农业小环境检测系统使用说明书
2011-02-22 来源:中国农业仪器网 点击次数:3820农业小环境检测系统
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第一章 概 述
一、简 介
农业小环境检测系统是一个功能强大的环境数据采集处理系统，它包含了温度、湿度、露点、光照强度、光量子、CO2浓度、风速、风向、雨量、土壤温度、土壤水份、大气压强、土壤PH值、EC电导率等环境数据的采集与处理功能，广泛应用于农田、林场、养殖场等农林生产、科研项目。根据用户具体需求，本系统多项参数可以任意自由组合，最多可以集成多达127个数据参数项目，每个系统可以集成最多16个同类型参数。
图1-1 系统简要图
二、功能及特点
1．数据自动采集、实时显示；
2．自动或手动保存数据，每个参数可以分别设置为自动或手动保存方式，并且，自动保存时，可以跟据不同参数的不同需要设置各自的保存时间间隔。
3．数据及设置参数永久保存，最多可保存500，000组数据，并可查看、删除记录；
4．数据上传到电脑，数据导出到Excel、数据曲线绘图、图普打印；
5．环境参数包括温度、湿度、露点、光照强度、光量子、CO2浓度、风速、风向、雨量、土壤温度、土壤水份、土壤PH值、EC电导率；
6．多种供电模式以适应不同场合不同用户需求：电池、电源适配器、太阳能；
7．可配备GPS，地理位置定位(选配)；
三、结 构
1、单参数系统（系统只安装一个传感器）结构如图1-2
图1-2 单参数系统结构图
2、 多参数系统结构如图1-3
图1-3 多参数系统结构图
第二章 主控器
一、 技术参数
工作电源： DC 5V~12V；
工作电流： <5mA；
重 量： 500g；
尺寸（长×宽×高）： 160mm×75mm×30mm；
环境温度： -40℃～80℃；
相对湿度： ≤95%RH
存储数据量： 最大500，000组数据
二、 功能说明
● 显示窗口：
1、一个页面显示一个项目参数；
2、通过向上和向下键来切换显示项目；
3、H或A ，H为手动储存数据 A为自动保存数据；
主控器前面板由液晶屏显示窗口部分、功能按键部分组成。电源开关按住3秒钟开机；其它部分说明如图2-1：
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A：自动保存（H手动保存）
125：组数据
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● ：存储满
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图2-1显示界面图-1 |
● 功能菜单：
主界面下，按住功能键，进入菜单选择界面，菜单选择包括：保存设置，数据上传，数据删除、查看记录，添加项目、关机、关于等七个选项；
1、
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保存设置(√自动)
● 温 度 ◆ √
● 湿 度
● 露点温度 √ |
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图2-2保存设置选择界面 |
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自动保存时间设置
00：05：30
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图2-3时间设置界面 |
――操作步骤：
a、“确认”键，进入图2-3界面；
b、“功能”键切换时分秒；
c、“向上”，“向下”键，修改时间；
d、“确认”键，返回图2-2界面；
e、“向上”，“向下”键，切换设置项目，重复a、d设置时间；
f、设置完成后，“功能”键，进入询问如图2-4 “是”：保存设置，“否”：放弃设置， “取消”返回保存设置界面重新设置；
2、USB复位
当数据导出出现错误时，通过些菜单来复位USB，以便使主机与电脑的通信恢复正常。
3、 数据删除――选择后进入删除选择界面如图2-7，标记“√”为当前查看选择项
――操作步骤：
a、“确认”键，选择或取消删除选项；
b、“向上”，“向下”切换设置项；
c、设置完成后，“功能”键，进入询问对话框，
“是”：删除所选择的数据，“否”：放弃删除，“取消”返回删除选择界面重新选择删除数据项；
4、 查看记录――选择后进入查看选项选择界面如图2-8，标记“√”需要删除，标记“◆”为当前选项。
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查看(√查看)
● 温 度
● 湿 度 √
● 露点温度 |
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图2-8 查看选项选择界面 |
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记录： 温 度
N1 C1285
数据：2.9
单位：℃ |
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图2-9查看记录界面 |
