土壤自动化监测系统设计
土壤墒情自动化监测及应用
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农田土壤湿度监测与农灌控制系统设计
农田土壤湿度监测与农灌控制系统设计农业是人类生活中的重要组成部分，而农田土壤的湿度对于农作物的生长和产量起着至关重要的作用。
因此，开发一套高效、准确的农田土壤湿度监测与农灌控制系统对于提高农作物的产量和质量具有极大的意义。
一、农田土壤湿度监测系统的设计农田土壤湿度监测系统是实现自动化农灌水的关键。
该系统需要具备以下几个关键功能：1. 传感器网络：通过布设传感器网络，实时监测农田不同区域的土壤湿度。
传感器应具备高精度、低功耗、长寿命等特点，并能够稳定的运行在复杂的农田环境中。
2. 数据采集与传输：传感器采集到的土壤湿度数据需要实时传输到数据中心进行处理和分析。
可以利用无线传输技术，如LoRa、NB-IoT等，将数据传输到中央处理系统。
3. 数据处理与分析：中央处理系统接收到传感器上传的湿度数据后，对数据进行处理和分析，从中提取有用的信息。
这些信息可以用来判断土壤湿度的状况，并预测未来的变化趋势。
4. 数据展示与报警：处理系统需要将农田土壤湿度的实时情况以直观的形式展示给用户，可以通过网页、手机应用等方式呈现。
同时，系统还需要具备报警功能，当土壤湿度超过或低于设定的阈值时，及时发出警报，提醒农户进行相应的灌溉或排水操作。
二、农田农灌控制系统的设计农灌控制系统是根据土壤湿度情况进行农田灌溉的关键。
该系统需要具备以下几个关键功能：1. 智能控制：根据农田土壤湿度数据的变化情况，智能地控制灌溉系统的开关和运行时间。
可以采用模糊控制、PID控制等算法，实现对农田灌溉的自动化控制。
2. 多级控制：考虑到不同农作物对土壤湿度要求的差异，可以将农田划分为不同的控制区域，分别设置不同的灌溉参数。
这样能够更好地满足不同农作物的灌溉需求，实现精准灌溉。
3. 节水环保：为了提高灌溉的效率和节约水资源，可以结合天气预报、降雨传感器等信息，合理调整和节制灌溉量。
通过优化灌溉策略，减少过度灌溉和水资源的浪费，实现节水和环保。
4. 报警与故障检测：系统应具备灌溉异常和故障检测功能。
基于物联网的智能农业土壤环境监测系统
基于物联网的智能农业土壤环境监测系统智能农业是利用物联网技术来监测和管理农业生产过程的一种创新方式。
其中，土壤环境监测是智能农业中不可或缺的一环。
通过对土壤的精确监测，农民可以实时了解土壤的水分含量、养分状况和温度等关键信息，从而根据实际情况调整农业生产活动。
基于物联网的智能农业土壤环境监测系统正是为了满足这一需求而设计的。
本文将重点探讨该系统的工作原理、应用前景以及相关的优势和挑战。
首先，我们来了解一下基于物联网的智能农业土壤环境监测系统是如何工作的。
该系统通常由三个主要组成部分构成：传感器网络、数据传输通道和数据处理和分析平台。
传感器网络负责收集土壤环境的相关数据，比如土壤湿度、温度和养分含量等。
这些传感器装置可以通过无线网络或其他通信技术将数据传输到数据传输通道上。
数据传输通道负责将数据传输到数据处理和分析平台，这个平台可以是云服务器、本地服务器或者其他计算平台。
数据处理和分析平台将接收到的数据进行处理和分析，根据农民设定的阈值和算法，生成有关土壤环境的报告和警报，以供农民参考和决策。
基于物联网的智能农业土壤环境监测系统有着广阔的应用前景。
首先，该系统可以帮助农民更好地了解土壤的实际情况，从而进行合理施肥和浇水，提高农作物的生长质量和产量。
其次，该系统能够提供准确的土壤环境数据，这对于病虫害的预防和控制非常重要。
