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北京九州空間科貿有限公司
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在重新審視土壤水分的應用要求和社會環境基礎上，借助互聯網的顛覆性創新理念，結合現代工業設計中用戶體驗的分析技術，以及大數據和物聯網的平臺，重新設計的產品，它繼承了導管式和插針式的各項優勢，又彌補了他們的不足，開發了面向大規模、更廣泛的應用場景的號稱“中國管"的新一代土壤含水率測量設備。它擁有自主知識產權的土壤水分監測系統（具有受發明保護的水分儀，自主版權的軟件系統）；它具有土壤水分數據的處理、
管式土壤水分溫度監測儀
在重新審視土壤水分的應用要求和社會環境基礎上，借助互聯網的顛覆性創新理念，結合現代工業設計中用戶體驗的分析技術，以及大數據和物聯網的平臺，重新設計的產品，它繼承了導管式和插針式的各項優勢，又彌補了他們的不足，開發了面向大規模、更廣泛的應用場景的號稱“中國管”的新一代土壤含水率測量設備。它擁有自主知識產權的土壤水分監測系統（具有受發明保護的水分儀，自主版權的軟件系統）；它具有土壤水分數據的處理、分析能力，可以為客戶提供灌溉咨詢指導。
管式土壤水分溫度監測儀產品已經具備如下特性：
① 低能耗、集成一體化
即物聯網通訊終端、數據存儲和處理單元、多深度水分及溫度傳感器、高性能電池在一個管中集成；低能耗，可用太陽能電池供電，無外部供電工作時間超過30天；
② 精度和穩定性
精度達到正負2%以下，含同位溫度校準；穩定性達到0.05%；
③ 安裝及實施
15分鐘現場操作，無土壤擾動，無需現場校準，智能啟停，*降低人力需求；
④ 環境保護
工作期間對環境無污染；設備撤場后對環境無殘留污染；
⑤ 大數據支持
產品生命期數據完整記錄及備份，支持大數據分析及移動設備訪問；
⑥ 知識產權
跟國外產品在知識產權上無現實的和潛在的沖突，能夠對核心特性的知識產權進行保護。
管式土壤水分溫度監測儀的優勢
數據的代表性
典型的插針式傳感器感應的土壤范圍是直徑125毫米、高為200毫米的圓柱體，而“中國管”的感應范圍是外徑637.5毫米、壁厚250毫米、高為250毫米的管柱體。導管式感應范圍是插針式的31倍，表性就提高了30倍。再考慮到土壤水分的不*性，導管式的測量方式顯得“靠譜”多了。
插針式的特征是外露的鋼針，導管式是指傳感器全封閉于一個管中的墑情儀。鋼針*使用會變形、表面會有腐蝕或者污染，而且當插針式要成組多點應用的時候就涉及復雜的連線，實施時需要在土壤中挖一個深坑掩埋，安裝時如此維護時也需要同樣的工作。由此產生的是設備的不可靠、安裝和維護時對被測對象的*干擾，工作量和人員因素影響大。而導管式水分儀，打一個洞在地上，插入設備，無論單點還是多組，程序都是一樣的，土壤擾動降到***低，設備*使用中傳感器件不會受到腐蝕或者污染，基本無人員因素干擾。
數據的精度及穩定性
插針式是半數字化的，導管式是全數字化設計的。插針式從傳感探針到數模轉換模塊之間傳輸的是十分微弱的模擬量，這一段就十分容易受到外界信號干擾，影響分辨率、可靠性和準確性。而對于導管式的水分傳感器，傳感器出來的頻率信號直接轉數字化，這使得受干擾的機會就沒有了，所以導管式既能保證高分辨率又能保證高可靠性和*傳輸準確性。因而導管式可以*消除困擾插針式用戶多年的“數據突跳”及“變濕不變數”問題。
管式土壤水分溫度監測儀案例
下表為河北保定冉莊水文試驗站在2013年底用烘干法做的與傳感器對比數據。數據對比了20厘米，50厘米和80厘米三個土層的結果顯示，傳感器的輸出數值在穩
管式土壤水分溫度監測儀使用壽命
