土壤自動化監(jiān)測系統(tǒng)方案

2/55墑情監(jiān)測系統(tǒng)實施方案目 錄111222335墑情自動化監(jiān)測系統(tǒng)總體設(shè)計6667系統(tǒng)工作方式與數(shù)據(jù)流程88墑情監(jiān)測站網(wǎng)與站網(wǎng)布設(shè)9墑情監(jiān)測站網(wǎng)分類9土壤墑情監(jiān)測根本站點的設(shè)置10土壤含水量垂向測點的布設(shè)11墑情遙測站設(shè)計121212土壤墑情監(jiān)測點區(qū)域選建與選站原則和相關(guān)土建13儀器安裝調(diào)試與數(shù)據(jù)校驗151616數(shù)據(jù)采集終端17墑情自動化監(jiān)測系統(tǒng)通信設(shè)計18〔PSTN〕1819全球移動通信系統(tǒng)〔GSM〕20GSM的通用無線分組業(yè)務(wù)〔GPRS〕22CDMA23基于GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)解決方案24監(jiān)測中心站設(shè)計28中心站系統(tǒng)配置282830墑情自動化監(jiān)測應(yīng)用軟件設(shè)計31軟件設(shè)計總體思想313132333333343737383939394041附錄1 墑情監(jiān)測點的勘查和土壤含水量的測定方法43附錄2 墑情報送制度與報送方法481/55概述建設(shè)墑情監(jiān)測系統(tǒng)的必要性根本信息收集的根底工作。重要的要素是土壤含水量的監(jiān)測！2023hm259.3%，因此干旱缺水已成為壤水份的監(jiān)測，先后承受了烘干稱重、中子水份計和TDR時域反射儀等方法，這作，更無法實現(xiàn)墑情數(shù)據(jù)的自動傳輸、處理和統(tǒng)計，無法適應(yīng)當(dāng)前的農(nóng)業(yè)、抗有必要建設(shè)墑情監(jiān)測自動化系統(tǒng)，以保證我國經(jīng)濟的持續(xù)增長和社會穩(wěn)定。系統(tǒng)建設(shè)任務(wù)依據(jù)國家墑情監(jiān)測規(guī)和監(jiān)測站實施方案和實時規(guī)程，整個墑情監(jiān)測系統(tǒng)包開發(fā)等。四方面容：采集系統(tǒng)的建設(shè)：包括墑情與氣象傳感器的選型、率定、安裝等；通訊傳輸系統(tǒng)的建設(shè):包括通信方式確實定，通信設(shè)備的選型，安裝調(diào)試等；監(jiān)測應(yīng)用軟件系統(tǒng)的建設(shè)：完成軟件的開發(fā)設(shè)計，實現(xiàn)系統(tǒng)集成；監(jiān)測中心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)：包括中心站設(shè)備配置與其局域網(wǎng)的建設(shè)；系統(tǒng)建設(shè)目標狀況下的自動監(jiān)測；承受先進、牢靠、穩(wěn)定的通訊方式，實現(xiàn)墑情數(shù)據(jù)的自動傳輸；通過中心監(jiān)測軟件的設(shè)計，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動處理、統(tǒng)計、分析。系統(tǒng)設(shè)計依據(jù)設(shè)計的主要依據(jù)是：《土壤墑情監(jiān)測規(guī)》SL000-2023《國家防汛指揮系統(tǒng)總體設(shè)計大綱》《國家防汛指揮系統(tǒng)一期工程初步設(shè)計總報告》《國家防汛指揮系統(tǒng)一期工程旱情分中心設(shè)計指導(dǎo)書》《計算機軟件開發(fā)規(guī)》GB8566。系統(tǒng)設(shè)計原則規(guī)性系統(tǒng)建設(shè)中必需依據(jù)統(tǒng)一的規(guī)和標準，包括數(shù)據(jù)類型與存儲格式，輸入輸出格監(jiān)測和旱情信息治理系統(tǒng)工程的建設(shè)要求。先進性GIS技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)與其他先進的軟件技術(shù)與開發(fā)工具，來設(shè)計和開發(fā)系統(tǒng)。牢靠性運行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸安全牢靠，數(shù)據(jù)處理準確無誤。有用性要求系統(tǒng)整體構(gòu)造清楚，系統(tǒng)界面簡明直觀，各類安裝手冊、用戶手冊等文檔系統(tǒng)利用現(xiàn)有資源進展整合開發(fā)，具有較高的資源利用率。要求子系統(tǒng)有良好的集成性，數(shù)據(jù)調(diào)用處理和各種功能實現(xiàn)平滑過渡。開放性系統(tǒng)的進一步開發(fā)預(yù)留接口。影響墑情變化的主要因素變化的打算因素。氣溫：氣溫通過影響土壤中水分的蒸發(fā)，對土壤墑情變化產(chǎn)生重要的影響。大風(fēng)：一般大風(fēng)持續(xù)時間長，空氣對流加強，加速了土壤水分損失。地形：地形凹凸不同墑情的分布也不同，一般地勢較低的地形墑情較足。其它因素：人們的耕作措施、植物蒸騰、光照強度等也對土壤墑情產(chǎn)生重要影響。墑情監(jiān)測要素性、土壤水分狀態(tài)、作物種類與生長發(fā)育狀況四大要素進展監(jiān)測。〔一〕氣象要素日照等。中心進展信息共享，通過發(fā)送氣象簡報的形式獲得；對于墑情監(jiān)測區(qū)或接近區(qū)無氣象站的區(qū)域和重點灌區(qū)可以建立自己的小型資料的整編。報，以了解墑情監(jiān)測區(qū)的將來天氣變化趨勢?！捕惩寥赖奈锢硖匦匀揽障抖葋肀磉_。的物理特性?！踩惩寥浪轄顟B(tài)凋萎含水量與作物不同生長期適宜的含水量。換算關(guān)系來進展換算。素之一。實際墑情監(jiān)測中也應(yīng)對地下水進展監(jiān)測?！菜摹匙魑锓N類與生長發(fā)育狀況期，作物生長發(fā)育期，觀看作物的生長發(fā)育狀況。