无线土壤墒情监测系统介绍

一、系统定义与应用定位

托普云农无线土壤墒情监测系统，是基于频域反射（FDR/FDR-TDR）传感原理与低功耗广域网（LPWAN）/蜂窝物联网（4G/5G/NB-IoT）通信技术的分布式原位监测解决方案。系统通过对多层土壤水分、温度及电导率的连续自动采集，服务于农业抗旱减灾、精细化灌溉调度、高标准农田建设及水文生态研究，实现从单点数据采集到区域墒情态势感知的业务闭环。

二、系统组成架构

感知层：由多深度土壤墒情传感器（含水率、温度、EC）、气象环境传感器（雨量、空气温湿度、光照、蒸发量等）及智能遥测终端（RTU）组成。

传输层：依托运营商基站网络（4G/5G/NB-IoT）或LoRa无线组网，完成野外无人值守环境下的数据实时回传，无需现场布线。

平台层：对接托普云农智慧农业云平台，负责设备接入管理、数据清洗存储、空间可视化分析及业务应用接口调用。

应用层：面向政府监管部门、农业经营主体及科研机构，提供Web端与移动端应用服务。

三、核心技术特征

多层剖面监测：支持垂直剖面多点布设，真实反映土壤水分纵向运移规律，避免单点测量代表性不足的问题。

高频原位采样：传感器采用FDR原理，具备长期稳定性与抗极化干扰能力，适应不同质地土壤的原位埋设与连续工作。

低功耗无人值守设计：采集终端采用工业级低功耗芯片与太阳能供电方案，结合休眠唤醒机制，保障野外长期连续运行。

四、核心功能

主机及传输部分：

1、系统供电：无线土壤墒情监测系统采用15W单晶硅太阳能板进行供电，可支持220v市电和太阳能双电源供电，可按实际应用进行切换；

2、长效续航：内置大容量锂电池，可独立工作15天以上。外接太阳能电池板，可实现连续工作；

3、一体化数据采集：设备具有数据采集及上传功能，通过标准485接口集成土壤墒情传感器数据采集，包括土壤温度、土壤水分、作物苗情图像等参数，并通过无线通讯方式上传至管理云平台；

4、上传方式：数据可以上传到自己的电脑也可以上传到总服务器，可切换，无影响；

5、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；

6、苗情图像采集：自带摄像头，CMOS1/2.7英寸图像传感器，200W（1280*1080）像素，手动360°云台调节，支持定时拍照功能、通过远程设定拍照时间和拍照张数，可将现场图片上传到管理云平台方便观察植物实际生长情况，动态播放苗情变化趋势；

7、嵌入式系统设计： 系统采用FREERTOS操作系统，提升了系统运行的可靠性、多数据采集任务的实时性、系统模块化、CPU的高效化应用；

8、内存容量： 无线土壤墒情监测系统支持TF卡配置，最少可以存储40万条传感器数据，可以确保5年传感器数据存储；

9、网络通讯：支持三网通4G CAT1（可选配5G）网络与服务器通讯，网络向下兼容联通移动的2G，可随时随地联网管理，支持手机App与Web端远程查看设备信息及远程管理操作；

10、故障排查：设备支持远程故障在线诊断，当设备发生故障，可通过远程在线故障诊断功能进行故障排查；

11、远程升级：设备具有OTA远程固件在线升级功能，可通过平台或者app，直接远程对硬件设备进行固件升级；

12、低功耗设计：低功耗设计加太阳能互补方式，内置大容量锂电池，放置在野外无太阳能充电的情况下，可以连续工作15日以上，有太阳能充电的情况下，可持续工作；

13、防水设计：系统整机采用一体式设计，防湿防潮设计，防护等级：IP65，土壤传感器防水等级IP68；

14、结构简约设计：2米不锈钢喷塑支架；金属喷漆两节式支架结构，钢质材料设计，牢靠稳固，外观美观；

管理云平台功能：

1、土壤墒情监测站带数字农业云管理平台包含B/S架构，可将所有便携式设备及在线设备数据进行汇总分析，数据不丢失，查看操作方式包括网页端及手机端（安卓及苹果系统均可用）；

2、平台支持设备数据云端存储，提供足够容量可长期保存；

3、平台为设备数据提供曲线与表格等报表形式，平台内数据、图表均可下载，进行数据对比分析及打印且数据报表可导出；

4、数字农业云管理平台支持传感器实时数据及预警状态可视化，可显示每种参数过程曲线趋势，最大值、最小值、平均值显示查看，放大、缩小功能，

5、用户可为作物配置传感器报警条件，预置若干常用的农作物的报警配置。

6、数据评价：可以设置高低超限值，可自动进行数据预警分析。

7、苗情监测：可在管理平台上查看作物生长苗情图片，支持动态播放苗情生长过程；

8、降水预测：依据GPS准确定位，对设备所在地区预测降水情况，包括48h预测和15d预测，帮助用及时了解降水信息；系统支持土壤容重和田间持水；

9、量会自动计算相对含水量，用户可根据实际种植作物设定相应墒情等级，快速掌握墒情实时信息；

10、根系分析：支持根据传感器数据，采用数据模型算法，对土壤各层水分消耗占比情况分析，自动判断作物根系生长深度；

11、墒情趋势分析：支持利用经典PM公式对作物参考蒸发蒸腾量ETo进行统计、分析和预测（7天），有助于用于及时了解土壤水分散失情况；

12、户可以自定义时间查看土壤水分最值变化和当前水分所处区间，支持动态播放土壤水分变化趋势线。

13、管理平台可对设备基础设置管理与远程控制；

14、管理平台软件支持在线升级；

五、典型应用场景

农业农村部门：县域或市级墒情监测网络建设，支撑抗旱应急预案制定与粮食安全宏观决策。

高标准农田：集成至数字农田综合管理系统，实现灌溉自动化联动控制。

科研教学：长期定位观测站、农田水文试验及全球变化生态学研究的野外数据获取。

设施园艺与林果业：经济作物根系层水分动态监测，指导水肥一体化精准管理。

六、部署与运维优势

系统采用模块化设计，支持根据监测精度与覆盖范围灵活增减节点；设备安装简便，维护周期长，显著降低传统人工取土烘干法的人力成本与时间滞后性，实现墒情监测的数字化与标准化。

浙江托普云农科技股份有限公司专业研发生产供应（销售）无线土壤墒情监测系统，厂家直销，欢迎新老用户了解咨询！