农民可以根据传感器收集到的数据来选择合适的农药和防治措施，及时应对病虫害的发生。
此外，基于物联网的智能农业土壤环境监测系统还能够实现自动化和智能化的农业生产管理。
通过与其他智能设备和农业机械的联动，该系统可以自动调整灌溉系统、施肥设备和温室控制系统等，从而提高生产效率和资源利用率。
与传统的农业土壤监测方法相比，基于物联网的智能农业土壤环境监测系统具有许多优势。
首先，该系统可以实现实时监测，农民可以通过手机应用程序或者其他设备随时随地查看土壤环境的变化情况。
其次，该系统可以提供更准确的数据和预测，通过大量的土壤环境数据和智能算法的分析，农民可以得到更准确的预测结果，科学决策。
基于MSP430F149的土壤环境自动监测系统设计
基于MSP430F149的土壤环境自动监测系统设计作者：白宇杨磊王亚妮来源：《城市建设理论研究》2013年第05期摘要：本文设计一套基于MSP430F149芯片性能稳定可靠、自动化程度高、操作简便的土壤环境自动检测系统。
主要是针对大兴安岭地区冻土层来实现高精度自动监测、远程自动传输、数据自动分析处理功能。
通过现场系统安装调试，该系统完全可以实现对土壤环境的高精度实时监测。
关键词：MSP430F149;土壤环境;冻土层;自动监测Abstract: This piper design a set of automatic detection system based on MSP430F149 chip performance is stable and reliable, high degree of automation, easy to operate, the temperature of the permafrost. This paper focus on The Daxinganling region soil environment of perennial high-precision automatic monitoring, remote automatic transmission, automatic data analysis and processing functions. Through the field system installation and debugging, the system can achieve high-precision real-time monitoring of the soil environment.Keywords: MSP430F149;soil environment ; permafrost; automatic monitoring 中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：0 引言大兴安岭地区广泛分布着多年冻土层。
土壤湿度无线检测系统的设计
土壤湿度无线检测系统的设计一、引言随着农业科技的发展，土壤湿度的准确检测对于农作物的生长和发展至关重要。
传统的土壤湿度检测方法需要人工测量，不仅费时费力，而且不够准确。
因此，设计一套土壤湿度无线检测系统，可以实时监测并记录土壤湿度的变化，提高农作物的生长效率，具有重要的意义。
二、系统设计1.系统组成2.传感器选择传感器是土壤湿度无线检测系统的核心部分，通过感知土壤湿度的变化，并将其转换成电信号，用于后续的数据采集和分析。
目前市场上常见的土壤湿度传感器有电阻式传感器和电容式传感器。
电阻式传感器成本较低，但对环境温度的变化敏感，精度较低。
电容式传感器精度较高，对温度变化的影响小，但成本较高。
根据实际需求选择适合的传感器。