相對濕度來表示。水量小于適宜土壤含水量時為缺水〔脫墑、土壤含水量小于凋萎含水量時為受的日期，受旱的天數(shù)，代表區(qū)域干旱程度與干旱的分布狀況。主要專業(yè)術(shù)語解釋除以糧食安全為核心的種植業(yè)外，還包括林果、牧草等種植區(qū)域。情對作物的影響與旱情程度。嚴峻缺乏。“過多”為高于相對適宜含水量；“輕度缺乏”依據(jù)生產(chǎn)實際狀況確定，介于適宜和缺乏之間；“缺乏”為低于相對毛管斷裂聯(lián)系含水量；“嚴峻缺乏”介于缺乏和相對凋萎含水量之間。旱情評價指標：把旱情分為輕早、中旱、重旱、極旱四個等級。墑情“輕度缺乏”即為“輕旱”；墑情“缺乏”即為“中旱”；墑情“嚴峻缺乏”即為“重旱”；小于相對凋萎含水量即為“極旱”。墑情自動化監(jiān)測系統(tǒng)總體設(shè)計總體思路情監(jiān)測、墑情預(yù)報、旱情分析、旱情統(tǒng)計、抗旱治理功能為一體的綜合系統(tǒng)。合的旱情數(shù)據(jù)庫和抗旱治理調(diào)度模型，為抗旱決策供給科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。由傳統(tǒng)抗旱向現(xiàn)代抗旱轉(zhuǎn)變，提高抗旱工作水平！系統(tǒng)組成示。6/5510/55系統(tǒng)功能墑情自動化監(jiān)測系統(tǒng)能夠在線監(jiān)測土壤濕度、雨量、蒸發(fā)量、地下水水位B/STCP/IP庫之間任意表、站和參數(shù)的數(shù)據(jù)實時同步?！?〕遙測系統(tǒng)功能要求〔市〕墑情信息自動采集、傳輸和接收，可承受中心召測、中心巡測和終端主動發(fā)送三種運行方式?！?〕旱情信息治理系統(tǒng)功能要求B/SC/SWEBGISC/S構(gòu)造旱情相關(guān)數(shù)據(jù)的導(dǎo)入等功能，利用掃瞄災(zāi)造成的損失和影響降到最低程度。1〕建立旱情綜合數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)旱情信息的集中治理和二級信息共享。旱情數(shù)設(shè)計。數(shù)據(jù)庫治理系統(tǒng)承受大型網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)等技術(shù)來建立，系統(tǒng)軟件設(shè)計承受C/S體系構(gòu)造〔要求在省市級能用B/S體系構(gòu)造〔要求在省市級能用。2〕GIS數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)，統(tǒng)立基于效勞器〔承受ORACLE數(shù)據(jù)庫平臺〕的空間地理數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)各種應(yīng)用系統(tǒng)共享。完成COM+組件開發(fā)，COM+ArcInfo的電子地圖組件，數(shù)據(jù)、日志記錄、系統(tǒng)配置。完成掃瞄器端軟件開發(fā)〔要求在省市級能用，包括以下模塊：根本信息、抗旱預(yù)案和評價、抗旱會商、系統(tǒng)治理。系統(tǒng)集成和數(shù)據(jù)庫開發(fā)要考慮遙感監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、二期〔77個固定點、23個移動點和試驗站〕的數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)的處理、傳輸和查詢。安全。系統(tǒng)工作方式與數(shù)據(jù)流程定時自報和召測/應(yīng)答的混合工作體制。報送定時可設(shè)定為：6小時、8小時、24小時。墑情遙測站可以承受召測、巡測、自報和人工發(fā)送四種運行方式。人工發(fā)送：通過終端置數(shù)操作，將數(shù)據(jù)編制并發(fā)給監(jiān)測中心。系統(tǒng)特點土壤墑情監(jiān)測終端操作簡便易用，高效省時，取代傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方式，從而節(jié)約大量人力物力和時間；供給特有的四種運行方式和混合式的工作模式，滿足各種不同的應(yīng)用需求；多種數(shù)據(jù)傳輸方式可自由選擇；的數(shù)據(jù)失真。墑情監(jiān)測站網(wǎng)與站網(wǎng)布設(shè)墑情監(jiān)測站網(wǎng)分類站網(wǎng)三種類型。送墑情和旱情信息。上的墑情和旱情監(jiān)測點。網(wǎng)、地方墑情監(jiān)測站網(wǎng)負責(zé)向地方各級主管部門公布墑情監(jiān)測信息。時也可以納入灌區(qū)的墑情監(jiān)測站網(wǎng)。情監(jiān)測點。土壤墑情監(jiān)測根本站點的設(shè)置確定不得任憑轉(zhuǎn)變，以保持墑情監(jiān)測資料的全都性和連續(xù)性。氣象和水文地質(zhì)條件的代表性和種植的作物的代表性。查，其主要容有：地理位置，所屬行政區(qū)劃。四周地形與地物、地貌；水文地質(zhì)條件，地下水測井狀況與地下水理深；土壤質(zhì)地、土層深度與土壤物理特性；作物種植的種類，種植制度；澆灌條件。空間變異性分析，以確定土壤含水量監(jiān)測的平面空間的取樣數(shù)目。測條件，代表性地塊與氣象站在氣象條件上不應(yīng)當(dāng)有較大的差異。底和坡度大的地塊中。平原區(qū)代表性地塊應(yīng)設(shè)置在平坦且不易積水的地塊。土壤含水量觀測點應(yīng)布置在地塊中心平坦的地方，應(yīng)避開低洼易積水的地離，采樣點的位置一經(jīng)確定，應(yīng)保持相對的穩(wěn)定，不應(yīng)作較大的轉(zhuǎn)變。采樣點確實定主要考慮采樣位置對四周微地貌的代表性。土壤、水文地質(zhì)條件、作物種類代表性等狀況來確定。分類，抗旱決策等更好的效勞。土壤含水量垂向測點的布設(shè)測土層的深度、觀測點的數(shù)目。測點數(shù)測點深度〔cm〕3020、50

