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測(cè)坑監(jiān)測(cè)系統(tǒng)系列

山東東營(yíng)農(nóng)高區(qū)測(cè)坑監(jiān)測(cè)

2023.01.061965

采購(gòu)單位:東營(yíng)順邦建設(shè)有限公司農(nóng)高區(qū)分公司

使用單位:山東鹽堿地現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限責(zé)任公司、中科院煙臺(tái)海岸帶研究所

安裝地點(diǎn):東營(yíng)農(nóng)高區(qū)

設(shè)備名稱:XHZ-ZS101稱重式蒸滲儀2套、XHZ-JY101人工模擬降雨系統(tǒng)1套、XHZ-SQ101土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)18套、XHZ-RY101土壤溶液提取系統(tǒng)18套、XHZ-BS101自動(dòng)供排水系統(tǒng)18套、XHZ-DZPT-100水鹽運(yùn)移模擬系統(tǒng)數(shù)據(jù)展示平臺(tái)1套。

設(shè)備數(shù)量:一批

主要技術(shù)參數(shù)及配置:

一、稱重式蒸滲儀

由箱體、稱重系統(tǒng)、滲漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、土壤溶液提取系統(tǒng)、自動(dòng)排水系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、UPS備電系統(tǒng)等組成。

蒸滲儀箱體長(zhǎng)3.3m,寬2.0m,裝土深2m,反濾層厚0.3m,總深度2.3m。

蒸滲儀蒸散量變化靈敏度:≤0.02mm水深,滲漏量監(jiān)測(cè)稱重模式:采用1個(gè)S型稱重傳感器,帶有自動(dòng)排水裝置;稱重量程:5kg;分辨率:0.1g;精度:1g;輸出:內(nèi)部RS485協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)Modbus協(xié)議;

土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是分層進(jìn)行監(jiān)測(cè),大型蒸滲儀分7層測(cè)量,土壤溶液分層提??;

土壤溶液分層提取,蒸滲儀分7層;土壤溶液包括陶土頭(用一備一)、溶液抽取器、取樣瓶、真空泵等。

土壤水分溫度電導(dǎo)率:量程:水分0~100%,溫度-40~80℃,電導(dǎo)率0~23 dS/m;精度:±3%,±0.5℃,±5%(0-7ds/m內(nèi));防護(hù)等級(jí):IP68;輸出:SDI-12;電導(dǎo)率測(cè)量須采用鍍金觸點(diǎn);尺寸:整體厚度不超過(guò)1.5cm,探針長(zhǎng)度不超過(guò)5cm;供電電壓:最低可至2.5V,最高可至16V;線纜:5米。

土壤水勢(shì):土壤水勢(shì)范圍:-9kPa~-2,000kPa(1.96~4.31pF),分辨率:0.1kPa,準(zhǔn)確度:±(讀數(shù)的 10%+ 2kPa)@-9kPa~-100kPa,傳感器類型:頻域,帶校準(zhǔn)的陶質(zhì)板;土壤溫度范圍:-40~60℃,分辨率:0.1℃,準(zhǔn)確度:±1℃;傳感器類型:熱敏電阻;測(cè)量頻率:70 MHz;輸出:SDI-12 通訊協(xié)議。

所生產(chǎn)的稱重式土壤蒸滲儀符合國(guó)家《企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信息公共服務(wù)平臺(tái)》公示的標(biāo)準(zhǔn)。

LYSDAMS V1.0蒸滲儀數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng):系統(tǒng)中所有子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集及處理都由采集主機(jī)進(jìn)行,同時(shí)采集主機(jī)將數(shù)據(jù)緩存,向數(shù)據(jù)平臺(tái)發(fā)送數(shù)據(jù)。主處理器:高性能Cortex M系列處理器;內(nèi)部存儲(chǔ):512M 高可靠性Nor Flash存儲(chǔ),無(wú)壞區(qū)塊;外部存儲(chǔ):USB接口,TF卡;通信接口:2/3/4G全網(wǎng)通無(wú)線傳輸接口,以太網(wǎng)接口,RS485接口;通信協(xié)議:支持標(biāo)準(zhǔn)MQTT或自有協(xié)議;可擴(kuò)展選配模塊:SDI-12采集模塊,RS485 Modbus 采集模塊,模擬量采集模塊,4-20mA采集模塊,輸入輸出控制模塊等;數(shù)據(jù)采集:擴(kuò)展選配模塊支持自動(dòng)識(shí)別及編址,可進(jìn)行自動(dòng)適應(yīng)采集;帶有液晶顯示及按鍵人機(jī)界面,可在現(xiàn)場(chǎng)查看設(shè)備狀體及下載數(shù)據(jù);可設(shè)置采樣間隔及采集數(shù)據(jù)類型,采樣間隔1分鐘至4小時(shí)可配置;數(shù)據(jù)下載:本地U盤/TF卡下載,遠(yuǎn)程云平臺(tái)存儲(chǔ)下載;;可實(shí)現(xiàn)與水鹽運(yùn)移模擬系統(tǒng)數(shù)據(jù)展示平臺(tái)的聯(lián)動(dòng),并實(shí)時(shí)顯示可控制,后期可擴(kuò)展并能集成其他傳感器。

