |
| 1 | ||
管式传感器 |
| 4 |
| 管式自动监测仪(4套) |
太阳能板 |
| 4 | ||
支架 |
| 4 | ||
安装费 |
| 1 |
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合计 |
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