10、30、5010、30、50、7010、30、50、70、9010、30、50、70、90、110土壤層薄的山丘區(qū)和地下水埋深淺的平原區(qū)可視具體狀況承受一點法和二測深可達飽和帶上界面。不得任憑改動測點的布置。國家和地方墑情觀測站網(wǎng)的代表區(qū)域中的巡測點可承受一點法或兩點法。灌區(qū)墑情監(jiān)測站網(wǎng)代表性地塊的垂向監(jiān)測深度可達80cm，承受五點法，而巡測點可承受二點法或三點法。110cm30cm，200cm50cm。含水量的代表性分析，精簡垂向測點的數(shù)目。墑情遙測站設(shè)計并通過各種通信網(wǎng)絡(luò)向監(jiān)控中心報送數(shù)據(jù)和承受監(jiān)控中心的指令。設(shè)備構(gòu)成依據(jù)地域特點和監(jiān)測需要遙測站還可配置雨量、溫度、蒸發(fā)、風(fēng)速/風(fēng)向、氣壓等傳感器構(gòu)成旱情綜合測站。如以以下圖所示：遙測站功能遙測站主要功能：實時、在線自動測量墑情數(shù)據(jù)；12/55可依據(jù)現(xiàn)場通信條件選擇通信信道設(shè)計；具有隨機自報、定時自報和應(yīng)答功能；具有人工置數(shù)功能；具有固態(tài)存儲功能，斷電時能保存數(shù)據(jù)和設(shè)備信息不喪失；具有低功耗特點和電源電壓告警功能。土壤墑情監(jiān)測點區(qū)域選站原則和相關(guān)土建水時空分布特點，進展建設(shè)。土壤墑情監(jiān)測點選站原則：〔片〕圍，〔旱川地、梯田、塬地、坡耕地〕和作物種植制度等建立墑情監(jiān)測標準站。墑情監(jiān)測標準站(點)的構(gòu)成：每個墑情監(jiān)測標準站包括一個主點和假設(shè)干個輔點，以與10畝試驗地。5—6術(shù)治理水平的地塊上。試驗地用于不同技術(shù)模式的土壤水分變化試驗爭論。13/55〔一〕主點的建立GPS持不變?！不蚺c當(dāng)?shù)貧庀蟛块T共享氣象數(shù)據(jù)〕。建立的主要過程是：選好主點后，開挖一個長1m,深度為80cm的土壤剖面10、20、40、60cm5-10間跟蹤數(shù)據(jù)比較，并在相鄰近的地方，用酒精燃燒法進展同層次土壤水分測定，了解儀器安裝后土壤墑情變化；三是儀器穩(wěn)定后，將數(shù)據(jù)采集器采集時間定為4614/55〔二〕輔點的建立臺與土壤采樣設(shè)備。S10cm探頭安裝在傳感器上，水平插入，翻開測試儀器，得到10cm土壤水分數(shù)據(jù)并進展20cm20cm水分數(shù)據(jù)進展記錄，然后向下挖一銑土〔20cm〕,20cm40cm水分數(shù)據(jù)進展記錄，最終沿用以上方法，測定60cm水分數(shù)據(jù)進展記錄。記錄數(shù)據(jù)果。儀器安裝調(diào)試與數(shù)據(jù)校驗確保與時、有效地供給上報牢靠的監(jiān)測數(shù)據(jù)，提高監(jiān)測技術(shù)工作水平重要環(huán)節(jié)。為此，各監(jiān)測站建立后，要求抓緊進展墑情監(jiān)測儀器與常規(guī)測定方法間的比較、校驗工作，以提高監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量。土壤墑情與旱情監(jiān)測工作一般承受承受儀器測定與試驗室化驗分析相結(jié)合15/55水分監(jiān)測數(shù)據(jù)的類比、校驗分析。主要工作方法是，在用墑情傳感器測定墑情數(shù)據(jù)時，同時用鋁盒采集相應(yīng)土的相關(guān)關(guān)系與估算值，得出兩者間相關(guān)數(shù)據(jù)，對土壤水分數(shù)據(jù)進展測試校正。主要設(shè)備墑情傳感器土壤墑情監(jiān)測主要承受儀器測試法。SWR—1WR-2型土壤水分傳感器和TSCⅡ型智能化土壤水分速測儀〔固定式、TSCⅢ型智能化土壤水分速測儀〔移動式〕兩局部構(gòu)成。TSCⅡ型固定式土壤水分數(shù)據(jù)采集器〔固定式。16/5519/554SWR—1型土壤水分傳感器、多通道數(shù)據(jù)采集器和計算機構(gòu)成。RAMRS232通訊接口，件的地方?？赏ㄟ^配置筆記本電腦或移動PC電腦與多通道數(shù)據(jù)采集器的接口隨時對接采集相關(guān)墑情信息。輔點、試驗地的土壤墑情監(jiān)測承受TSCII型智能化土壤水分移動式速測儀，SWR—l由1個SWRSWR型土壤水6、10、15、20cm四組可拆式探頭組成。其優(yōu)點是便于攜帶，可儀器安裝調(diào)試較為便利。數(shù)據(jù)采集終端一般選用通用的數(shù)據(jù)采集終端。要求如下：要求進展靈敏配制。可以遠程配置各種采集參數(shù)?？刹杉喾N類型的傳感器數(shù)據(jù)，集數(shù)據(jù)采集、存貯與通信于一體，、GPRS墑情采集、傳輸網(wǎng)絡(luò)?？梢砸宰詧蟆⒆詧?確認和召測三種工作體制混合組網(wǎng)。具有現(xiàn)場顯示功能，屏蔽調(diào)試數(shù)據(jù)功能。有功耗把握，蓄電池保護和避雷保護措施。墑情自動化監(jiān)測系統(tǒng)通信設(shè)計〔市〕的相關(guān)部門。面對各種通訊做一簡要介紹〔GPRS/CDMA。公共交換網(wǎng)〔PSTN〕往往作為備用信道使用。撥號網(wǎng)〔PSTN，PublicSwitchedTelephoneNetwork〕是利用公用系統(tǒng)實數(shù)據(jù)傳輸方式。接通線路后，由頻帶調(diào)制解調(diào)器〔Modem〕轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)信號完成Internet的按需撥號功能，實現(xiàn)局域網(wǎng)的遠程互聯(lián)。適用圍PSTN主要優(yōu)缺點PSTN適用圍廣；PSTN輸質(zhì)量也較高；3～6低于無線信道組建的專網(wǎng)。