“中國管”土壤水分、溫度檢測儀采用全封閉結構，整體設備在插入土壤部分滿足IP68防護級別，地上部分滿足IP67防護級別。傳感器的電子元器件內置于高強度的防護材料之中，與土壤不發生直接接觸。內置可反復充電的磷酸鐵鋰電池，電池具有*的電池防護設計。
在防雷方面，由于傳統的RTU支架高出于地面數米，且大部分金屬構件直接暴露在空氣中，有眾多被雷擊的案例。
管式土壤水分溫度監測儀防盜
當把土壤水分儀*固定安裝在田間后，在沒有圍欄、農場保安等外部保護的情況下，在有被盜的潛在風險時，“中國管”主要從以下幾個方面考慮防盜問題。
靠一個人的力量并不能將“中國管”土壤水分、溫度檢測儀從地面拔出來。尤其是在土壤濕度較大、壤土、粘性土的情況下。只有在兩個或以上的人數，通過使用繩子，抬杠，垂直往上的用力，才能將“中國管”從土壤中拔出來。
在有農作物正常生長的地塊，當農作物高于18厘米時，農作物都會把水分儀遮蓋，植物長得茂密時，傳感器更不容易被發現。
無開關的設計模式，實時的智能數據監控，當設備由土壤中拔出地面后，設備仍然正常發送數據，但采集到的含水量數據均為0。當設備數據采集間隔為1小時時，可以在一小時以內發現設備被盜。
另外，可以采用偽裝，保護色的方式將設備地上部分涂刷成與環境*的顏色進行防盜。但這種做法需要留心記住傳感器所在的位置，避免發生傳感器的主人也找不到傳感器的情況發生。
"中國管"的人性化設計
① 現場安裝時間小于15分鐘
現場部署安裝時間小于15分鐘，*降低人力需求。“中國管”的安裝現場，客戶僅需要做兩件事情：使用“中國管”配套的取土鉆鉆孔取土；將“中國管”插入土壤中。
② 多樣化數據通訊方式
“中國管”土壤水分、溫度監測儀有以下3大類通訊方式可供選擇：
A. 全網支持移動、聯通、電信GPRS 無線通訊； B. RS232通訊，通訊距離：5米； C. CAN通訊，通訊距離：大于500米⑧ 可持續性
③ 免現場校準模式
“中國管”土壤水分、溫度監測儀都過出廠校準的模式，使各支傳感器的性能參數保持高度的*性，進而在客戶提出做土壤參數率定需求時，通過使用其他通規格的傳感器就能完成土壤參數率定工作。
④ 無開關設計
無開關的產品設計，把現場安裝人員的操作環節及對人員的素質需求降到了***低，通過遠程模式智能控制“中國管”土壤水分、溫度監測儀的工作和停止。
⑤ 智能檢測燈
“中國管”土壤水分、溫度監測儀上安裝有一智能按鈕檢測燈，當現場安裝人員按按鈕檢測燈時，如果燈亮，說明設備狀態正常，同時進行一次數據測量發送工作。
⑥ 內外結合的供電方式
磷酸鐵鋰電池內部供電（+3.3VDC）（GPRS通訊模式）或外部+12VDC供電（串口通訊）。
管式土壤水分傳感器 客戶數據獲取方式
管式土壤水分溫度監測儀手機端軟件
“管式土壤水分溫度監測儀配套手機端app，目前手機端app支持安卓4.0及以上系統。通過手機app可以完成實時數據列表瀏覽、數據圖表瀏覽、設備定位。
產品規格參數：
1、 土壤溫度的測量：-55℃~+125℃；
測量精度：±0.5℃；
2、 土壤水分（體積含水量）測量范圍：干土～水分飽和土
測量精度：±2%（在提供本地土壤樣品校準前提下）
3、 通訊方式：
GPRS/ CDMA 1X 無線通訊（移動、聯通、電信全網支持）
RS232通訊
CAN通訊，通訊距離：大于500米
4、 供電方式：內置磷酸鐵鋰電池供電或外部供電
5、 外形尺寸：直徑63mm，長度隨傳感器的數量而不同。
6、 運行環境：-20℃～85℃；
7、 外殼防護等級：地面部分：IP67；地面以下：IP68
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