气象自动观测站：田块级微气候的原位感知节点

一、产品概述

托普云农气象自动观测站（TP-WMS系列等）是一套面向农田、果园、茶园、林地与科研基地的无人值守小气候观测系统。系统由立杆式采集主机、冠层气象传感阵列、分层土壤剖面探头、苗情成像模块与数字农业云平台组成，以“端—边—云"闭环替代人工定时读数，将公里级格点预报下沉到田块级米级微气候描述。

设备采用太阳能与锂电双供电、IP等级防护与防雷抗风结构，支持4G/5G/NB-IoT无线回传与断网续存，适配高标准农田骨干站、园区综合站、轻量密集布点及野外观测试验长期部署，为农业气象灾害预警、作物模型参数化、病虫害发生期预测与精准农事调度提供连续、可溯源的地面真值数据。

二、工作原理

系统运行建立在三项基础机制之上：

多源传感与物理量转换机制。空气温度采用铂电阻或热敏元件，湿度采用高分子薄膜电容，整体置于防辐射通风罩内消除日光直晒误差；风速风向采用超声波时差法或无机械磨损结构；雨量采用翻斗计量；气压采用温度补偿压阻元件；总辐射与光合有效辐射（PAR）采用热电堆/硅光探测；土壤剖面以FDR/时域反射原理获取分层体积含水率、地温，可扩展电导率、土壤氧气与pH。

边缘采集与质控机制。低功耗嵌入式采集器按设定频率轮询各通道，完成模数转换、滑动滤波、跳变剔除、温度补偿与单位换算，本地TF卡存储保障断网不丢数；支持远程写入标定系数、固件升级与故障自诊断。

时序回传与派生计算机制。数据带GNSS坐标、海拔与时间戳上传云端，平台按农业气象规范计算活动积温、有效积温、可照时数、参考蒸散量（ET₀）、需水指数与结露时长，并基于阈值触发霜冻、干热风、渍涝、寡照等分级预警。

三、核心检测指标与功能

大气与辐射要素

空气温度、相对湿度、露点温度、大气压

风速、风向、降雨量、降水强度

总辐射、PAR、紫外辐射（选配）

CO₂浓度、负氧离子、PM2.5/PM10、叶面湿度（选配）

土壤剖面要素

分层（如4层）土壤温度、体积含水率

土壤EC、盐分、pH、氧气浓度（扩展）

作物与设备状态

苗情定时抓拍、冠层覆盖度、物候变化

电量、太阳能电压、通信心跳、移位/震动报警

系统功能

分钟级连续采集，多站组网形成田间微气候网格

实时曲线、小时/日统计报表、历史回放与数据导出

超限短信/APP/平台弹窗预警，对接灌溉阀、水肥机、天窗、湿帘、补光与虫情设备

权限分级、操作审计、坐标绑定与多用户管理

上述指标把“看天"转化为带坐标与时间戳的可计算数据流。

功能特点

1、可配置传感器多：可采集土壤墒情(4层)，土壤温度（4层)，空气温度，空气相对湿度，光照强度，风向，风速，降水量，土壤氧气，苗情图片等，传感器采用无线传输方式，安装维护更方便。