PSTNPSTN如經(jīng)過的交換局過多建立通信花費的時間就會增多，同時如承受通用調(diào)制解調(diào)器，由于溝通電路后還要協(xié)商通信速率，這樣一個測站數(shù)據(jù)的傳輸需要30～40可通過在分中心安排多條線路或設(shè)置集成轉(zhuǎn)發(fā)站來解決。路較長時，建設(shè)、修理費用也高，使它應(yīng)用受到限制。當(dāng)承受通用的調(diào)制解調(diào)器時，其功耗相當(dāng)大，使用中必需實行節(jié)電措施。號上電工作。成引雷設(shè)備，極易造成設(shè)備因雷擊而毀壞。步探究。有關(guān)單位正在研發(fā)，尋求較有用的技術(shù)途徑。超短波信道合實際需要選擇適宜的頻段，報請當(dāng)?shù)責(zé)o線電治理委員會批準后實施。適用圍b.平原和起伏不大的小山區(qū)和丘陵地區(qū)。c.目前已建成超短波通訊網(wǎng)的地區(qū)。a.優(yōu)點實時性能好；功耗小，很適合無市電地區(qū)運行。b.缺點和設(shè)計中應(yīng)認真對待的問題在用戶擁擠的地區(qū)〔多為經(jīng)濟興盛地區(qū)，各種干擾〔同頻干擾〕日趨嚴峻。治理極為不便。有些地區(qū)天線需高掛，從而造成塔桿造價過高。3全球移動通信系統(tǒng)〔GSM〕移動通信是我國近十多年來進展最快的一種通信系統(tǒng)，目前已掩蓋我國很多城信資源，是一種無線通信公網(wǎng)。承受GSMGSMGSMGSM網(wǎng)完成測站-分中心的點對點的墑情數(shù)據(jù)上報。GSM再通過數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)DDN、非對稱數(shù)字用戶環(huán)路ADSL〕心等的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。實踐說明，利用GSMGSM比較成熟。20/55利用GSM短信息平臺組網(wǎng)，具有以下優(yōu)勢：系統(tǒng)響應(yīng)速度快，傳輸時效好，信道穩(wěn)定牢靠。100地實施遠程把握，所以組網(wǎng)格外靈敏。便利，不僅一次性建設(shè)投資少，而且維護治理簡潔，運行費用低。選用GSM組網(wǎng)，應(yīng)留意以下幾個問題：GSM〔估測。GSM10～20db方可保證數(shù)據(jù)的牢靠傳輸。SIM題。為節(jié)約電源消耗，測站GSM態(tài)，發(fā)信息時上電啟動，短信息發(fā)送成功取得確認后恢復(fù)休眠狀態(tài)。分中心的GSMGSM設(shè)置專用的墑情信息效勞器，再通過數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)〔DDN、非對稱數(shù)字用戶環(huán)路等數(shù)字電路完成向分中心等的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，這樣既可保證暢通率，又使系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸更加快捷。手機死機。另外，由于GSM是一個相當(dāng)簡潔的系統(tǒng)，各地的網(wǎng)管和電路質(zhì)量也不完全全都GSMGSM07.05GSM07.07等措施。21/55GSM的通用無線分組業(yè)務(wù)〔GPRS〕GPRSGSM的無限IP連接，是一項高速數(shù)據(jù)處理的技術(shù)，方法是以“分組”的形式將數(shù)據(jù)GSM3突出的特點是傳輸速率高和費用低。GPRSGSM100KbpsGPRS171.2kb/s。與有線GPRS無線通信方式則顯得格外靈敏，它具有組網(wǎng)靈敏擴GPRS系統(tǒng)可IPGPRS業(yè)務(wù)平臺上構(gòu)建信息采集傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)信息采集點的無線數(shù)據(jù)傳輸具有可充分GPRS無線在線監(jiān)控系統(tǒng)具備如下特點：實時性強GPRSGSM的滿足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集和傳輸實時性的要求?？蓪Ω鞅O(jiān)測點儀器設(shè)備進展遠程把握GPRS報告、召、巡測、遠程配置等把握功能。建設(shè)本錢少低由于承受GPRS公網(wǎng)平臺，無需建設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只需安裝好設(shè)備，建設(shè)本錢低。監(jiān)控圍廣構(gòu)建信息采集傳輸系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)通信掩蓋圍廣，擴容無限制，接入地點無限22/5523/55全省圍，局部信息采集點位于偏僻地區(qū)，而且地理位置分散。具有良好的可擴展性的在線監(jiān)控，根本滿足統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的要求。系統(tǒng)的傳輸容量大中心站要和每一個信息采集點實現(xiàn)實時連接。由于信息采集點數(shù)量眾多，系GPRS技術(shù)能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要。數(shù)據(jù)傳送速率高：20bpsGPRS網(wǎng)絡(luò)傳送速率理論上可達40Kbps左右，完全能滿足本系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率的需求。通信費用低：可承受包月或流量計費方式，運營本錢低。CDMA通訊網(wǎng)絡(luò)CDMA是碼分多址的英文縮寫〔CodeDivisionMultipleAccess)，它是在數(shù)CDMA技術(shù)的原理是基于擴頻技術(shù)，馬上需傳送的具有確定信號帶寬信息數(shù)據(jù)用一個帶寬遠大于信號帶寬的高速偽隨機碼進展調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號的帶寬被擴信號作相關(guān)處理把寬帶信號換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號即解擴，以實現(xiàn)信息通信。