農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程中，傳統(tǒng)灌區(qū)依賴人工經(jīng)驗(yàn)的灌溉模式面臨水資源利用率低、作物需水匹配度不足等問題。灌區(qū)信息化監(jiān)測設(shè)備通過集成多維度感知技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸能力，將灌溉管理從“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)”轉(zhuǎn)向“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”，其技術(shù)原理、性能參數(shù)與應(yīng)用優(yōu)勢共同構(gòu)建了高效節(jié)水的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)灌溉支撐體系，為灌區(qū)水資源優(yōu)化配置與作物增產(chǎn)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)保障。

一. 灌區(qū)信息化監(jiān)測設(shè)備的核心工作原理

1.土壤墑情監(jiān)測單元采用頻域反射技術(shù)，通過向土壤發(fā)射特定頻率的電磁信號(hào)并接收反射波，依據(jù)電磁信號(hào)傳播速度與土壤含水量的關(guān)聯(lián)關(guān)系計(jì)算墑情數(shù)據(jù)。

2.流量監(jiān)測單元基于多普勒超聲波流量計(jì)或雷達(dá)流量計(jì)，前者通過捕捉水流中顆粒運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的多普勒頻移計(jì)算流速進(jìn)而換算流量，后者則采用多普勒雷達(dá)測速原理，對(duì)水流的表面流速進(jìn)行探測，利用內(nèi)置的雷達(dá)水位計(jì)可以測量水深。通過測量水深和流速以及在設(shè)備內(nèi)部設(shè)置的斷面形態(tài)可以利用速度面積法計(jì)算出斷面的流量。

3.液位監(jiān)測單元采用壓力式水位計(jì)或者雷達(dá)水位計(jì)，壓力式水位計(jì)是投入式的監(jiān)測，通過根據(jù)水中和空氣中的壓力差值來計(jì)算水位，設(shè)備還集成溫度傳感器，可同步采集水體溫度數(shù)據(jù)為作物生長環(huán)境分析提供依據(jù)。雷達(dá)水位計(jì)其工作原理主要基于發(fā)射和接收電磁波來探測水面高度。

所有監(jiān)測單元采集的原始數(shù)據(jù)會(huì)通過遙測終端機(jī)（RTU）遠(yuǎn)傳到平臺(tái)，電腦手機(jī)就可以實(shí)時(shí)在線查看數(shù)據(jù)了。

二. 主要技術(shù)指標(biāo)

管式土壤墑情傳感器（3層、4層、5層） DX-STH-1

1.土壤溫度：測量范圍：-40℃～80℃，測量精度±0.5℃，溫度分辨率：0.1℃；

2.土壤水分（體積含水量）測量范圍：干土～水分飽和土，實(shí)驗(yàn)室測量精度：±3%，野外測量精度：±5%

3.濕度分辨率：0.1%

4.供電方式：DC12V

5.輸出形式：RS485

6.儀器線長：標(biāo)配：5米

7.負(fù)載電阻: 電壓型：RL＞30K

8.電流型：RL＜250Ω

9.電流：最大功耗50mA

10.響應(yīng)時(shí)間：＜10秒

11.測量穩(wěn)定時(shí)間：5秒

12.工作溫度：-10℃～55℃

13.相對(duì)濕度：0～100%"

多普勒超聲波流量計(jì)DX-LSX-1

1. 流速測量范圍：0.02-5m/s（可擴(kuò)大） 流速測量精度：±1%±0.01m/s 分辨率：1mm/s
2. 水位測量范圍0-10m（可擴(kuò)大） 水位測量精度：±1cm 分辨率：1mm
3. 流量測量范圍：0.001-999999999m3/h 流量測量精度：±2-3%（根據(jù)斷面形態(tài)有所不同） 分辨率：0.001m3/h
4. 溫度測量范圍：-20-65℃ 溫度測量精度：±0.5℃ 分辨率：0.1℃
5. 供電范圍：9-24V
6. 功耗：≤0.5W
7. 數(shù)據(jù)刷新頻率：1HZ
8. 接口：RS485 Modbus
9. 線纜：4芯電纜＋1芯導(dǎo)氣管 外殼材質(zhì)：ABS 10.外形尺寸：220mm×70mm×33mm（L×W×H） 11.防護(hù)等級(jí)：IP68 12.工作溫度：-20-65℃（不結(jié)冰） 13.標(biāo)配20米專用線纜 1根

壓力式水位計(jì)DX-WYZ-1

1. 水位范圍：0-10m...0-200m
2. 測量精度：±0.1%FS
3. 分辨率：1mm
4. 溫度測量精度：±0.2℃（0-70℃）
5. 溫度分辨率：0.01℃
6. 補(bǔ)償溫度：0-50℃
7. 供電電壓：12V DC
8. 輸出接口：RS485Modbus
9. 過載能力：2*FS 10.長期穩(wěn)定性：＜0.1%FS/年 殼體材質(zhì)：不銹鋼316L 11.電纜材質(zhì)：聚氨酯 12.電纜規(guī)格：7.6mm 13.防護(hù)等級(jí)：IP68

14.工作溫度：-10-80℃

三．應(yīng)用優(yōu)勢

相較于傳統(tǒng)人工監(jiān)測手段，灌區(qū)信息化監(jiān)測設(shè)備展現(xiàn)出顯著應(yīng)用優(yōu)勢。設(shè)備實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)無人值守監(jiān)測，可替代人工定期采樣、讀數(shù)的傳統(tǒng)模式，大幅減少人力投入的同時(shí)避免人工操作帶來的主觀誤差，使監(jiān)測數(shù)據(jù)更具客觀性與連續(xù)性。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸功能讓管理人員通過云端平臺(tái)即可遠(yuǎn)程獲取灌區(qū)土壤墑情、水流流量、水位高度等關(guān)鍵信息，無需現(xiàn)場巡查便可掌握灌區(qū)整體運(yùn)行狀態(tài)，顯著提升管理效率。

設(shè)備采用模塊化設(shè)計(jì)，各監(jiān)測單元可根據(jù)灌區(qū)實(shí)際需求靈活組合，既適用于小型農(nóng)田灌區(qū)的單點(diǎn)監(jiān)測，也可通過多設(shè)備組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)大型灌區(qū)的全域覆蓋，同時(shí)設(shè)備外殼采用防腐、防水材質(zhì)，防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP67及以上，能耐受灌區(qū)潮濕、多塵及農(nóng)藥侵蝕等復(fù)雜環(huán)境，延長設(shè)備使用壽命。

四．總結(jié)

灌區(qū)信息化監(jiān)測設(shè)備通過技術(shù)創(chuàng)新破解了傳統(tǒng)灌區(qū)管理中的效率低、精度差等難題，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉與精細(xì)化管理提供重要技術(shù)支撐。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的深度融合，未來有望更深度融入智慧農(nóng)業(yè)體系，為實(shí)現(xiàn)灌區(qū)水資源可持續(xù)利用與農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展發(fā)揮更大作用。