3.数据采集设备数据采集设备负责将传感器感测到的土壤湿度数据转换成数字信号，并将其传输给无线传输设备。
数据采集设备需要具备高精度、低功耗、稳定性好和可靠性高的特点。
4.无线传输设备无线传输设备是将数据采集设备采集到的数据通过无线信号传输给数据接收和处理终端的设备。
无线传输设备可以选择无线模块，如Wi-Fi模块或蓝牙模块。
根据传输距离和功耗要求选择适合的无线模块。
5.数据接收和处理终端数据接收和处理终端是农民或农业管理人员接收和处理土壤湿度数据的设备，可以是电脑、手机或专用的数据接收和处理终端。
终端需要具备数据接收、数据存储、数据分析和数据展示等功能。
三、系统工作流程1.传感器感测土壤湿度的变化，并将其转换成电信号。
2.数据采集设备采集传感器转换后的数字信号，并进行处理。
3.数据采集设备将处理后的数据通过无线传输设备传输给数据接收和处理终端。
4.数据接收和处理终端接收到数据后进行存储，并进行分析和展示。
四、系统优势和应用1.实时性：土壤湿度无线检测系统可以实时监测土壤湿度的变化，并将监测数据实时传输给数据接收和处理终端，农民或农艺师可以及时了解到土壤湿度的变化情况。
2.准确性：传感器可以精确感知土壤湿度的变化，数据采集设备可以高精度地采集和处理数据，确保数据的准确性。
面向智能农业的农作物生长监测与智能化调控系统设计
面向智能农业的农作物生长监测与智能化调控系统设计农业是人类最基本的生产活动之一，农作物的生长监测和调控是农业发展中至关重要的环节。
随着科技的不断进步，智能农业正逐渐发展壮大，为农作物的生长监测和智能化调控提供了新的解决方案。
一、农作物生长监测系统设计农作物的生长过程受到多种因素的影响，如温度、湿度、土壤养分、光照等。
设计一套有效的农作物生长监测系统能够准确地测量这些关键因素，为农作物的生长提供科学依据。
1.1 传感器技术传感器是农作物生长监测的核心设备之一。
通过采集环境温度、湿度、土壤温湿度、土壤养分浓度等数据，能够准确地了解农作物所处环境的情况，从而及时采取相应的调控措施。
选择合适的传感器技术，包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器等，能够有效提高监测的准确度和可靠性。
1.2 数据采集与处理传感器采集到的数据需要通过数据采集装置进行采集和处理。
这些装置可以实现数据的存储、传输和处理。
数据采集装置需要具备稳定的性能和可靠的数据存储功能，能够以较低的误差对数据进行采集和处理。
此外，在数据采集与处理过程中，还需确保数据的安全性和稳定性，以免数据丢失和篡改。
1.3 远程监控与控制农作物生长监测系统设计还需要考虑远程监控与控制功能。
通过互联网技术，可以实现对农作物生长环境的远程监测和调控。
农户可以在远程终端上随时了解农作物的生长环境信息，同时也可以通过远程控制设备来进行相应的调控操作，提高农作物生长的效率和质量。
二、智能化调控系统设计智能化调控是指通过人工智能技术和自动化控制技术对农作物的生长环境进行智能调控。
设计一套智能化农作物调控系统，可以实现对农作物的自动控制和精细化管理，提高农作物的产量和品质。
2.1 人工智能技术人工智能技术是智能农业发展的核心技术之一。
通过人工智能技术，可以对农作物的生长环境进行智能分析和预测，实现自动化的农作物管理和调控。
例如，通过机器学习算法对传感器数据进行分析，可以提前预测农作物的生长情况，并针对性地进行相应的调控措施。
智能农业中的土壤监测与养分管理系统设计
智能农业中的土壤监测与养分管理系统设计智能农业是近年来兴起的一种现代化农业生产方式，其通过应用先进的技术手段和系统，实现农田生产的自动化和智能化，提高生产效率和质量。
