农业气象综合监测站介绍

一、设备定义与农气学定位

托普云农农业气象综合监测站（TP-WMS系列）系浙江托普云农科技股份有限公司研制的无人值守式农田小气候自动观测平台。该系统以微气象学冠层—根系剖面观测理论为基础，通过多要素传感器阵列与嵌入式边缘计算单元，对空气热力学参数、辐射与降水要素、多层土壤水热盐动态及田间苗情影像实施同步时序采集，填补国家基本气象站网（间距>10 km）与田块微环境之间的观测尺度断层，为参考作物蒸散量计算、农业气象灾害早期预警、病虫害流行潜势模型及作物生长模型校验提供标准化原位数据集。

二、立体感知层与测量原理

大气环境传感阵列：防辐射百叶箱内配置Pt100铂电阻或NTC热敏元件测空气温度，高分子薄膜电容式湿敏元件测相对湿度；超声波风速风向传感器利用渡越时差法解算水平风矢量，无机械启动风速限制；翻斗式雨量计以磁开关计量液态降水量；硅光电二极管或全光谱辐射传感器分别测定总辐射与光合有效辐射（PAR, 400–700 nm）；压阻式MEMS气压传感器测定大气压；可扩展NDIR原理CO₂传感器、紫外辐射传感器及气溶胶传感器。

土壤剖面多参数监测单元：采用非金属式FDR（频域反射）或多参数一体探头经PVC导管分层（通常0–20–40–60–100 cm）埋设，同步测定各土层体积含水量（VWC）、土壤温度，可扩展土壤电导率（EC）及土壤氧气浓度，表征根系活跃区水—热—盐三维动态。

作物视觉感知单元（选配）：定时抓拍或云台可控高清摄像头采集冠层苗情图像，结合图像处理算法估算叶面积指数（LAI）近似值、冠层覆盖度及物候阶段，实现气象要素与作物表型时空关联。

三、数据采集与边缘处理系统

低功耗数据采集器：嵌入式微处理器按预设频率对各通道原始模拟/数字信号执行A/D转换、线性化校正与滑动平均滤波，采用3σ准则或Grubbs法剔除异常跳变值，经边缘计算预处理后存入本地大容量非易失存储介质（TF卡/Flash），保障通信中断时不丢数。

通信与远程管控：内置4G/5G/NB-IoT/GPRS通信模组将加密数据包推送至云端；支持远程修改采样间隔、写入传感器标定系数、执行固件OTA升级及设备软重启；具备传感器断线、供电欠压、设备位移（内置北斗/GPS双模定位）等多级自诊断与报警推送功能。

供能与野外防护：单/双晶硅太阳能电池板配免维护蓄电池构成主备双供电系统，满足连续阴雨期野外持续运行；铝镁合金或镀锌钢立柱配合IP65及以上防护等级机箱与避雷接地设计，适应高温、高湿、沙尘及强风等恶劣农田环境。

四、核心功能

1、数据采集：该气象站可采集土壤墒情(4层)、土壤温度（4层）、空气温度、空气湿度、光照强度、风向、风速、降水量、大气压、苗情图片等多种参数，数据可无线上传至云平台。

2、数据查看方便：小型气象站可通过手机或Web端远程管理设备，数据可远程查看，且数据可接入guo家级、省级、市级、县级等相关信息监测平台。

3、海拔及防盗定位功能：可测海拔高度，自动获取海拔参数和内置北斗、GPS、伽利略等多种定位系统。

4、自带苗情摄像头：可支持动态播放苗情生长过程并自动识别所在范围内作物种类。

5、多种数据传输模式：支持GPRS\CDMA\NBIOT\GSM\4G\5G\WIFI\光纤\网络等多种通讯方式。

6、故障远程诊断：可远程在线诊断电池亏电、传感器故障、信号故障等问题。

7、小型气象站主机功能：支持配置TF卡，容量可根据实际需要进行配置，可以存储传感器数据，确保长期存储数据不丢失。

8、续航时间长：自动农业气象站采用太阳能或交流供电两种供电方式，内置大容量锂电池，可放置在野外，太阳能供电模式，连续阴雨条件下正常工作≥30天。

9、集成式防腐蚀传感器：土壤温度，水分，盐分一体非金属式传感器，通过PVC导管进行测量， 与土壤无需直接接触。

10、可多维度分析：软件平台可结合历史数据及周边数据进行作物需水分析、根系分析、墒情趋势预测、灌溉行为判断，为农业生产提供数据指导。

软件功能：

1、数据查看方便：平台支持设备数据云端长期存储，每种参数过程曲线趋势，最大值、最小值、平均值均可显示查看，放大、缩小功能。

2、数据展示多样化：数据可生成曲线图与表格等报表形式，平台内数据、图表均可下载，进行数据对比分析及打印，且通过excel、pdf等格式导出数据。

3、区域气象监测：可进行区域气象数据分析应用，气象指标统计，系统可统计活动积温、可照时数、有效积温、到达有效温度天数等。

4、超限预警设置：用户可预置常用作物报警配置，设置高低超限值，平台可自动进行数据预警分析。

5、设备远程操作和查看：可通过手机和网页对气象监测站设备基础设置管理与远程控制，并实时查看设备电量、工作状态、故障报警等功能。

6、管理权限可分配：可通过系统用户管理，按权限分配管理者管理权限及设备使用、查看权限；同一台设备支持多人管理。

五、典型科研与应用场景

农田小气候与作物生理生态研究：获取冠层温湿场、辐射收支及剖面土壤水热动态，支撑作物水分利用效率（WUE）、光能利用率及物候—气候响应关系研究。

农业气象灾害监测与预警：网格化布设于小麦、水稻、果树等主产区，实时捕捉干热风、倒春寒、连阴雨、暴雨洪涝等致灾气象过程，服务于早期预警与减灾决策。

病虫害预测预报与植保窗口判定：基于温湿历时（温湿积）模型计算稻瘟病、小麦赤霉病、蚜虫等病虫害发生潜势，确定最佳施药时机以减少农药投入。

高标准农田与精准灌溉管理：结合土壤墒情剖面数据与ET模型输出制定变量灌溉制度，实现节水增效与水资源优化配置。

特色经济作物与设施农业外场基准：为茶园、果园、中药材基地及草地生态系统提供长期连续环境本底监测数据。

浙江托普云农科技股份有限公司专业研发生产供应（销售）农业气象综合监测站，厂家直销，欢迎新老用户了解咨询！