a、“向上”，“向下”切换查看选项；
b、“确认”，进入当前项记录查看界面如图2-9所示。其中C1285表示当前项总共有1285个记录数据，N1表示当前数据为第一个记录；
c、“向上”，“向下”切换记录；
d、“功能”键返回图2-8界面，再按功能返回菜单选择界面；
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图2-8 查看选项选择界面 |
5、 添加项目――选择后进入添加项目界面，既进行传感器搜索界面。
――操作步骤：
进入该界面后，主控器将会搜索到所有在线的传感器，完成后自动返回主界面。
6、 关机――选择关机功能，主控将自动保存设置参数并关机，关机后按住“功能”键3秒钟将会重新开机。
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※ 注意：
●机器在运行的时候不能够随便插拔电源，要拔电源前一定要先用菜单中的关机功能关机，然后再拔掉电源或取出电池，以防止数据丢失； |
第三章 TP-TRHDP-1温湿露传感器
一、 技术参数
工作电源： DC 5V~12V；
工作电流： ≤300uA；
重 量： 50g；
尺寸（长×宽×高）： 26mm×84mm×16mm；
环境温度： -40℃～80℃；
相对湿度： ≤100%RH；
测量精度： 温度±0.4℃，湿度±3%，露点±0.4℃；
测量范围： 温度-40℃~120℃，湿度0%~100%，露点-40℃~120℃；
二、 功能说明
NS-TRHDP-1传感器是一款含有已校准数字信号输出的温度、湿度、露点三个参数的复合型传感器。它应用工业COMS 过程微加工技术（CMOSens®），确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电容式聚合体测湿元件和一个能隙式测温元件，并与一个14 位的A/D 转换器以及串行接口电路在同一芯片上实现无缝连接。因此，该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比高等优点。每个NS-TRHDP-1传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP 内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。
三、 安装要点
1．通风，安装位置空气环境通风良好；
2．无热源，比如白炽灯等(需要探测选定对象时除外，如检测空调出风口温湿度等)；
3．防水，注意此探头可以检测空气湿度，但不能浸水，安装时要防止雨水流入探头内。
第四章 TP-PT-1光照度传感器
一、 技术参数
工作电源： DC 5V~12V；
工作电流： <1mA；
重 量： 300g；
尺寸（长×宽×高）： 50mm×50mm×48mm；
环境温度： -40℃～80℃；
光谱响应 400～700nm
相对湿度： ≤95%RH；
测量精度： ±5 lux；
测量范围： 0～20000 lux
二、 功能说明
光照度，即通常所说得勒克司度（lux），表示被照射主体表面单位面积上受到的光通量。TP-PT-1光照度传感器利用半导体PN结的光生伏特效应及高精密仪表运放来检测环境光照强度，同时内部的温度补偿电路使得探头在不同气温条件获得同样的检测精度。
三、 安装要点
1．通光，被检测位置不应有任何人为遮光物体，
2． 不要任何防水玻璃罩，探头本身具有防水功能；
3．
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图9 光照度传感器安装示意图 |
4．在风沙或灰尘灰层较重的环境下使用，要经常清除探头玻璃表面的灰尘。
第五章 TP-CO2-1二氧化碳传感器
一、 技术参数
工作电源： DC 5V~12V；
工作电流： 平均30mA，最大150mA
重 量： 200 g；
尺寸（长×宽×高）： 56mm×78mm×35mm；
环境温度： -40℃～80℃；
相对湿度： ≤95%RH；
测量精度： 40ppm + 测量值×3%
测量范围： 0～2000ppm
二、功能说明
TP-CO2-1二氧化碳传感器是基于远红外吸收原理研制而成的，适用于快速、在线，传感器选用二氧化碳最强的吸收带 — 4.26um红外线作为吸光光度的光源，该区域可以有效避免水蒸气的干扰。红外线CO2分析就是通过检测CO2对4.26um光谱的吸收来测定光合作用过程中CO2的变化量。因为CO2吸收的4.26um红外光能与其吸收系数（K）、气体的浓度（C）和测定的气室长度（L）有关，并服从朗伯-比尔定律：ln(E0/E)=εLC, 因为测定仪在设计过程中将确定了E0（入射光强度）和L（气室长度），ε为吸光系数，而E（出射光强度）就有了与C（被测气体浓度）的对应关系，通过测定E就可计算出CO2浓度。传感器中采用多点校准曲线，有效解决高浓度下实际吸光曲线偏离朗伯-比尔曲线的偏差。
安装要点
1．通风，安装位置空气环境通风良好，让探头周围实时反应被测环境的CO2浓度；
2．防水，防止大量水份浸入探头。