CDMA多址技術(shù)完全適合現(xiàn)代移動通信網(wǎng)所要求的大容量、高質(zhì)量、綜合業(yè)務(wù)、軟切換等，正受到越來越多的運營商和用戶的青睞。CDMA2023是美國向ITU提出的第三代移動通信空中接口標準的建議，是CDMA技術(shù)。CDMA2023室最高數(shù)據(jù)速率為2Mbit/s以上，步行環(huán)境時為384kbit/s，車載環(huán)境時為144kbit/s以上。CDMA2023-1Xcdma2023的第一階段(IS-95，低2Mbit/s)308kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸、網(wǎng)絡(luò)部份引入分組交換，可支持移動IP業(yè)務(wù)。CDMA2023-1X承受擴頻速率為SR1，即指前向信道和反向信道均用碼片速率1.2288Mbit/s的單載波直接序列擴頻方式。因此它可以便利地與IS-95(A/B)容量不夠的蜂窩(cdmaone)CDMA2023-1X系統(tǒng)，從而削減了用戶和運營商的投資。由于CDMA2023-1X承受了反向相干解調(diào)、快速前向功IS-9520倍。實際要比模擬10GSM4-5倍。絡(luò)接通率。聽和手碼被盜。0.15.6GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)解決方案modem接入方式，安全性、穩(wěn)定性高，時延小，費用低，但是帶寬??；互聯(lián)網(wǎng)接入安全性、穩(wěn)定性相對較差，但是費用較低且格外便利。各地應(yīng)依據(jù)實際狀況選擇不同的接入方式?！惨弧硨＞€接入中國聯(lián)通/VPNCDMA1x/GPRS的虛擬專有數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，通過安排一個固定IP地址網(wǎng)段，如IP地址段為~55，子網(wǎng)掩碼為，表示為用戶供給256IPVPNVPNInternet接入的用戶節(jié)點通信。聯(lián)通或移動公司可為每一臺CDMA1x或GPRS DTU的UIM卡或SIM卡IPDTUIDIPDTUIP地址，DTUCDMA1xGPRS網(wǎng)絡(luò)后，在IPDTUID號進展注冊和通訊。用戶的數(shù)據(jù)監(jiān)控中心經(jīng)數(shù)據(jù)專線〔或光纖〕PDSNGGSN數(shù)據(jù)安全性好，在用戶VPN網(wǎng)絡(luò)部通信，與外界任何環(huán)節(jié)無關(guān)。數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)傳輸帶寬能夠保證，使用數(shù)據(jù)專線方式，帶寬可達2M。數(shù)據(jù)傳輸延時，能夠最牢靠地保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，降低丟包概率。CDMA專線接入示意圖，GPRS接入與之類似。圖一 專線接入〔二〕modem接入與上述一樣，也利用中國聯(lián)通/移動供給VPN 業(yè)務(wù)，為用戶組建基于CDMA1x/GPRS的虛擬專有數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，通過安排一個固定IP地址網(wǎng)段，這些地址只能在該用戶的VPN部之間通信，不能與其他用戶的VPN節(jié)點通信，也不能與通過Internet接入的用戶節(jié)點通信。DTUUIMSIMIP地址，數(shù)據(jù)中DTUIDIPDTU安排固定IP地址，DTU連接CDMA1x網(wǎng)絡(luò)后，在指定網(wǎng)段動態(tài)獲得IP地址，這種狀況25/55DTUID號進展注冊和通訊。用戶的數(shù)據(jù)監(jiān)控中心經(jīng)無線CDMA1xModem或GPRSModem連接至聯(lián)通PDSNGGSN效勞器。這種接入方法的特點：VPN網(wǎng)絡(luò)部通信，與外界任何環(huán)節(jié)無關(guān)。80~100Kbit/s帶寬。直接在網(wǎng)絡(luò)部通信，網(wǎng)絡(luò)延時小、穩(wěn)定性高。1臺CDMA1xModem或GPRSModem即可，使用費用按數(shù)據(jù)流量計費。CDMA無線接入示意圖，GPRS接入與之類似圖二 無線modem接入〔三〕ADSL撥號連接〔IP地址〕CDMA1x網(wǎng)絡(luò)和移動的GPRSInternet互聯(lián)網(wǎng)是無縫連接的，數(shù)據(jù)監(jiān)控中心可通過ADSL撥號方式登錄Internet互聯(lián)網(wǎng)，獲得公網(wǎng)IP地DTU實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。ADSLIP地址是動態(tài)的，可在數(shù)據(jù)中心申請固定DTU中設(shè)置數(shù)據(jù)中心的域名，通過域名解析方法，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。DTUIP地址，DTU連接IPDTUIDDTU掉線后上線再次安排IP不同而不能與數(shù)據(jù)中心取得聯(lián)系。這種接入方法的特點：通過Internet互聯(lián)網(wǎng)進展數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接，數(shù)據(jù)安全性差、穩(wěn)定性差。26/55ADSL寬帶上網(wǎng)的帶寬都在幾百Kbit/s左右。 接入本錢和費用較低，格外便利，ADSL500~600元/月。CDMAADSL撥號接入示意圖，GPRS接入與之類似。