而土壤监测与养分管理是智能农业中至关重要的一环，正确认识土壤现状、科学合理地施肥，能够帮助农民提高产量、节约资源和环境保护。
本文将从以下几个方面详细探讨智能农业中土壤监测与养分管理的系统设计。
1.系统整体框架设计土壤监测与养分管理系统的设计需要综合考虑农田的特点和农作物的需求，一个典型的系统整体框架包括以下几个模块：土壤监测模块、数据采集模块、数据处理与分析模块、养分管理模块和用户可视化模块。
其中，土壤监测模块负责实时感知土壤的温度、湿度、pH值等关键指标；数据采集模块负责将土壤监测模块获得的原始数据采集并传输到系统中；数据处理与分析模块负责对采集的数据进行处理和分析，制定土壤养分管理策略；养分管理模块负责自动或半自动地施肥；用户可视化模块负责将系统数据以易于理解和使用的方式展示给用户。
2.土壤监测模块设计土壤监测模块是土壤监测与养分管理系统的核心，它通过使用传感器等装置实时监测土壤的温度、湿度、pH值等关键指标。
这些指标可以提供土壤的基本信息，为后续的养分管理提供依据。
传感器应密布于农田中，并能自动采集土壤数据。
3.数据采集模块设计数据采集模块负责将土壤监测模块获得的原始数据采集并传输到系统中。
传感器采集到的数据可以通过无线传输设备将数据传输到集中的数据处理服务器上，以保证数据的实时性和准确性。
4.数据处理与分析模块设计数据处理与分析模块负责对土壤监测模块采集的数据进行处理和分析，制定土壤养分管理策略。
该模块可以基于农作物要求、土壤指标、施肥历史等多个因素综合考虑，针对不同农田和农作物制定相应的养分管理策略，并及时更新。
5.养分管理模块设计养分管理模块负责自动或半自动地施肥，根据数据处理与分析模块给出的养分管理策略，调控施肥设备的工作。
耕地智慧保护系统设计方案
耕地智慧保护系统设计方案设计方案：耕地智慧保护系统引言：随着全球人口的增长和城市化进程的加快，耕地资源的丧失和质量的下降成为一个全球性的问题。
为了保护和管理耕地资源，我们需要利用现代技术和智能化系统来监测和维护耕地的可持续利用。
本文提出了一个耕地智慧保护系统的设计方案，该系统利用传感器网络、数据分析和人工智能等技术，实现对耕地的实时监测、病虫害预警和决策支持等功能，以帮助农民和相关机构更好地管理和保护耕地资源。
一、系统架构耕地智慧保护系统的整体架构包括三个主要组成部分：传感器网络、数据分析与处理模块和决策支持系统。
1. 传感器网络：通过在耕地区域布置各种类型的传感器，实时监测并收集土壤湿度、温度、气象、光照等关键数据。
传感器节点将数据通过网络传输给数据中心，以便进行后续的数据分析与处理。
2. 数据分析与处理模块：接收从传感器网络中获取的数据，利用数据挖掘和机器学习等技术对数据进行分析与处理。
通过对大量数据的统计和比较，可以准确判断耕地的状况和潜在问题，例如病虫害、缺水等。
同时，该模块还可以对历史数据进行挖掘，找出相关的模式和趋势，为农民提供科学合理的决策依据。
3. 决策支持系统：根据数据分析与处理模块的结果，为农民和相关机构提供决策支持。
通过可视化界面和推荐算法等方式，将分析结果呈现给用户，帮助他们了解耕地的状态和问题，并提供针对性的解决方案和建议。
同时，决策支持系统还可以根据实际情况调整系统参数和设置，以更好地适应不同地区和需求。
二、功能模块1. 数据监测模块：通过传感器网络实时监测土壤湿度、温度、气象、光照等关键数据，并将数据传输至数据中心。
2. 数据分析模块：对从传感器网络获取的数据进行分析与处理，识别土壤状况和潜在问题，例如病虫害、缺水等。
3. 预警与报警模块：根据数据分析模块的结果，实现对病虫害、缺水等问题的预警与报警功能。
一旦发现问题，系统会发送报警信息至农民和相关机构，以便及时采取措施防止和解决问题。
