基于MI和SI的寒地水稻旱直播栽培田土壤墒情监测系统（二）

(3）系统特点：系统监测基站可以进行多点管理，基于监测即进行网格化管理，和S寒地旱直像网络一样覆盖，水稻墒情对数据进行实时监测。播栽用现代的培田技术手段以及设备条件取代人工监测，并且所测量出的土壤数据具有误差小，稳定性强的系统特点。

(4）系统施工方案：

(1)采取的基于监测方法：利用CAD和CATIA及传感器尺寸，设计出设备的和S寒地旱直平面结构图以及立体图，进行运行与仿真，水稻墒情测试各个材料面以及连接部分的播栽受力情况。

(2)根据所选择传感器输出的培田信号类型及整体适用和美观设计的数据采集器来配套设计供电系统和外形。

(3)对现有的土壤数据传输系统软件进行改造，以适应数据传输及对设备的系统监控。

2.2 整体监测系统的基于监测实现

远程墒情监测系统由采集器、太阳能供电系统等组成[9]。

本系统以土壤温湿度传感器、土壤EC传感器、土壤p H传感器、无线数据采集器、太阳能供电系统、网关、系统集成等技术为基础，按照分结构，集中管理的原则，通过土壤水分监测站网建设，建设自动监测土壤水分数据采集和管理平台，能实时监测土壤水分[10]。

2.3 系统软件的实现

数据采集系统以Java EE语言+MySQL数据库为开发环境。

Java语言是一种面向对象的语言，它通过最基本的方法来完成指定的任务。MySQL对于数据采集软件这种中小型系统是不错的选择，我们将数据库建立在远程服务器上，只需要利用网络便可以访问云服务器上的数据库，可在不同地点使用，大大减少了因电脑损坏或病毒导致本地数据库内容的丢失或损坏的可能性。

数据采集系统软件包括数据采集界面、数据日统计界面、数据月统计界面、月极值统计界面这4个部分。数据采集界面（图3）的主要功能是根据各个传感器监测的实时传入数据库的数据，在程序中以直观的数值显示出来，进而方便用户确定当前的墒情状况，及时调整灌溉策略（图3～图6为本系统监测到的部分数据）。图3以土壤湿度体积含水量为例，通过登陆界面进入系统，选择想要查询的选项，点击查询即可得到相关界面，界面所呈现的数据均来自本系统的实时监测硬件，在一定程度上保证了数据的准确性和实时性。

数据日统计界面（图4）的主要功能是根据各个传感器监测的实时传入数据库的数据，将每日的各项指标的最高值、最低值、平均值加以统计，以便展现每日的墒情水平。日统计界面主要包括空气温湿度和降水量等的数据展示，通过计算平均值得出每日平均数据，为全面了解监测点的信息提供直观的界面。

数据月统计界面（图5）的主要功能是根据各个传感器监测的实时传入数据库的数据，将每月的各项指标的最高值、最低值、平均值加以统计，用来展现每月的墒情水平。

数据月极值统计界面（图6）的主要功能是根据各个传感器监测的实时传入数据库的数据，将每月的各项指标进行上中下旬的分析，以展现当月墒情特殊状态的具体时间。

数据采集界面、数据日统计界面、数据月统计界面、月极值统计界面这4个部分的意义是为管理者提供数据支撑，通过数字信号将数据进行传输，再通过移动互联技术进行分析，以此直观地展示出土壤墒情监测成果。

3 结论

本文所设计的土壤墒情监测系统可以通过集合多种传感器设备对寒地水稻旱直播土壤墒情进行准确监测，可以保证水稻全生育期用水安全，也可以充分利用雨水而节约水资源，同时还可以减少稻田甲烷气体排放，为稻田智能灌溉提供准确数据支持。

本系统利用MI和SI技术进行系统整体外观和功能设计，将多个传感器集合，利用数字信号进行传输输出，在外形上使之简洁实用，整体构造使之符合《农业气象观测规范》要求，适应旱直播稻田农事作业。与传统的只能够单一测量土壤湿度的土壤墒情监测系统相比，本文设计的土壤墒情监测系统能够测量农田的空气温湿度、降雨量、风向风速、土壤的温度，这些数据的产生增加了对农业农田数据的精准测量，并且本系统利用系统集成技术将多个传感器集多为一，利用移动互联技术转换为数字信号传输并输出，真正做到高速有效的土壤墒情监测。

综上所述，本文所提出的土壤墒情监测系统能够从多方面进行数据采集，不仅可以实时采集有效数据，还可以及时反映一段时间的土壤墒情指标，从而为复杂条件下土壤的调控、农业现代化做出有力的数据支撑，为农业生产提供必要的参考。

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