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山東東營農(nóng)高區(qū)測(cè)坑監(jiān)測(cè)

2023.01.06

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采購單位：東營順邦建設(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?。?/span>

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1.5cm，探針長(zhǎng)度不超過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TCP/IP或串行通信協(xié)議進(jìn)行通信。相關(guān)無線通信方案：802.11b/g/n及Sub-1GHz均符合國家標(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；

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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