温室环境监测系统应用于农业物联网.docx

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温室环境监测系统应用于农业物联网

HL-NYQX1移动式自动气象站用于农业温室物联控制系统的应用

【概述】

　HL-NYQX1型移动式自动气象站采用一体化设计，专门为学校科研教学，小气候观测，流动气象观测哨、短期科学考察、季节性生态监测等开发生产的多要素自动气象站。

可测量风向、风速、温度、湿度、气压、雨量、太阳辐射量、太阳紫外线、土壤温湿度等常规气象要素，同时根据微气象学中空气动力学方法，自动计算并存储风寒指数、ET蒸腾蒸发量及温/湿度/光照/风指数。

该气象站已成为目前为止国内测量气象要素最全面的小气候观测站。

【应用领域】

主要应用于科研教学，微气象学研究，军事运用的支援、临时气象观测点，如突发事件（如火灾、洪涝灾害）的响应及突发性灾害性天气的现场监控、大中小学的气象观测台站、农业农情灌溉气象环境指标监测、森林火险气象指标监测等，又可作为环境科研监测的补充观测仪器。

【技术特点】

1、气象观测要素：

（可根据要求选顶或组合各种气象传感器）

（1）大气环境类：

环境温度，环境相对湿度，露点温度，大气压力，风速，风向，降水量，水面蒸发，二氧化碳，叶面湿度，日照时数，光照度，太阳总辐射、散射辐射、直接辐射、反射辐射、净全辐射、近红外辐射、光合有效辐射、紫外线辐射、远红外辐射等；

（2）土壤参数类：

土壤温度，土壤湿度，土壤热通量，土壤水势，土壤导电率等；

（3）生态环境类：

多层风，多层温度，多层湿度，多层土壤水份，多层CO2等

气象传感器技术参数：

HL-TRWD1土壤温度传感器

土壤温度变送器是由德国Heraeus公司进口A级ST-1-PT1000精密铂电阻和高精度变送器两部分组成。

变送器部分由电源模块、温度传感模块、变送模块、温度补偿模块及数据处理模块等组成，彻底解决铂电阻因自身特点导入的测量误差，变送器内有零漂电路和温度补偿电路，对使用环境有较高的适用性。