二、人工模擬降雨系統(tǒng)

人工模擬降雨配合移動(dòng)防雨棚,實(shí)現(xiàn)每6個(gè)為一個(gè)小區(qū)的模擬降雨,逐步降雨3個(gè)小區(qū);

雨強(qiáng)連續(xù)變化范圍:15~ 180mm/h;

降雨單區(qū)有效面積:56㎡;

降雨移動(dòng)區(qū)域:3個(gè)區(qū);

降雨均勻度:>0.80;

雨滴大小調(diào)控范圍:0.4-6mm;

降雨高度:≥3m;

噴頭的要求:旋轉(zhuǎn)下噴式噴頭,不銹鋼材質(zhì),大中小3種噴頭;

管道材質(zhì):免生銹鋼塑復(fù)合管;

連續(xù)降雨方式:可實(shí)現(xiàn)連續(xù)、變雨強(qiáng)降雨,提前設(shè)置多降雨場(chǎng)次、時(shí)間、雨強(qiáng),系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行場(chǎng)次降雨的切換;

系統(tǒng)控制方法:采用閉環(huán)控制法,即就是在降雨區(qū)所布設(shè)的雨量計(jì)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)降雨強(qiáng)度的大小,并將數(shù)據(jù)傳輸至控制臺(tái),與設(shè)定的雨強(qiáng)值進(jìn)行逼近式對(duì)比分析,再通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)變頻器及流量調(diào)節(jié)閥、調(diào)壓閥等組件,改變供水水壓及流量。本系統(tǒng)控制方式采用自主研發(fā)的PID閉環(huán)控制法。在降雨區(qū)所布設(shè)的壓力傳感器、雨量計(jì)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)供水管道內(nèi)壓強(qiáng)及實(shí)際降雨強(qiáng)度的大小,并將采集參數(shù)回傳至高性能MUC控制單元,利用內(nèi)置PID算法快速響應(yīng)系統(tǒng)反饋的數(shù)據(jù),并結(jié)合當(dāng)前降雨場(chǎng)景制定調(diào)節(jié)方案,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控??刂葡到y(tǒng)下位機(jī)的主控采用ST意法半導(dǎo)體基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的高性能系列MCU;傳感器采集選用Sigma-Delta式可編程ADC。采樣分辨率24Bit,采樣速率最高可達(dá)19200樣本/秒;下位機(jī)通過(guò)內(nèi)嵌WIFI模塊及自主研發(fā)的780MHz射頻模塊與平板電腦端進(jìn)行連接,并通過(guò)TCP/IP或串行通信協(xié)議進(jìn)行通信。相關(guān)無(wú)線通信方案:802.11b/g/n及Sub-1GHz均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求;控制器與變頻器、回水閥之間使用的工業(yè)485差分信號(hào)總線進(jìn)行通信,遵循ModBus通訊協(xié)議;閥門控制部分采用MOSFET半導(dǎo)體技術(shù)。

三、土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

采集器系統(tǒng):所有SDI-12傳感器數(shù)據(jù)采集由及處理都由采集器進(jìn)行,同時(shí)采集器將數(shù)據(jù)緩存,向系統(tǒng)主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù),所有數(shù)據(jù)采集器支持級(jí)聯(lián),可自由擴(kuò)展采集器數(shù)量及傳感器數(shù)量;

主處理器:高性能Cortex M系列處理器;

內(nèi)部存儲(chǔ):1M 高可靠性EEPROM;

傳感器接口:標(biāo)準(zhǔn)SDI-12接口,4個(gè)獨(dú)立編制采集通道;通信接口:外部RS485接口,標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU協(xié)議或者內(nèi)部協(xié)議;

主機(jī)通信:4G全網(wǎng)通及以太網(wǎng)通信,支持標(biāo)準(zhǔn)MQTT或自有協(xié)議;

數(shù)據(jù)采集:可設(shè)置采樣間隔及采集數(shù)據(jù)類型,或者由系統(tǒng)主機(jī)控制采集;

工作環(huán)境:溫度 -30~+75℃,濕度0~100% RH;

供電方式:AC 220V 或 DC 24V,可連接太陽(yáng)能供電。

可實(shí)現(xiàn)與水鹽運(yùn)移模擬系統(tǒng)數(shù)據(jù)展示平臺(tái)的聯(lián)動(dòng),并實(shí)時(shí)顯示可控制,后期可擴(kuò)展并能集成其他傳感器。

土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng),布設(shè)7層監(jiān)測(cè)土壤溫度、濕度、電導(dǎo)率、水勢(shì)四個(gè)參數(shù);

土壤水分溫度電導(dǎo)率:量程:水分0~100%,溫度-40~80℃,電導(dǎo)率0~23 dS/m;精度:±3%,±0.5℃,±5%(0-7ds/m內(nèi));防護(hù)等級(jí):IP68;輸出:SDI-12;電導(dǎo)率測(cè)量須采用鍍金觸點(diǎn);尺寸:整體厚度不超過(guò)1.5cm,探針長(zhǎng)度不超過(guò)5cm;供電電壓:最低可至2.5V,最高可至16V;線纜:5米。

