1.   產品簡介

1.1產品概述

農業土壤墑情監測系統解決方案是一款以介電常數原理為基礎的傳感器。能夠針對不同層次的土壤水分含量以及溫度狀態進行動態觀測，此檢測儀可檢測3層土壤溫濕度狀態，可檢測5層土壤溫濕度狀態，可快速、全面的了解集土壤墑情信息，科學地制定抗旱調度方案，為正確指揮抗旱救災提供決策支持，大限度地減輕災害損失。產品采用標準的Modbus-RTU485通信，遠可通信2000米，支持二次開發。

    產品外殼采用PVC塑料管，可良好的穿透近1G赫茲的高頻探測波，不會受土壤中鹽離子的影響，化肥、灌溉等農業活動不會影響測量結果，并起到對電路進行良好的保護作用。

產品適用于需檢測土壤墑情與旱情信息，或需要實時檢測氣象、水雨情、墑情、農情、水利工程蓄水引水等場所。

1.2產品特點

l  產品外殼采用PVC塑料管，內部發射近1G赫茲的高頻探測波，可以穿透塑料管，有效感知土壤環境。

l  不受土壤中鹽離子的影響，化肥、灌溉等農業活動不會影響測量結果，數據準確。

l  傳感器的電極沒有直接與土壤接觸，避免電力對土壤及土壤中的植物的干擾。

l  產品采用標準的Modbus-RTU485通信模式，遠通信2000米。

l  支持10-30V寬電壓充電。

1.3技術參數

1.4產品選型

2.   設備安裝說明

2.1設備尺寸與檢測高度

產品采用分層設點的觀測結構，地面配置一個溫度觀測點，地下土壤每隔10cm配置一個土壤溫濕測點，觀測相對應范圍內的土壤溫濕度。如下圖所示：

2.2設備安裝前檢查

設備清單：

管式土壤墑情監測儀一臺

合格證、保修卡等一份

USB轉485一臺（選配）

太陽能充電板（選配）

土鉆（選配）

自行準備清單

水、水桶、手套（按照個人需求選擇）

2.2.1安裝位置選擇

l  在作物播種后進行設備安裝；

l  安裝位置需要地勢平坦；

l  全面灌溉條件下，優先選擇獲水較少區域作為監測位置；局部灌溉條件下，選擇濕潤區域內作為監測位置；

l  選取作物長勢均衡并可代表絕大多數作物長勢的位置；

l  了解被監測作物的根系分布，一般選擇離作物吸水根系較近的位置。

注意：設備安裝地點應選擇地勢相對較高處，防止雨水倒灌進設備內部從而引起設備短路或線路故障。

2.3安裝方式

一步：使用土鉆在合適的位置打孔

1.將土鉆豎直于地面，雙手緊握手柄順時針下壓慢速轉動。（注意：不要太用力，務必慢速多轉幾圈，防止鉆頭跑偏至孔洞打歪）

2. 將取土鉆從孔洞中取出，放入桶中將土鉆中的土收集到桶中用以下一步和泥漿。（注意：因為一鉆土因為雜質過多故不做收集）

3. 反復持續上述打孔、取土，并在此過程中嘗試性地將傳感器輕放入孔洞中（請勿將設備用力觸底），以測試孔洞的深度是否合適；若有卡頓，則使用土鉆修正，保證傳感器放入、取出都比較順暢；直到孔深與傳感器所標識的安裝位置齊平，打孔完成。

第二步：制作泥漿

1.挑出土鉆取出的土壤中的雜質，石子、草根、不容易溶解的土塊等。將土壤搓細，以便和泥漿。

2.倒入適量水，充分攪拌至粘稠狀；壤土泥漿一般不能稠于“芝麻醬”狀；和泥漿完成。

第三步：灌漿安裝

1. 將泥漿緩慢倒入孔洞，大概到孔洞1/2的位置；可根據實際情況酌情增減。

2. 將傳感器慢慢放入孔洞中，向一個方向慢慢轉動并下壓，速度過快可能會導致氣泡不能被*排出。（注意：再轉動下壓的過程中不可以上拔傳感器，防止氣體再次吸入孔中）

3.當傳感器安裝到正確的深度后，設備周圍會溢出一些泥漿，灌漿完成; 此時傳感器安裝深度與洞口齊平。（注意：將傳感器周圍3CM以外多余的泥漿清除，防止結塊影響水分下滲）

第四步：安裝完成

向上拔出設備頂蓋，按下開關鍵設備發出一聲滴的聲音后設備開機，即可正常工作。建議在泥漿恢復正常狀態后再進行正常工作。關機時長按開關機鍵設備發出滴滴兩聲后，設備關機。

其他注意事項：

砂土安裝要點

砂土安裝與壤土標準安裝步驟無異，需要注意的是需準備足量的水，不少于5L；在灌漿之前，先把水倒入孔洞中，淋濕整個洞壁，直到孔洞底部有多余的水出現為止。然后按照步驟，將泥漿慢慢倒入孔洞中，大概大概到孔洞1/2的位置。其余安裝步驟參照壤土的安裝即可。

黏土安裝要點

黏土的安裝在打孔收集土壤完畢之后，清理雜質后，將黏土在水中浸泡大于4小時，使黏土軟化，便于活成比較均勻的泥漿。浸泡完成后攪拌成粘稠狀，灌漿即可。其余安裝步驟參照壤土的安裝即可。

2.3產品接線說明

電源及485信號

寬電壓電源輸入10~30V均可。485信號線接線時注意AB兩條線不能接反，總線上多臺設備間地址不能沖突。

3. 配置軟件安裝及使用    

3.1 軟件選擇

打開資料包，選擇“調試軟件”---“485參數配置軟件”，找到打開即可。注意：在使用該配置軟件更改地址和波特率的時候只能接一臺設備。

3.2 參數設置

①、選擇正確的COM口（“我的電腦—屬性—設備管理器—端口”里面查看COM端口），下圖列舉出幾種不同的485轉換器的驅動名稱。

②、單獨只接一臺設備并上電，點擊軟件的測試波特率，軟件會測試出當前設備的波特率以及地址，默認波特率為4800bit/s,默認地址為0x01。

③、根據使用需要修改地址以及波特率，同時可查詢設備的當前功能狀態。

④、如果測試不成功，請重新檢查設備接線及485驅動安裝情況。

4. 通信協議

4.1 通訊基本參數

4.2 數據幀格式定義

采用Modbus-RTU 通訊規約，格式如下：

初始結構 ≥4 字節的時間

地址碼 = 1 字節

功能碼 = 1 字節

數據區 = N 字節

錯誤校驗 = 16 位CRC 碼

結束結構 ≥4 字節的時間

地址碼：為變送器的地址，在通訊網絡中是一的（出廠默認0x01）。

功能碼：主機所發指令功能指示，本變送器用到功能碼0x03（讀取寄存器數據）、0x06（寫入寄存器數據）。

數據區：數據區是具體通訊數據，注意16bits數據高字節在前！

CRC碼：二字節的校驗碼。

主機問詢幀結構：

從機應答幀結構：

4.3 寄存器地址

4.4 通訊協議示例以及解釋

舉例：讀取設備地址0x01的溫濕度值

問詢幀（16進制）：

應答幀（16進制）：（例如讀到溫度為-10.1℃，濕度為65.8%RH）

溫度計算：

當溫度低于 0 ℃ 時溫度數據以補碼的形式上傳。

溫度：FF9B H(十六進制)= -101 => 溫度 = -10.1℃