土壤温度变送器应用广泛，可测量多种粉末状多孔介质，液体的温度，精度高，不锈钢探针稳定性好，耐腐蚀，并且可做成多种外形，方便不同客户的需求，是测量温度的理想选择。

技术参数

测量参数：

土壤温度（℃）

测量范围：

-30℃～70℃

测量精度：

±0.15℃，25℃时达到最佳精度±0.1℃

探针材料：

德国Heraeus公司进口A级ST-1-PT1000精密铂电阻

工作电压：

8～24VDC

输出信号：

0～2VDC或4～20mA

响应时间：

<1秒

稳定时间：

<1秒

探针长度：

50～70mm

探针直径：

4mm

探针材料：

不锈钢

密封材料：

ABS工程塑料

电缆规格：

2米3线制（标配）（电缆长度可选）

功能及特点

实时温度监测功能，可测量土壤不同深度的温度

性价比高，耐腐蚀，适于各类土壤的温度测量

标准信号，并且与温度呈线性关系输出

应用广泛，可测量多种粉末状多孔介质，液体的温度

可做成多种外形，方便不同客户的需求

应用范围

广泛应用于气象、环境、农业、林业、水利、电力、科研等需要测量土壤温度的领域

HL-TR01土壤水分传感器

土壤水分传感器是基于介电理论并运用频域测量技术自主研制开发的，能够精确测量土壤和其它多孔介质的体积含水量。

可与温室环境监测、土壤墒情采集、自动灌溉控制等系统集成，实现水分的长期动态连续监测。

二、技术参数：

.测量参数：

土壤容积含水率

.量程：

0～100%

.单位：

%（m3/m3）

.输出信号：

0～2V（电压型）4～20mA（电流型）

.测量精度：

±3%

.互换精度：

<3%

.复测误差：

<1%

.测量原理：

频域反射原理（FDR）

.工作电流：

约15mA

.工作频率：

100MHZ

.响应时间：

＜1秒

.测量稳定时间：

1秒

.工作温度范围：

-30℃～70℃

.测量区域：

95%的影响在以中央探针为中心，直径为7cm、高为7cm的圆柱体内

.探针长度：

6cm

.探针直径：

3mm

.探针材料：

不锈钢（抗电解）

.密封材料：

环氧树脂（黑色阻燃）

.电缆长度：

标配1米（国标三芯屏蔽线）

三、功能及特点：

.高稳定性，安装方便，维护操作简单；

.采用阻燃环氧树脂固化，完全防水，可长期埋伏土壤中使用，且不受腐蚀；

.钢针采用优质材料，可经受长期电解，不受土壤中的酸碱腐蚀；

.测量精度高，性能可靠，受土壤含盐量影响较小，可适应各种土质；

.应用广泛，价格低廉，适合中国国情；

四、适用范围：

.广泛应用于农田，水利，公路，铁路路基水分的埋测。

节水农业灌溉、温室大棚、花卉蔬菜、草地牧场、土壤速测、科学实验、植物培养及各种颗粒物含水量的测量等领域。

HL-WSD1空气温湿度传感器

温湿度变送器采用世界先进的CMOS数字式温湿度传感器，HL-WSD1农业大棚壁挂温度湿度变送器生产时已经过精细的标定，标定数据存储在内部存储器中.相对湿度和温度传感器具有数字式输出，可完全互转的特点，不需要经过复杂的校验，标定过程，测量精度、线性度、重复性、互转性、一致性等方面出类拔萃，它适用于环境设备配套，仪器设备集成，大量的一般性环境测验。

技术规格

基本功能

湿度范围

0~100%RH（非结露状态）

最高湿度精度

±5%RH（10%~90%）

温度范围

温度-30℃~50℃（订货可选不同测量范围）

最高温度精度

±0.5℃（@26℃）

技术指标

稳定性

<1%RH/年，/<0.1℃/年

输出信号

4~20mA

供电电源

24VDC

工作环境

温度：

-20℃~70℃

湿度：

≤94%RH

功耗

≤2.5W

输出负载

负载电阻大于1KЛ

安装方式

壁挂式..管道式

HL-EYH二氧化碳传感器

技术参数：

.供电电压：

12～24VDC

.测量范围:

0～2000ppm0～3000ppm0～5000ppm0～10000ppm

.反应时间:

60s

.测量精度：

±3%

.信号输出:

4-20mA

.功耗：

平均＜60mA,峰值＜　200mA

.工作温度范围：

-20℃～80℃

功能及特点：

.外型美观、小巧、安装方便

.响应速度快，测量精度高

.抗干扰能力强

.结构设计合理，性能稳定

.全量程标定输出，一致性好

.国际标准的内部接线及外部安装方式。

适用范围：

.可广泛应用到气象站、人工气候室、温室大棚、通风系统、楼宇、汽车等地方来监测空气质量。

HL-GZD1型光照度传感器

简介

　　HL-GZD1型光照度传感器采用对弱光也有较高灵敏度的硅兰光伏探测器作为传感器；具有测量范围宽、线形度好、防水性能好、使用方便、便于安装、传输距离远等特点，适用于各种场所。

尤其适用于农业大棚、城市照明等场所。

　　光照传感器可以测量以lux为单位的照明光（1尺烛光=10.764lux）,该光照是肉眼可以看到的。

二、用途

　农业大棚、城市照明、建筑环境、路灯控制等场所。

三、技术参数

　　测量范围:

200～200000Lux

　　光谱范围：

400—700（nm）可见光

　　电源电压:

24VDC（12VDC～30VDC）

　　输出信号:

4～20mA或0～5V

　　测量误差:

小于±7%

　　工作环境温湿度:

0～40℃、0～70%RH

　　储存环境温湿度:

-10～+50℃，0～80%RH

　　大气压力:

80～110KPa

4、安装与使用

　　该传感器应安装在四周空旷，感应面以上没有任何障碍物的地方（感应面应保持清洁），然后将其牢牢固定，再将传感器输出电缆与记录仪表相连接，即可观测。

最好将电缆牢固地固定在安装架上，以减少断裂或在有风天发生间歇中断现象。

HL-GZD2光照度传感器

HL-GZD2光照度传感器变送器采用灵敏度较高硅蓝光伏探测器,可根据不同测量场所配置不同的量程，具有测量范围宽，精度高，防水性好，安装方便，适于远距离传输等特点。