圖三 ADSL接入〔互聯(lián)網(wǎng)的一類接入〕〔四〕IP接入ADSLIP地址方式類似，很多公司都有一臺連接Internet的效勞器，并有固定公網(wǎng)IP地址，但是考慮到效勞器的穩(wěn)定運行問題，NAT端口映射方式，數(shù)據(jù)中心DTU實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。DTUIPDTUCDMA1xGPRSIPDTUIDDTU掉線后上線再次安排IP不同而不能與數(shù)據(jù)中心取得聯(lián)系。這種接入方法的特點：IPDNS域名解析效勞器。Internet互聯(lián)網(wǎng)進展數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接，數(shù)據(jù)安全性差、穩(wěn)定性差。Kbit/s左右。接入本錢和費用較低，格外便利，公網(wǎng)線路月使用費〔含固定IP地址〕為800~1000元/月。以下是CDMA的固定公網(wǎng)IP接入示意圖，GPRS接入與之類似。27/55圖四 公網(wǎng)固定IP監(jiān)測中心站設(shè)計〔衛(wèi)星/PSTN/超短波/CDMA/GPRS/GSM等〕、墑情工作站、不連續(xù)電源系統(tǒng)與墑情監(jiān)測軟件等組成。中心站系統(tǒng)配置中心站設(shè)備配置包括兩局部，一是系統(tǒng)的硬件配置，二是軟件系統(tǒng)的配置，網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與其相關(guān)配置。硬件配置墑情自動化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)備按下述要求進展配置。具體配置為：效勞器與系統(tǒng)平臺28/5529/55墑情自動化監(jiān)測系統(tǒng)和抗旱決策支持系統(tǒng)的效勞器，從規(guī)律上看有三個：①數(shù)據(jù)庫效勞器DBMS；②掃瞄效勞器WWW；③應(yīng)用效勞器AS。監(jiān)測中心的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的效勞器，從規(guī)律上看有四個：①網(wǎng)管效勞器NMS；②域名效勞器DNS；③電子效勞器E-mail；④掃瞄效勞器WWW。考慮到各地墑情監(jiān)測系統(tǒng)規(guī)模和力氣需要，將兩個系統(tǒng)中具有一樣功能的效勞效勞器的硬件平臺承受微機效勞器。交換機口。路由器用路由協(xié)議〔如：OSPF、RIP、RIPII、BGP等，具備撥號接入功能，能夠為移動用戶供給遠程效勞。專線初裝與節(jié)點設(shè)備CHINADDNCHINAFRN絡(luò)中心互連的地面信道，專線速率要求大于等于64Kbps，另外選擇適宜的備用信道〔如：ISDN。微機工作站和打印機1絡(luò)打印機，為本中心局域網(wǎng)上的用戶供給打印效勞。通信系統(tǒng)接收設(shè)備和電源系統(tǒng)等備，如中選用CDMA網(wǎng)絡(luò)無線接入方式進展通訊傳輸時，監(jiān)測中心需配置CDMA喪失等。機房改建、測試設(shè)備、和避雷器等響應(yīng)速度快的避雷器。機房面積：≥40m22.5m250kg/m2濕度：30%～80%200LUX接地電阻：≤5ΩGB2887-89機房應(yīng)配置備用應(yīng)急照明裝置。軟件配置〔1〕網(wǎng)管與網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)安全系統(tǒng)軟件主要用于分中心局域網(wǎng)的安全性。數(shù)據(jù)庫治理系統(tǒng)在墑情監(jiān)測中心建設(shè)中，要選擇適宜的數(shù)據(jù)庫治理系統(tǒng)。墑情監(jiān)測應(yīng)用軟件系統(tǒng)以與向上級部門上報數(shù)據(jù)的工作。墑情自動化監(jiān)測應(yīng)用軟件設(shè)計軟件設(shè)計總體思想〔〕、降水、氣象、蓄水、墑情旱情信息、綜合分析、決策支持等方面。其主要應(yīng)用表達在以下三個方面：氣象信息、其他信息等的公布與查詢；自動形成報表、圖表等；資源綜合利用等。軟件設(shè)計原則先進型〔先進的技術(shù)、靈敏的方法、流行的設(shè)計思想〕擴展性〔多級分層設(shè)計、標準開放的接口〕開放性〔開放的接口支持其它系統(tǒng)的接入和融合〕互操作性〔承受Browser/Server方式，TCP/IP協(xié)議〕可移植性〔不依靠特定的硬件和軟件平臺，可移植〕31/55可伸縮性〔模塊化設(shè)計，可多機運行〕安全牢靠性〔設(shè)置訪問權(quán)限，數(shù)據(jù)全都性和完整性〕實時性〔考慮數(shù)據(jù)的通信、處理、存儲、再現(xiàn)的實時性〕軟件體系構(gòu)造整個系統(tǒng)承受四層體系構(gòu)造面表現(xiàn)形式。據(jù)庫保存。括接口的轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)的分析、數(shù)據(jù)的率定和數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換等等。32/55層傳來的需要下發(fā)到遙測站的命令。中心站主要功能等查詢條件獲得墑情數(shù)據(jù)；顯示各點的墑情值；旱情分析：依據(jù)墑情、降雨、澆灌、作物分布生長期等因素進展旱情分計表。旱情信息的公布估、水資源調(diào)度合理利用等自動氣象站的建設(shè)氣象觀測概述必需按世界氣象組織和國家氣象部門的統(tǒng)一規(guī)定進展。觀測工程 、氣壓、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、地溫、降水量、蒸發(fā)量等。氣象要素隨時間和地理變化，是氣候分析和有關(guān)科學(xué)爭論的根底資料。33/5525×251.2〔計0.7形和建筑物影響的開闊地段上。