2、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。

3、故障报警功能：具有电池电量、太阳能电压、移位报警、震动报警等功能。

4、设备远程控制：可远程设置采集时间间隔、联网模式、地理信息、査看设备电量、设备进行重启与恢复、传感器在线校准。

5、数据查看多样化：可通过手机APP和云平台随时查看数据和曲线图，数据可和云平台其他设备数据关联分析，历史数据不丢失。

6、支持多网络通讯：系统支持GPRS\NB\CDMA\4G\5G等方式。

7、数据采集频率可设置：主机可通过云平台远程自由设定采集、存储和发送时间间隔。

8、传感器通讯接口可兼容：可兼容RS485与LORA两种传感器通讯接口。

9、超声波传感器：配置超声波风速风向传感器，无启动风速限制，可零风速工作，360°无角度限制，可同时获得风速风向数值。

10、带苗情摄像头：可高清观察植物实际生长情况。

11、可选配一体化LED屏：可配置P5户外单色显示屏，支持实时现场显示传感器数据，并可远程设置开关和工作时段。

12、软件平台可进行墒情趋势分析、作物种类识别、冠层覆盖率识别、作物需水分析等多维度分析。

13、数据可接入全国农作物重大病虫害数字化监测预警系统、全国土壤墒情监测系统。

14、采用抗震级设计：可抵抗11级台风等级。

软件功能

1、数据可上传至管理云平台，数据不丢失，可通过手机或网页远程查看数据，平台内数据可下载，数据对比分析，打印。

2、平台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。

3、平台支持设备数据云端存储，提供足够容量可保存。

4、平台为设备数据提供曲线与表格等报表形式，且数据可导出excel、pdf、csv等格式数据。

5、数据评价：可以设置zui低最高超限值，可自动进行数据预警分析。

6、设备软件和web平台、APP均可支持在线升级。

7、数据校准：系统支持对传感器的数据进行多元参数修订，可针对线性变化参数进行偏移量修正，确保统一多个环境中同一类型的数据的偏移设置。

8、苗情监测：系统按照默认设置图像采集时间点按时自动发送命令远程拍照，自动展示最新作物苗情图片，支持用户远程打开摄像头，实现视频实时查看功能，支持360°远程云台控制，在苗情摄像头启动后用户可随意调整可视角度观察作物苗情长势。

9、苗情分析：系统可对苗情监测的图片按用户自定义时间段筛选，实现对作物苗情动态展示苗情生长状况，同时系统自动识别出当前图片中的冠层覆盖度，可支持用户或专家对苗情图片进行评价和记录。

10、墒情分析：系统支持对气象监测系统、墒情监测系统等智能装备的4层土壤水分数据进行墒情分析，按0~20cm，20~40cm，40~60cm，60~100cm这四个监测层进行单层墒情数据分析。

11、设备管理：管理平台软件对系统有进行远程管理的功能，可支持用户自定义设定数据采集间隔和数据上传间隔，系统对物联网设备远程管理故障报警的信息。

四、适用应用场景

大田粮作：水稻、小麦、玉米全生育期保苗保穗，暴雨前排渍、抽穗期避高温、灌浆期看蒸散与旱涝风险。

果园茶园：冠层PAR分布、花期防霜、膨大期防日灼、采前降水与品质关联分析。

设施农业：棚内棚外对照，联动通风、遮阳、湿帘与补光，校正人工气候室与外推试验。

植保预警：结露时长、高温低湿、迁飞风场作为赤霉病、蚜虫、锈病等病虫模型的共同输入。

科研定位站：区试G×E分析、作物模型校准、灌溉—蒸散闭合实验、长期微气象序列积累。

林草与生态：退化草地修复、湿地观测、古树名木生境监测与碳汇基线核算。

教学与公共服务：校园气象科普、县级农情网格、防汛抗旱与农业保险定损档案。

五、科研价值与系统意义

气象自动观测站的价值不在于“显示当地天气"，而在于把环境变量变成可重复调用的农业实验自变量。

在科研层面，它填补国家基准站空间分辨率不足，使冠层高度温湿、辐射、风场与根区水热形成连续地面真值，支撑光温耦合、胁迫阈值与产量回归研究；在育种与栽培层面，积温积光驱动播期、施肥期、打药期与采收期决策，降低经验误判；在产业层面，它与虫情、孢子、土壤墒情、水肥设备联动，使“知天而作"落地为可执行的田间动作。

托普云农方案进一步把安装规范（高度、通风、日界、校时）、标准公式派生量与物联网平台整合，让单站成为智慧农业数据链中的微气候边缘节点，既可服务论文附录级观测，也可支撑县域级农情调度。

六、结尾总结

托普云农气象自动观测站以多要素原位传感为感知底座、以边缘质控与无线回传为传输骨架、以积温和蒸散等派生指标为决策接口，构建了从田间微气候到农业管理动作的闭环。它在保障数据连续性、空间代表性与溯源性的同时，兼顾科研观测、灾害预警与精准生产需求，为现代农学与智慧农业提供了一套严谨、稳定、可组网扩展的环境感知基座。

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