可广泛用于气象、温室、实验室、城市照明等领域。

产品特点

·测量范围宽

·线形度好

·防水性能好

·使用方便、便于安装

·传输距离远

使用范围

·农业大棚养殖

·城市照明

·路灯控制

技术参数

供电电压：

12VDC～30VDC

波长范围：

380nm-730nm

测量范围：

2000～200000Lux

输出形式：

4～20mA；0～5V；液晶显示（选配）

操作环境温湿度：

0～40℃、0～70％RH

储存环境温湿度：

-10～＋50℃,0～80%RH

大气压力：

80～110kPa

产品重量：

170g

1个单位的照度大约为1个烛光在1米距离的光亮度。

夏日晴天强光下照度约：

10万Lux（3～30万Lux）；

阴天光照强度约：

1万Lux；

日出、日落光照强度约：

300～400Lux；

室内日光灯光照强度约：

30～50Lux；

夜里：

0.3～0.03Lux（明亮月光下）；

0.003～0.007Lux（阴暗的夜晚）；

2、自动气象数据监测记录仪：

A．气象生态环境监测仪功能全面，数据测量精度高，最多可采集几十项气象要素的数据，核心部件采用高性能16位微处理器为主控CPU，内置大容量数据存储器，可连续存储8000条数据永不丢失。

便携式防震结构，工业控制标准设计，适合在恶劣工业或野外极地环境中使用，大屏幕图形液晶显示屏，具有汉字及图形显示功能，一屏显示多路气象数据，便于现场直接观测，减少了通过电脑监测数据带来的不便。

B．系统具有交直流两用供电方式，当交流电停电后，可自动由充电电池供电，节能环保设计，主机电池一次充电使用时间可保证连续工作48小时以上。

配备TDC-25型太阳能供电装置，可用于野外无电地区常年使用。

C．U盘数据存储功能：

将移动存储器（U盘）与监测仪器的U盘控制器相连，就可完成监测数据的连续存储，存储时间任意设定，然后可将U盘数据直接导入微机。

由于U盘存储容量大，可保证数据长时间永久存储，因此系统具有无限量存储特点。

3、自动气象站监测软件：

自动气象站软件完全满足国家“自动气象站标准规范”要求，界面友好，图形数据显示，（有线，无线）多种通讯方式，动态组网，可支持百台以上监测站点并发通讯；在Windows2000以上系统环境即可运行，与打印机相连自动打印存储数据，数据存储格式为EXCEL标准格式，可生成气象数据图表，供其它软件调用。

4、方便快捷数据联网功能：

提供了有线传输和无线传输两种方式；

有线传输方式：

通过标准RS232/RS485/USB通讯接口，与监测中心PC机有线连接，最长有线通讯距离可达1000米，实时传送采集数据，也可通过网络接口实现一个中心对多个站点的实时监测；

无线传输方式：

可根据通讯距离的不同分为短距离无线数传、中距离无线数传、长距离无线数传三种无线传输方式。

（1）短距离无线数传方式：

采用先进的微波射频通讯传输模块，通讯距离在0～300米范围之内，主要适合于校园内、场区内等短距离范围内数据传输，无任何通讯费用。

（2）中距离无线数传方式：

采用电台方式进行数据传输，通讯距离在0～2000米范围之内，主要适合于对气象监测站和气象监测中心位置较远同时不合适于有线进行通讯的情况下进行使用，不收取任何通讯费用数据传输稳定。

（3）长距离无线数传方式：

采用GSM网/GPRS网通讯技术，结合Internet网络通讯协议，配备无线通讯控制器可实现监测中心对各个站点进行实时监测，远程采集各监测站点的气象数据，不受距离限制，数据传输可靠。

GSM通讯方式利用短信方式进行数据的透明传输,只要网络信号覆盖的地区都可以进行数据传输,不受地理环境的限制，可根据用户使用需要将当前环境的气象参数按照指定的间隔时间，发送到用户设定的手机号码上，通讯费用按信息服务资费计算，适合站点较少，数据量小的系统使用。