融合智能传感器的智慧农业监测系统设计及优化
融合智能传感器的智慧农业监测系统设计及优化智慧农业监测系统是一种以智能传感器为基础的技术解决方案，旨在提高农业生产的效率和质量。
本文将详细介绍融合智能传感器的智慧农业监测系统的设计及优化方案。
一、系统设计1. 传感器选择和布局智慧农业监测系统的核心是选择适当的传感器并将其布局在农田和农业设施中。
传感器的选择应根据农业环境的需求，如土壤湿度传感器、温度传感器、光照传感器等。
传感器布局应考虑监测点的密度，以确保对农田的全面监测。
2. 数据采集和传输传感器采集到的数据需要通过无线或有线方式传输到数据存储设备。
无线传输方式如LoRa或NB-IoT可以实现长距离的数据传输，而有线方式则可以提供更稳定的传输通道。
在选择传输方式时，需要考虑传输距离、可靠性以及成本等因素。
3. 数据存储和处理传感器采集到的数据需要存储在云平台或本地服务器中。
云平台可以提供强大的数据存储和处理能力，以及实时的监测和报告功能。
本地服务器则可以提供更高的数据安全性和隐私保护。
根据实际需求选择合适的方式进行数据存储和处理。
4. 系统界面智慧农业监测系统应具备友好的用户界面，便于农民或农业专业人士进行数据查看和操作。
界面设计应简洁直观，功能齐全，支持图表展示和报告生成等功能。
同时，系统界面还应具备跨平台的特性，可以在多种终端上进行访问和操作。
二、系统优化1. 数据分析和预测智慧农业监测系统通过对采集到的数据进行分析和预测，帮助农民做出科学的农业决策。
数据分析可以基于历史数据和实时数据，提供土壤湿度、温度、光照等指标的变化趋势和异常情况。
预测功能可以利用机器学习和人工智能算法，提供未来农业环境变化的预测结果。
2. 智能控制和自动化智慧农业监测系统可以与农业设施进行联动，实现智能控制和自动化。
例如，在自动灌溉系统中，系统可以根据土壤湿度数据自动判断是否需要启动灌溉，并控制灌溉设备的启停。
这样可以提高灌溉的效率，并减少浪费。
3. 数据安全和隐私保护智慧农业监测系统中涉及大量的农业数据，包括农田地理信息、生产数据等。
土壤墒情监测系统
产品概述土壤墒情监测系统是运用现代自动监测技术、计算机系统分析软件和通讯网络所组成的一个综合性的在线自动监测系统。
本系统可实现固定站无人值守的情况下土壤墒情数据的自动采集和传输，数据在监测中心自动接收入库；可以实现24小时连续在线监测并实时将监测数据通过有线、无线等传输方式将土壤墒情监测数据实时传输到监测中心，生成报表，对土壤墒情的发生、发展及变化进行实时的监测和分析，从而更加全面、科学、真实地反映被监测区域的土壤变化情况，为开展排涝抗旱工作提供信息依据，有效的起到减灾抗旱的目的。
产品特点：一、主机及传感器部分：1、土壤墒情监测仪1台，通过土壤水分传感器感应土壤水分的变化情况。
该监测仪采用高性能微处理器为主控CPU，可用U盘直接取出历史数据，实时显示采集数据，设置数据存储和发送时间间隔，具有大容量数据存储器，可连续存储整点数据365天，存储时间可1 ～60分钟自由设定，读取历史数据速度快，每秒最高可达60条，数据使用滚动存储。
工业控制标准设计，防震防雨结构，适合在恶劣野外环境使用。
大屏幕汉字液晶显示屏，轻触薄膜按键，操作简单。
2、传感器8支（标配，根据需要可无限扩展，也可以选配其他传感器）：土壤水分传感器和土壤温度传感器各4支，测量精度高，响应速度快，性能稳定，采用先进的采样方式，功耗低于0.8mA，采用高强度铝型外壳,防水,防腐蚀,强度硬,可直接埋入土壤中。
3、支架及防护箱1套，采用高强度金属支架及防护箱，高度可调，抗风耐腐蚀，适合恶劣自然环境。