土壤水勢(shì):土壤水勢(shì)范圍:-9kPa~-2,000kPa(1.96~4.31pF),分辨率:0.1kPa,準(zhǔn)確度:±(讀數(shù)的 10%+ 2kPa)@-9kPa~-100kPa。

四、土壤溶液提取系統(tǒng)

土壤溶液分7層提??;包括陶土頭(用一備一)、溶液抽取器、取樣瓶、真空泵等。

土壤溶液提取器可以7個(gè)點(diǎn)位同時(shí)提取不同深度土壤溶液,溶液抽取器長(zhǎng)度400mm,內(nèi)徑140mm,外徑150mm;

陶土頭:尺寸:Φ20x50mm;硅砂材料,進(jìn)氣值:0.9bar;

真空泵:抽氣速率≥20L/min,極限負(fù)壓值≥0.06MPa;

溶液提取瓶:材質(zhì)高硼硅,容量100ml。

五、自動(dòng)供排水系統(tǒng)

自動(dòng)供排水系統(tǒng)采集馬氏瓶中各傳感器數(shù)據(jù),并且根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算出蒸滲儀蒸發(fā)量(補(bǔ)水量)以及滲漏量(排水量),同時(shí)控制自動(dòng)供排水,并將采集器將數(shù)據(jù)緩存,向系統(tǒng)主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。

支持多種馬氏瓶傳感器,在異常狀態(tài)下(缺供水/斷電/凍結(jié))可自動(dòng)切換至安全運(yùn)行狀態(tài),恢復(fù)后繼續(xù)正常運(yùn)行;

可實(shí)現(xiàn)與水鹽運(yùn)移模擬系統(tǒng)數(shù)據(jù)展示平臺(tái)的聯(lián)動(dòng),并實(shí)時(shí)顯示可控制,后期可擴(kuò)展并能集成其他傳感器。

主處理器:高性能Cortex M系列處理器;

內(nèi)部存儲(chǔ):1M 高可靠性EEPROM;傳感器接口:4路4-20mA采集接口,高速高精度ADC采集,24位分辨率;輸入開(kāi)關(guān)接口:2路,干接點(diǎn)或PNP型,隔離輸入;控制接口:8路電磁閥或4路電動(dòng)球閥,可配置;

通信接口:RS485接口,標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU協(xié)議或者內(nèi)部協(xié)議;

數(shù)據(jù)采集:可設(shè)置采樣間隔及采集數(shù)據(jù)類型,或者由系統(tǒng)主機(jī)控制采集;

蒸散量(補(bǔ)水量)測(cè)量:液位壓力換算式;蒸散量(補(bǔ)水量)分辨率:0.01mm;

蒸散量(補(bǔ)水量)精度:0.1mm;

滲漏量(排水量)測(cè)量:液位壓力換算式;

滲漏量(排水量)分辨率:0.001mm;

滲漏量(排水量)精度:0.01mm;

工作環(huán)境:溫度 -40~+75℃,濕度0~100% RH;

防水等級(jí):IP66;

供電方式:AC 220V 或 DC 24V,可連接太陽(yáng)能供電。

六、水鹽運(yùn)移模擬系統(tǒng)數(shù)據(jù)展示平臺(tái)

1.基于microsoft .Net平臺(tái)開(kāi)發(fā)。兼容Windows7及以上系統(tǒng)。

2.單路服務(wù)器具備最多256個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的連接能力。每各數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)具備不少于250各傳感器的采集能力。

3.具備GIS系統(tǒng),并能基于地圖展示數(shù)據(jù)點(diǎn)分布和實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)的顯示。地圖的最大分辨率不應(yīng)低于50米,并至少具備道路和衛(wèi)星兩類底圖。

4.平臺(tái)自身攜帶1949-2020的全國(guó)歷史天氣數(shù)據(jù)。用以做研究對(duì)照和數(shù)據(jù)分析。

5.平臺(tái)可支持以太網(wǎng)設(shè)備,RS232/485總線設(shè)備,PakBus總線設(shè)備,CAN總線設(shè)備,M1553b總線設(shè)備的接入,數(shù)據(jù)采集及控制。

6.平臺(tái)可支持對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)圖形化顯示。擁有多種曲線展示實(shí)時(shí)及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。對(duì)系統(tǒng)中的主要系統(tǒng)和設(shè)備,應(yīng)有動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)拓?fù)鋭?dòng)畫,并在其上顯示設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的實(shí)時(shí)狀態(tài)。

7.平臺(tái)至少應(yīng)包含稱重式蒸滲儀、土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)供排水系統(tǒng)的接入和展示。除本項(xiàng)目采購(gòu)硬件之外,也應(yīng)兼容甲方已有的傳感硬件和采集設(shè)備。8.服務(wù)器采用塔式服務(wù)器,16G內(nèi)存,2*1T,四核,帶21.5顯示器;顯示大屏采用100英寸,4K顯示器。

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