GPRS无线通讯方式是在现有GSM系统上发展出来的一种新的无线数据传数业务，目的是给中国移动用户提供高速无线IP或X.25服务，GPRS理论带宽可171.2Kbit/s，在此信道上提供TCP/IP连接，可以用于INTERNET连接、数据传输等应用。

GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源。

GPRS永远在线，按流量计费，从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。

特别适用于间断的、突发性的和频繁的、点多分散、中小流量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。

5、观测支架：

可移动式一体化三角观测支架，钢质结构设计，外形美观，功能齐全，安装方便；也可根据客户要求配置车载式观测支架，应用于不同的环境监测应急车辆。

6、特殊环境下的可选配仪器：

该套气象站可针对不同的使用环境，配置不同类型的气象传感器及相关配件；现有我公司自行研发生产的TRT系列水下太阳辐射表、WL8-1型螺旋桨式联合风向风速传感器及HL-CZQX1型车载式气象观测支架等仪器，可适用于海洋环境监测或移动环境监测车辆等特殊条件下的环境监测使用。

温室应用案例：

【主要技术指标】

名称

型号

测量范围

分辨率

准确度

环境温度

HL-WD1

-50～+80℃

0.1℃

±0.1℃

相对湿度

HL-SD1

0～100%

0.1%

±2%（≤80%时）

±5%（>80%时）

露点温度

HL-LD1

-40～50℃

0.1℃

±0.2℃

风　　向

HL-FX3

0～360°

3°

±3°

风　　速

HL-FS3

0～70m/s

0.1m/s

±（0.3+0.03V）m/s

降水量

HL-YL1

0-999.9mm

0.1mm

±0.4mm（≤10mm时）

±4%（>10mm时）

土壤温度

HL-TRWD1

-50～+80℃

0.1℃

±0.1℃

土壤湿度

HL-TRSD1

0～100%

0.1%

±2％

土壤热通量

HL-TRRT1

-500～500W

1W/㎡

≤5％

土壤水势

HL-TRSS1

0～-1500kPa

1kpa

±10kPa

叶面湿度

YMS-D1

0～100%

0.1%

＜10％

大气压力

HL-QY1

550～1060hPa

0.1hPa

±0.3hPa

蒸发

HL-ZF1

0～100mm

0.1mm

±1.5%

二氧化碳

HL-CO2

0～2000ppm

1ppm

±20ppm

紫外线

HL-ZFX1

0～500W

1W/㎡

≤5％

总辐射

TBQ-2

0～2000W

1W/㎡

≤5％

直接辐射

HL-ZFFS1

0～2000W

1W/㎡

≤5％

日照时数

HL-RZ2A

0～24h

0.1h

±0.1h

光合有效辐射

HL-GHYX1

0～500W

1W/㎡

≤5％

光照度

HL-GZD1

0～20万Lux

------

±7％

ET

THL-ZS1

天0～999.9mm

月0～1999.9mm

年0～1999.9mm

0.1mm

±5%

风寒指数

HL-ZS1

-79～+54℃

1℃

±1℃

紫外线指数

HL-ZS1

0～16

0.1

≤5%

气象生态环境监测仪

HL-ZS1

二十气象参数

0.1

高精度

观测支架

（三角式或车载式）

HL-3ZJ

3m

户外使用

钢结构，外观喷塑防腐，含防雷保护装置

太阳能供电系统

TDC-25

功率25W

太阳能电池+充电电池+保护器

可选配

无线通讯控制器

GSM/GPRS

短/中/长距离传输

免费/收费传输

可选配

U盘存储控制器

FS-1

可选配

1年以上存储量

可选配

【系统基本配置】

1.具有液晶显示汉字与图形显示功能的HL-ZS1气象站记录仪1台

2.传感器（温度，湿度，风速，风向，气压，太阳总辐射，雨量，地温，土壤湿度）各1台

3.HL-3ZJ气象专用观测支架1套

4.HL-3实时监测系统分析软件1套

5.数据通讯及传感器连接电缆1套

6.GSM/GPRS无线通讯控制器（选配）