二、通讯部分1、用户可以根据需要选择有线传输、GSM短信模式和GPRS网络模式等多种通讯方式传输。
GPRS模式主要适合于异地城市之间数据的收发，用户可利用任意一台可以上网的电脑登陆并查看数据，稳定可靠，数据稳定可靠，适用于数据量大的应用模式。
GSM短信模式可将数据以短信的形式发送至指定手机号码。
2、可以上传到自己指定的电脑也可以上传到国家指定的墒情IP站点,可切换，无影响。
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墒情监测系统实施方案目录1 概述 (1)1.1建设土壤墒情监测系统的必要性 (1)1.2系统建设任务 (1)1.3系统建设目标 (2)1.4系统设计依据 (2)1.5系统设计原则 (2)1.6影响墒情变化的主要因素 (3)1.7墒情监测要素 (3)1.8主要专业术语解释 (5)2 墒情自动化监测系统总体设计 (6)2.1总体思路 (6)2.2系统组成 (6)2.3系统功能 (7)2.4系统工作方式及数据流程 (8)2.5系统特点 (9)3 墒情监测站网及站网布设 (9)3.1墒情监测站网分类 (9)3.2土壤墒情监测基本站点的设置 (10)3.3土壤含水量垂向测点的布设 (11)4 墒情遥测站设计 (12)4.1设备构成 (12)4.2遥测站功能 (12)4.3土壤墒情监测点区域选建及选站原则和相关土建 (13)4.4仪器安装调试及数据校验 (15)4.5主要设备 (16)4.5.1 墒情传感器 (16)4.5.2 数据采集终端 (17)5 墒情自动化监测系统通信设计 (18)5.1公共交换网（PSTN） (18)5.2超短波信道 (19)5.3全球移动通信系统（GSM） (20)5.4GSM的通用无线分组业务（GPRS） (22)5.5CDMA通讯网络 (23)5.6基于GPRS/CDMA网络的组网解决方案 (24)6 监测中心站设计 (28)6.1中心站系统配置 (28)6.1.1 硬件配置 (28)6.1.2 软件配置 (30)6.2墒情自动化监测应用软件设计 (31)6.2.1 软件设计总体思想 (31)6.2.2 软件设计原则 (31)6.2.3 软件体系结构 (32)6.3中心站主要功能 (33)6.4自动气象站的建设 (33)6.4.1 气象观测概述 (33)6.4.2 气象采集系统 (34)7 采集系统的可靠性 (37)7.1电源管理 (37)7.2雷电防护 (38)7.3信道可靠性 (39)8 系统安全 (39)8.1数据安全 (39)8.2系统安全 (40)9 实施组织与培训 (41)附录1 墒情监测点的勘查和土壤含水量的测定方法 (43)附录2 墒情报送制度与报送方法 (48)1 概述1.1 建设墒情监测系统的必要性土壤墒情监测是水循环规律研究、农牧业灌溉、水资源合理利用及抗旱救灾基本信息收集的基础工作。
墒情监测负责收集旱作农业、牧业的墒情信息，收集农业和环境干旱的信息。
为指导农牧业灌溉、分析干旱的形成及分布发展、抗旱救灾决策提供准确的信息，是水资源合理利用，水资源科学管理和抗旱救灾决策的最重要的基础工作。
其最重要的要素是土壤含水量的监测！我国是受干旱影响较为严重的国家，旱灾平均每两年就要出现一次，平均年受旱面积为2000万hm2以上，占我国气候灾害的59.3%，因此干旱缺水已成为制约国家农业和整个国民经济发展的重要因素。
我国从上个世纪中叶就开始了土壤水份的监测，先后采用了烘干称重、中子水份计和TDR时域反射仪等方法，这些方法虽然可以实现土壤水份的测量，但均无法在野外、无人职守的状况下自动工作，更无法实现墒情数据的自动传输、处理和统计，无法适应当前的农业、抗旱决策以及城市绿化的现代化建设的需要，造成一种遇旱而抗的被动局面。
