一、設備定義與農(nóng)業(yè)水文學定位

托普云農(nóng)管式土壤墑情監(jiān)測儀（TPGSQ系列）是由浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司研制的農(nóng)田土壤水文參數(shù)原位自動觀測裝備。該儀器以頻域反射或時域傳輸介電常數(shù)測量原理為基礎，將多組土壤水分與溫度傳感器節(jié)點集成于一根預埋PVC保護測管上，實現(xiàn)對作物根系活躍層（地表至2m深度）土壤體積含水量（VWC）、土壤溫度及可選電導率（EC）的同步、分層、非破壞性、定點連續(xù)監(jiān)測，克服傳統(tǒng)單點探針式測量無法反映土壤垂向非均質(zhì)性及人工取土烘干法破壞原狀結(jié)構(gòu)的局限，是精準農(nóng)業(yè)灌溉決策、農(nóng)業(yè)水文循環(huán)研究及旱澇災害預警的基礎觀測工具。

二、檢測原理——介電常數(shù)反演土壤體積含水率

干燥礦物土壤介電常數(shù)約3～5，而液態(tài)水介電常數(shù)約80（1GHz頻段），二者差異懸殊。FDR傳感器向土壤中發(fā)射高頻電磁波（典型100MHz量級），測量平行探針間LC振蕩電路的諧振頻率偏移或復阻抗變化，獲得土壤表觀介電常數(shù)ε，再通過Topp經(jīng)驗公式或其經(jīng)土壤質(zhì)地（砂土/壤土/黏土）、容重、鹽分修正的改進模型反演土壤體積含水率。同步埋設的Pt100/Pt1000鉑電阻溫度傳感器測定各層土溫，對介電常數(shù)做溫度補償以消除環(huán)境熱干擾，確保寬溫域內(nèi)測量穩(wěn)定性。

三、核心功能

1、土壤管式溫濕度監(jiān)測儀采用全密封結(jié)構(gòu)，防水IP67，PVC外殼，可長期放置于田間、土地中進行不間斷測量。

2、不同深度土壤參數(shù)同時監(jiān)測，監(jiān)測深度最深達2米，深度可以定制。

3、長度根據(jù)檢測段位需求確定；智能定位防盜，內(nèi)置GPS，實時經(jīng)緯度地理位置信息通過4G/5G網(wǎng)絡方式發(fā)送到后臺。

4、通訊方式靈活，可選4G/5G或RS485通訊方式。

5、開放數(shù)據(jù)接口，便于根據(jù)需要獲取數(shù)據(jù)。

6、低功耗設計，三種外部供電方案：太陽能供電、220V供電及內(nèi)置長效鋰電池持續(xù)供電。

7、振動防盜：內(nèi)置振動傳感器，當設備發(fā)生振動、移除等外力操作時設備立即自動向APP端推送報警信息。

8、標配四層土壤溫度和土壤水分傳感器。

9、自帶數(shù)據(jù)管理云平臺和APP，可通過網(wǎng)頁或手機查看數(shù)據(jù)。

管理云平臺功能：

1、自帶儀器云管理平臺包含C/S架構(gòu)，可將所有便攜式設備及在線設備數(shù)據(jù)進行匯總分析，數(shù)據(jù)備份防丟失，查看操作方式包括網(wǎng)頁端及手機端（安卓/蘋果系統(tǒng)均可用）。

2、顯示每種傳感器采集到的數(shù)據(jù)、檢測時間、采集地點GPS坐標信息。

3、數(shù)據(jù)可通過4G/5G網(wǎng)絡方式或者USB數(shù)據(jù)線導入方式上傳至管理云平臺。平臺內(nèi)數(shù)據(jù)可下載，分析，打印。

4、平臺支持設備數(shù)據(jù)存儲，提供足夠容量可長期保存。

5、平臺為設備數(shù)據(jù)提供曲線與表格等報表形式，且數(shù)據(jù)可導出與導入。

6、平臺可以結(jié)合數(shù)據(jù)進行報表制作，報表打印，報表導出功能。

7、土壤溫濕度監(jiān)測儀軟件可在線升級。

四、工作流程與數(shù)據(jù)鏈路

原位采集：按預設間隔（分鐘級可調(diào)）喚醒各層傳感器，讀取介電常數(shù)原始值與溫度。

邊緣處理：采集器依內(nèi)置土壤質(zhì)地修正模型計算體積含水率與溫度，濾除異常后暫存本地。

無線傳輸：經(jīng)4G/5G/NB-IoT鏈路加密上傳至B/S架構(gòu)"土壤墑情監(jiān)測云平臺"，斷網(wǎng)時本地緩存，網(wǎng)絡恢復后自動續(xù)傳。

墑情評價與預警：平臺對照田間持水量（FC）、凋萎系數(shù)（PWP）及用戶自定義閾值劃分墑情等級（適宜/不足/過多），超限觸發(fā)多級報警；可結(jié)合Penman–Monteith方程計算參考蒸散量（ETo）與作物需水量輔助灌溉決策。

可視化與追溯：生成多深度時程曲線、剖面水分熱力圖、旱澇專題圖，支持歷史回溯、批量導出及與省級農(nóng)情平臺API對接。

五、智能分析與農(nóng)學應用邏輯

精準灌溉決策：依據(jù)實時根區(qū)剖面含水量與作物系數(shù)（Kc）推算實際蒸散量（ETc），低于作物適宜下限提示開啟灌溉，達田間持水量提示停止，減少深層滲漏與養(yǎng)分淋失。

根系活動推斷：對比各層水分消耗速率差異，通過數(shù)據(jù)模型估算活躍根系集中深度與吸水高峰時段，指導深松、追肥等農(nóng)事時機選擇。

旱澇災害預警：設定不同深度含水率上下限閾值，持續(xù)低于下限觸發(fā)干旱預警，持續(xù)飽和觸發(fā)漬澇預警，結(jié)合短期降水預報可提前發(fā)出防范提示。

鹽漬化輔助監(jiān)測（選配EC探頭）：長期跟蹤根區(qū)電導率變化，識別因過量施肥或地下水返鹽引起的次生鹽漬化趨勢。

科研數(shù)據(jù)支撐：連續(xù)高密度時空數(shù)據(jù)集可用于降雨入滲鋒面解析、土壤蒸發(fā)與深層滲漏量化、作物耗水規(guī)律分析及氣候變化下水文過程模擬。

六、安裝規(guī)范與適用場景

監(jiān)測點位應選在地勢平坦、代表性強的田塊，避開田埂、溝渠及明顯肥力異常區(qū)。采用專用空心螺旋鉆頭按測管直徑鉆孔至目標深度，將預埋測管插入并回填原土搗實排除空隙，使管壁與周圍土壤緊密接觸以保證探針感應區(qū)代表性，地表部分露出地面安裝采集箱與天線。廣泛適用于高標準農(nóng)田墑情監(jiān)測網(wǎng)點、大田糧食作物節(jié)水灌溉試驗區(qū)、果園茶園根區(qū)水分管理、設施農(nóng)業(yè)基質(zhì)含水量監(jiān)控、草原與荒漠生態(tài)恢復水分監(jiān)測站及水土保持試驗流域。

浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)供應（銷售）管式土壤墑情監(jiān)測儀，廠家直銷，歡迎新老用戶了解咨詢！