第六章 TP-WS-1风速传感器
一、 技术参数
工作电源： DC 5V~12V；
工作电流： ≤1mA
重 量： 400g；
尺寸（长×宽×高）： 180mm×180mm×230mm；
环境温度： -40℃～80℃；
相对湿度： ≤95%RH；
测量精度： ±0.1m/s
测量范围： 0～45m/s
二、 安装要点
1．风速传感器固定底座如图10所示，安装不能将中间的通信孔庶住。
图 10 风速风向传感器底座安装
第七章 TP-WD-1风向传感器
一、 技术参数
工作电源： DC 5V~12V；
工作电流： ≤1mA
重 量： 600g；
尺寸（长×宽×高）： 13mm×180mm×260mm；
环境温度： -40℃～80℃；
相对湿度： ≤95%RH；
测量精度： ±1°
测量范围： 0～359度
二、 功能说明
传感器摆叶尾指针所批的方向就是风向，摆叶转一周是360度，因此用度数的型表示风向(0°~359°)。
三、 安装要点
1．风向传感器固定底座如图10所示，安装不能将中间的通信孔庶住。
2．安装时，首先确定底座0°方向上的位置，然后将0°方向位置朝向正北方向，这样东南西北四个方向的度数分别为90°、180°、270°和0°。同样，用户也可以将0°方向朝东，这样东南西北四个方向的度数就分别为0°、90°、180°和270°
第八章 TP-PH-1光量子传感器
一、 技术参数
工作电源： DC 5V~12V；
工作电流： ≤1mA
重 量： 300g；
尺寸（长×宽×高）： 50mm×50mm×48mm；
光谱响应 400~700nm
环境温度： -10℃～80℃；
相对湿度： ≤95%RH；
测量精度： ±1μmol/m2/s
测量范围： 0～2700μmol/m2/s
二、 功能说明
测量有利于植物光合（400-700毫微米波长）的摩尔光量子辐射量，用来测量传感器能感应部分的平均光合有效辐射（PAR）。
三、 安装要点
1．通光，被检测位置不应有任何人为遮光物体，
2．隔热，光量子检测的是太阳辐射能量的一个参数，红外线等辐射同样在内，因此传感器周围不能放置有热源或其他光源。
第九章 TP-R-1雨量传感器
一、 技术参数
工作电源： DC 5V~12V；
工作电流： ≤200uA
重 量： 2500g；
尺寸（长×宽×高）： 240mm×240mm×545mm；
环境温度： -40℃～80℃；
相对湿度： ≤95%RH；
测量精度： 0.1mm
测量范围： 0～4mm/min
二、 功能说明
1．传感器有承水器、上翻斗、计量斗、计数翻斗等构成，其工作过程是：雨水由承水口汇集，进入上翻斗，上翻斗的作用是使降水强度近似大降小强度，然后进入计量，计量翻斗翻动一次为0.1言之凿凿降水量。随之雨水由计量翻斗倒入计数翻斗。计数翻斗转一次，计数翻斗中部的干簧开关在小磁钢的作用下闭合一次，这样微控器就可以接收到一个信号。
. 2． 记录每分钟雨量，以mm为单位，上位机以图型方式进行数据统计，统计出每小时的雨量。
三、 安装要点
1．底盘用三个螺钉固定在混凝土底座或木桩上，先调节水平螺钉，将仪器调整到水平位置（传感水平泡内的水泡在中心圆圈内），再逐步拧紧螺栓上螺帽，并反复调整，并反复调整水平泡。
2． 注意仪器保护，防止碰撞变形，使用过程中要根据当地实际情况定期清淤，检查和疏通水道，翻斗部件翻转过程如有阻滞，应用清水清洗，轴承处切勿加油，以免吸尘。
图11 雨量桶安装示意图
第十章 TP-ST-1土壤温度传感器
一、 技术参数
工作电源： DC 5V~12V；
工作电流： ≤200uA
重 量： 400g；
尺寸（长×宽×高）： 300mm×36mm×36mm
环境温度： 0℃～80℃；
相对湿度： ≤95%RH；
测量精度： ±0.3℃
测量范围： -55℃～125℃
二、 功能说明
可连续监测土壤的温度，大容量存储，耐腐蚀，适于各类土壤的温度测量。
三、 安装要点
1．检测时，将不锈钢探针完全埋于土壤之中，如图12所示。
图12 土壤温度传感器安装示意图
第十一章 TP-ST-1土壤水份传感器
一、 技术参数
工作电源： DC 5V~12V；
工作电流： ≤200uA
重 量： 600g；
尺寸（长×宽×高）： 185mm×60mm×60mm；
环境温度： -40℃～80℃；
相对湿度： ≤95%RH；
测量精度： ±0.3%
测量范围： 0%～95%
二、 功能说明
TP-ST-1水分传感器是基于介电理论并运用频域测量技术自主研制开发的，能够精确测量土壤和其它多孔介质的体积含水量。可与温室环境监测、土壤墒情采集、自动灌溉控制等系统集成，实现水分的长期动态连续监测。
三、 安装要点
1．检测时，将不锈钢探针完全埋于土壤之中，如图12所示。
图13 土壤水份传感器安装示意图
第十二章 TP-HP01大气压强传感器
四、 技术参数
工作电源： DC 5V~12V；
工作电流： ≤300uA；
重 量： 50g；
尺寸（长×宽×高）： 26mm×84mm×16mm；
环境温度： -40℃～80℃；
相对湿度： ≤95%；
测量精度： 0.1Hpa；
测量范围： 0.0Hpa~1100.0Hpa；
五、 功能说明