为此，有必要建设墒情监测自动化系统，以保证我国经济的持续增长和社会稳定。
1.2 系统建设任务根据国家墒情监测规和监测站实施方案和实时规程，整个墒情监测系统包括如下建设任务：测站选址、地理勘查、土建施工、设备采购、安装调试、软件开发等。
根据墒情监测工作需要，从系统集成角度考虑系统建设任务主要包括以下四方面容：➢采集系统的建设：包括墒情及气象传感器的选型、率定、安装等；➢通讯传输系统的建设:包括通信方式的确定，通信设备的选型，安装调试等；➢监测应用软件系统的建设：完成软件的开发设计，实现系统集成；➢监测中心网络建设：包括中心站设备配置及其局域网的建设；1.3 系统建设目标➢通过墒情自动化监测系统的建设，采用先进的墒情监测仪器，实现无人值守状况下的自动监测；➢采用先进、可靠、稳定的通讯方式，实现墒情数据的自动传输；➢通过中心监测软件的设计，实现数据的自动处理、统计、分析。
通过墒情自动化监测系统的建设准确地引导、组织农民进行农业结构调整和生产布局的宏观决策，为农技推广部门和农民适时采取补充灌溉及农田蓄水保墒措施，提高水资源利用效率和效益，为防早抗旱技术措施的应用等提供科学依据。
1.4 系统设计依据设计的主要依据是：《土壤墒情监测规》SL000-2005《国家防汛指挥系统总体设计大纲》《国家防汛指挥系统一期工程初步设计总报告》《国家防汛指挥系统一期工程旱情分中心设计指导书》《计算机软件开发规》GB8566。
1.5 系统设计原则规性系统建设中必须依据统一的规和标准，包括数据类型与存储格式，输入输出格式，用户界面设计等，标准应参照有关国际、国家和行业的标准与规，符合墒情监测和旱情信息管理系统工程的建设要求。
先进性针对系统的具体需要，应综合利用遥测技术、网络技术、GIS技术、数据库技术及其他先进的软件技术与开发工具，来设计和开发系统。
可靠性在建设过程中，应采用各种软件质量控制技术，建立质量评估体系，保证系统运行稳定，数据传输安全可靠，数据处理准确无误。
实用性要求系统整体结构清晰，系统界面简明直观，各类安装手册、用户手册等文档详尽明了，系统操作符合工作习惯，易于系统维护，充分满足省抗旱工作需要。
系统利用现有资源进行整合开发，具有较高的资源利用率。
集成性要求子系统有良好的集成性，数据调用处理和各种功能实现平滑过渡。
开放性软件系统统一采用Windows操作系统平台，增强系统移植性。
同时为了对系统进行修改、补充和不断完善，应采用开放式的结构设计，使系统在具有可扩充性的软硬件环境下，能在运行过程中不断地添加新的操作功能和加入新的信息，为系统的进一步开发预留接口。
1.6 影响墒情变化的主要因素➢降水量：自然降水是土壤水分的主要来源，因此降水量的多少成为土壤墒情变化的决定因素。
➢气温：气温通过影响土壤中水分的蒸发，对土壤墒情变化产生重要的影响。
➢大风：一般大风持续时间长，空气对流加强，加速了土壤水分损失。
➢地形：地形高低不同墒情的分布也不同，一般地势较低的地形墒情较足。
➢其它因素：人们的耕作措施、植物蒸腾、光照强度等也对土壤墒情产生重要影响。
1.7 墒情监测要素墒情和旱情及其发展趋势是同气象条件、土壤、土壤的水分状态，作物种类及其生长发育状况密切相关的，因此墒情监测主要是对气象条件、土壤的物理特性、土壤水分状态、作物种类及生长发育状况四大要素进行监测。
（一）气象要素气象观测要素主要有降雨量、气温、气压、温度、风速、水面蒸发量、地温、日照等。
对于墒情监测区有气象站的区域，为节省费用、避免重复投资，气象信息可以通过在监测软件系统建立与本地气象中心的，进行自动搜索；或者与本地气象中心进行信息共享，通过发送气象简报的形式获得；对于墒情监测区或临近区无气象站的区域和重点灌区可以建立自己的小型气象站，其中气象观测场的建设应符合气象观测场的规要求，仪器及设备应按照气象部门的要求配置，并按照气象部门的观测规来进行气象要素的观测、记录和资料的整编。