氣候觀測 爭論積存資料而進展的觀測觀測時依據(jù)溫度濕度、風(fēng)、降水等自記儀器的記錄，整理每小時的讀數(shù)值，統(tǒng)計合計量、選擇24小時最高最低值，月終和年終統(tǒng)計地面氣象觀測月報表和年報表。氣象采集系統(tǒng)度、風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、氣壓六要素。處理、存貯、通訊、顯示和打印。極提高了觀測時效，消退了人工讀數(shù)誤差，大要素遙測的自動化。系統(tǒng)構(gòu)造和工作原理系統(tǒng)構(gòu)造示意圖如下：34/55應(yīng)的傳感器輸出量產(chǎn)生變化。氣象、溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、降水、蒸發(fā)、輻準電壓模擬量和數(shù)字量，然后由數(shù)據(jù)采集器CPU按時序采集、計算，得出各個氣存儲、打印。485氣象信息的公布與掃瞄。氣象采集軟件功能采集軟件實現(xiàn)功能如下：風(fēng)速、地溫、累計雨量、等與極值數(shù)據(jù)。觀測數(shù)據(jù)。35/5536/55〔市電停電狀況下，自動供電系統(tǒng)可72168。大風(fēng)數(shù)據(jù)文件等。發(fā)報業(yè)務(wù)。技術(shù)指標：氣象要素 測量圍精度風(fēng)速氣溫-50--50℃±0.2℃濕度0--100%RH ±4%RH氣壓550--1060hPa ±0.4hPa降雨0--4mm/min(雨強)±0.4mm(≤10mm)±4%(＞10mm)注： *V為被測風(fēng)速采集箱指標：時鐘精度：±2/天電 源：AC220V+10%/-15%；50±2HZ預(yù)處理器功耗：5W1.5km防雷措施：系統(tǒng)設(shè)置避雷針接地，阻值≤8Ω0--40℃濕度<+80%RH室外局部：溫度-40-50℃溫度<=100%RH(無分散)采集系統(tǒng)的牢靠性因素是系統(tǒng)牢靠性設(shè)計中應(yīng)認真對待并加以解決的問題，主要的影響因素為防雷、接地、電源、報汛信道牢靠性。系統(tǒng)的牢靠性，包含系統(tǒng)牢靠性和設(shè)備牢靠性兩個指標：1)95%以〔重要把握站必需包括在P95%。PP=〔m/N〕×100%式中N——依據(jù)設(shè)計要求完成的數(shù)據(jù)處理作業(yè)的次數(shù)；2)99%以上。3)監(jiān)測站、中心站設(shè)備的MTBF6300h。電源治理直流電池防過電和欠壓、電源治理等，主要設(shè)計容如下：1〕溝通供電線路應(yīng)安裝漏電開關(guān)、過壓保護；溝通穩(wěn)壓器應(yīng)具有瞬態(tài)電壓抑制的力氣，即抑制諧波的力氣；直流電池防過電和欠壓措施；(一)系統(tǒng)的工作環(huán)境、電源要求:系統(tǒng)的設(shè)備應(yīng)能在以下溫度和濕度條件下正常運行：〕中心站和分中心站：溫度：5～40℃，〕-10～45℃，95%〔40℃(二)系統(tǒng)的電源設(shè)計1〕中心站和分中心站溝通電源：單相220V允許變幅為±10%50Hz±1Hz，三相380V允許變幅為±10%50Hz±1Hz，中心站和分中心站溝通電源入的干擾，也可以配備不連續(xù)電源等，以提高供電系統(tǒng)的牢靠性；2〕中心站和分中心站、監(jiān)測站直流電源：電壓：12V允許變幅為-10%～+20%，24V允許變幅為-10%～+20%，推舉使用12V；電流：電池供給電流的力氣2A25W容量：全靠電池供電，應(yīng)能保證設(shè)備連續(xù)30d，用太陽能電池浮充供電，應(yīng)保證設(shè)備能長期牢靠工作。雷電防護防雷電源線和其它各類連線都應(yīng)進展屏蔽，并給出抗雷電的措施。在接地的金屬管中穿過；接地體，并留意防銹蝕措施；③太陽能電池的引線也應(yīng)提出防雷措施；10KA；心接地體，接地線應(yīng)足夠粗〔截面積>3mm2；與設(shè)備的安全。報汛站使用的線避雷器應(yīng)承受多級洩流措施。接地分中心：<5Ω<10Ω測站則可在屋頂安裝閉合均壓帶，室安裝閉合環(huán)行接地母線等措施改進防雷性能。中應(yīng)實行以下避雷措施：安裝避雷針，避雷針的接地電阻應(yīng)小于10Ω；天線系統(tǒng)應(yīng)依據(jù)具體狀況安裝適宜的避雷裝置；避雷措施；室外電纜應(yīng)實行良好的防雷措施，以防止信號線引雷；溝通電源接地、防雷接地和設(shè)備接地應(yīng)各自單獨引線接入地網(wǎng)；應(yīng)用PSTN信道時，必需加裝線避雷器。信道牢靠性地下水監(jiān)測報汛信道承受雙信道互為備份并實現(xiàn)自動切換是保證系統(tǒng)信息傳輸案。系統(tǒng)安全數(shù)據(jù)安全在地下水水情監(jiān)測中主要實行了以下一些措施來保證數(shù)據(jù)的安全：數(shù)據(jù)現(xiàn)場存貯：在遙測站部，存貯有實時測量數(shù)據(jù)和歷史測量數(shù)據(jù)。在通信據(jù)也不會喪失。重通信手段：遙測系統(tǒng)承受雙通道保證通信的牢靠性。萬一主通信信道消滅固障，遙測站可自動選用備用通信信道傳輸遙測數(shù)據(jù)。多數(shù)據(jù)中心：遙測站同時向地下水情數(shù)據(jù)中心、分中心等多個數(shù)據(jù)中心發(fā)送的事故，遙測數(shù)據(jù)也可得到有效恢復(fù)。數(shù)據(jù)牢靠傳輸機制：遙測站與地下水情數(shù)據(jù)中心、分中心之間的數(shù)據(jù)傳輸承受99.998%CRC16檢錯編碼，并承受返饋重發(fā)的機制解決數(shù)據(jù)通信過程中出錯和數(shù)據(jù)喪失問題。