TP-HP01大气压力传感器是一款具有自动海拔与温度校准的智能型大气压力传感器，有两个因素会影响大气压传感器的读数：气象采集系统本身和传感器所处的海拔位置。无论使用任何气象采集系统，大气压力均是随着海拔的升高而不断降低。
六、 安装要点
4．通风，安装位置空气环境通风良好；
5．无热源，比如白炽灯等(需要探测选定对象时除外，如检测空调出风口温湿度等)；
6．防水，安装时要防止雨水流入探头内。
第十三章 上位机软件使用
一、 系统配置
操作系统：windows 2000或 windows xp
辅助软件：Office 2000或更高版本的Access数据库
二、 USB驱动程序安装
主控器开机后，用USB线与电脑连接，电脑会跳出驱动程序安装界面，安装过程如下图，到第三幅图时，点“浏览”按钮选择我们提供的D12驱动所在的目录下的win2k_xp，然后点击“下一步”，就可以安装完成。
三、 软件使用
1、 本软件不需安装，直接将安装包复制到硬盘上就可以使用，打开“安装包”目录下的“USBIICRW.exe”。
2、 数据上传
点击“数据上传”，跳出“数据上传完成”对话框。如果数据主控器数据量比较大，数据上传时间会比较长，此时不要重复点击数据上传按钮。
3、 读取数据故障
如果跳出“读取数据出错”对话框，请按以下步骤检查。
A、通过主控器上的“USB复位”功能来复位USB
B、 重新启动主控器
C、重新安装USB驱动程序
4、 曲线图型显示
软件界面时共有2两图型显示框，蓝色背景为当前激活图片框，单击左右传感器图标旁边的得选框，该传感器对应的曲线就会显示在激活图片框上。要将曲线显示在另一图片框上，只需要单击另外图片框，然后点击要显示的传感器图标即可。
5、 查看数据报表
打开安装包下的“AgEnSys.mdb”，文件，然后打开里面相应传感器对应的数据，就可以查看相应数据。
第十四章 设备配置
一、 系统型号及传感器配置
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系统型号统型号 |
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名 称 |
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数 量 | |
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温度 |
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湿度 |
□ |
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露点 |
□ |
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光照度 |
□ |
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风速 |
□ |
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风向 |
□ |
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二氧化碳 |
□ |
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光量子 |
□ |
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雨量 |
□ |
| |
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土壤温度 |
□ |
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土壤水份 |
□ |
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大气压 |
□ |
| |
二、装箱单
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名称 |
型号 |
单位 |
数量 |
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主机 |
TP-M-1 |
台 |
|
|
传感器 |
|
支 |
|
|
通信线 |
TP-USB-MIN
TP-SP2 |
条 |
|
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安装光盘 |
TP-CD-R |
张 |
|
|
电源适配器 |
MD-2000 |
个 |
|
|
6口集线器 |
TP-HUB-6 |
只 |
|
|
产品说明书 |
TP-SMS-A2 |
本 |
|
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产品保修卡/合格证 |
TP-BXK-A2 |
张 |
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