墒情监测点除收集气象资料外，还应收集当地气象部门的未来天气趋势预报，以了解墒情监测区的未来天气变化趋势。
（二）土壤的物理特性土壤的物理特性由土壤的质地、土壤的结构、土壤的比重、土壤干容重、土壤空隙度来表达。
土壤的质地由当地的土壤颗粒级配清况来决定，其判别方法采用国际标准分类方法来进行。
土壤垂向分布由层次结构时，需分析不同层次的土壤质地和其他的物理特性。
（三）土壤水份状态土壤水份常数施土壤水份特性的重要指标，主要有饱和含水量，田间持水量、凋萎含水量及作物不同生长期适宜的含水量。
土壤含水量施墒情和旱情监测的主要指标、土壤水份状态可由重量含水量、体积含水量、土层中的蓄水量和土壤相对湿度四个指标来表达。
具体可根据规的换算关系来进行换算。
另外浅层地下水水位的变化及地下水埋深也是影响土壤墒情变化的重要要素之一。
实际墒情监测中也应对地下水进行监测。
（四）作物种类及生长发育状况墒情监测站点还应收集代表区域的作物种植情况，即作物的种类，作物的分布情况及各种作物占总面积的百分比。
观测土壤含水量的同时记录作物的播种日期，作物生长发育期，观察作物的生长发育状况。
记录代表地块的作物的水分状态，以涝、渍、正常、缺水、受旱等分级来表示。
收集不同作物、不同生长期的适宜土壤含水量资料，此含水量值一般以土壤相对湿度来表示。
旱地田间积水时间超过24小时为涝、地下水面达及土壤表层为渍、土壤含水量小于适宜土壤含水量时为缺水（脱墒）、土壤含水量小于凋萎含水量时为受旱。
收集不同作物不同生长期脱墒和受旱的临界含水量资料，记录脱墒和受旱开始的日期，受旱的天数，代表区域干旱程度及干旱的分布情况。
1.8 主要专业术语解释旱作农业区：指主要依靠天然降雨和集水补充灌溉而从事农业生产的区域。
除以粮食安全为核心的种植业外，还包括林果、牧草等种植区域。
土壤墒情与早情监测：指通过对降雨量、气温、土壤含水量、农业技术配置、作物产量、灾害性天气等的观测记载，分析耕地土壤水分动态变化，分析土壤墒情对作物的影响及旱情程度。
土壤墒情评定指标：以土壤含水量与田间持水量比值的百分数表示。
根据土壤墒情评价指标，把土壤墒情分为五个等级，即过多、适宜、轻度不足、不足、严重不足。
✧“过多”为高于相对适宜含水量；✧“轻度不足”根据生产实际情况确定，介于适宜和不足之间；✧“不足”为低于相对毛管断裂联系含水量；✧“严重不足”介于不足和相对凋萎含水量之间。
✧旱情评价指标：把旱情分为轻早、中旱、重旱、极旱四个等级。
➢墒情“轻度不足”即为“轻旱”；➢墒情“不足”即为“中旱”；➢墒情“严重不足”即为“重旱”；➢小于相对凋萎含水量即为“极旱”。
2 墒情自动化监测系统总体设计2.1 总体思路墒情自动化监测系统是一套集土壤含水率数据的采集、传输、存储到对大量采集数据的集中管理、统计分析、预测以及显示的完整解决方案。
系统是基于墒情监测、墒情预报、旱情分析、旱情统计、抗旱管理功能为一体的综合系统。
通过旱情信息中心的建设，完成信息的接收、处理、发布、应用等工作；系统总体设计灾地市级建立旱情信息站、县级以下设立墒情采集点，建立全面、综合的旱情数据库和抗旱管理调度模型，为抗旱决策提供科学依据和技术支持。
全面实时监测和掌握旱情的发生及发展趋势，提出相应的抗旱减灾对策，实现由单一农业抗旱向生产、生活、生态全面抗旱，由被动抗旱向主动防旱抗旱，由传统抗旱向现代抗旱转变，提高抗旱工作水平！2.2 系统组成系统整体由采集终端、数据传输系统及监测中心三部分组成，结构如下图所示。