多環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)備份：遙測數(shù)據(jù)傳送到地下水情數(shù)據(jù)中心、分中心之后，首先在別與鑒權(quán)功能，以防止非授權(quán)人員惡意入侵或越權(quán)修改數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)人工錄入：系統(tǒng)地下水情數(shù)據(jù)中心、分中心供給數(shù)據(jù)人工錄入功能，在特別狀況下，可人工錄入數(shù)據(jù)，以保證資料的連續(xù)。日志記錄：系統(tǒng)供給操作人員的操作記錄，以用于事故追蹤和故障恢復(fù)。系統(tǒng)安全為保證系統(tǒng)安全主要實行了以下幾方面的措施：高牢靠性設(shè)備：選擇符合國家和行業(yè)標準規(guī)定的、經(jīng)過大量實際應(yīng)用檢驗證雷電殘壓對設(shè)備造成損壞。穩(wěn)定的通信方式：承受高牢靠的通信網(wǎng)絡(luò)，并互為備份使用，保證數(shù)據(jù)通信的牢靠性。合理的設(shè)備配置備進展防潮處理，保證設(shè)備在高溫潮濕的環(huán)境下牢靠工作。模塊化分層次的系統(tǒng)設(shè)計：遙測站與地下水情數(shù)據(jù)中心、分中心軟件承受模運行?，F(xiàn)固障并快速恢復(fù)固障設(shè)備運行。實施組織與培訓(xùn)施工治理、財務(wù)治理等工作。按質(zhì)、按量完成，使實施工程如期發(fā)揮效益。和維護任務(wù)。導(dǎo)等。護等方面獲得全面了解和把握。培訓(xùn)課程包括：系統(tǒng)的總體構(gòu)成和根本原理；各子系統(tǒng)的構(gòu)成和根本原理；使用、維護、檢修、測試等；系統(tǒng)的總體構(gòu)成和根本原理；各子系統(tǒng)的構(gòu)成和根本原理；各項軟件的根本功能和根本原理；系統(tǒng)與各個子系統(tǒng)、各項設(shè)備、各項軟件的使用操作。附錄1 墑情監(jiān)測點的勘查和土壤含水量的測定方法〔一、墑情和旱情監(jiān)測點和代表區(qū)域的查勘1、自然地理條件的調(diào)查自然地理、水文氣象、地質(zhì)地貌、農(nóng)田水利工程與農(nóng)業(yè)種植狀況進展調(diào)查。地貌與地物條件、地名等。調(diào)查墑情監(jiān)測站點與代表區(qū)域的多年平均降水量、多年平均蒸發(fā)量、多年平均徑流量、多年平均氣溫與多年平均地下水埋深等。量與地表水的利用狀況。地面高程并了解地下水井的歷史與當(dāng)前資料觀測狀況。調(diào)查代表性區(qū)域地下水資源量與地下水資源的利用狀況。了解澆灌耕地和非澆灌耕地的面積與安排狀況。調(diào)查代表性地塊和代表區(qū)域的水文、氣象、農(nóng)業(yè)治理和生態(tài)網(wǎng)絡(luò)觀測站的情況，調(diào)查各站點的地理位置、設(shè)站年月、觀測工程等。調(diào)查墑情監(jiān)測站點的與監(jiān)測區(qū)域的交通狀況和工作條件。名、灌區(qū)水利工程名稱、澆灌系統(tǒng)、澆灌制度等，其他方面見以上條款。2、土壤與土壤的物理特征調(diào)查與分析的層次構(gòu)造與分布進展查勘。測點的顆粒極配曲線。代表性地塊和其他各監(jiān)測點的土壤干容重分析，承受環(huán)刀取樣，假設(shè)垂向為均50-10cm、20-30cm、40-60cm、60-80cm、100-110cm，每個層次取三個土樣，以烘干稱重法求出其干容重，當(dāng)土壤層和包氣帶薄時可視垂向測點的布置來觀測土壤干容重。用以上的土樣為標本，用比重瓶法求出每個樣品固體顆粒的體積、并求出每個樣品的土壤真比重。本的孔隙度。20cm行上述的土壤物理特征分析。3、土壤水分常數(shù)的測定同時測定飽和土壤含水量，田間持水量和凋萎含水量等。對代表性地塊和巡測點需測驗其飽和含水量，土樣的采樣方法同土壤干容側(cè)防止土壤的遺失，置入冷開水中浸泡2天后取出用離心機法、壓力板儀法或烘干稱重法測出其飽和含水量。在缺少儀器設(shè)備的狀況下也可直接用浸泡稱重烘干法來取得飽和土壤含水來作為飽和含水量值。掩蓋測驗地塊的外表以防土壤蒸發(fā)在自然排水2天后，按飽和含水量采樣布積含水量。在有條件的狀況下也可在測驗飽和含水量的同時用離心機法和壓力板儀法測定田間持水量。讓其自然消耗土壤中的水分，當(dāng)葉片發(fā)生枯萎時測其土壤含水量。〔基模勢〕的關(guān)系，并由土壤水分特性曲線來確定飽和含水量，田間持水量和凋萎含水量的值。土壤容重來推斷土壤、來推斷田間持水量和凋萎含水量。各種作物的適宜土壤含水量應(yīng)對不同作物不同生育期進展試驗爭論來確定，水澆灌。各種作物的土壤含水量下限值用土壤相對濕度表示，可取用已有的爭論成開頭進展旱情。〔二、土壤含水量的測定方法1、土壤含水量的觀測方法和儀器來說，應(yīng)中選取幾種常規(guī)的方法和常用的儀器。法和觀測儀器。30觀測，以建立兩種觀測方法或兩種儀器觀測結(jié)果的關(guān)系。一級主管部門申請更換觀測儀器和觀測方法，并立案存檔備查。有率定曲線的儀器應(yīng)先賜予率定，以確定儀器的讀數(shù)與含水量之間的關(guān)系。的修理點修理，儀器修理或更換元器件假設(shè)影響觀測效果時，儀器應(yīng)重率定。2、取土烘干法〔0.01g〕取土鉆、鏟、鋁盒、記錄表與鋁盒重量記錄表等。測定記錄表上記錄用樣日期、取樣地點、取樣深度和鋁盒。30-50克左右。并與時送入室稱重，不得長期放置。沿取土鉆滲入下層，以影響土壤含水量的觀測精度。稱重時應(yīng)核對盒號，登記盒重并作好濕土重量的記錄。干凈紙上進展，以防盒土壤灑出，假設(shè)有土壤灑出時應(yīng)留神收集起來放入盒。105C~110C，持續(xù)6-8質(zhì)氣化而影響土壤含水量的精度。溫箱中冷卻至常溫后再稱重。從烘箱中取出土樣時應(yīng)留神，避開打翻土樣。鋁盒，核對鋁盒和盒蓋，以備下次再用?？沙惺芟率接嬎阃寥赖闹亓亢蕎w 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w 2100w2 0w1

為濕土+盒重，w2

為干土加盒重，wo土壤體積含水量可用下式計算wo式中為體積含水量，ro

為土壤干容重，w為重量含水量。表性地塊的不同深度的土壤含水量由各種深度上測得的均值作為該代表地塊的土壤含水量。3