2026智能气象监测系统：地块级小气候原位观测节点

一、产品概述

托普云农TP-WMS-1智能气象监测系统是一套基于物联网架构的农田小气候原位观测装备，面向大田、果园、茶园、设施农业及长期定位试验站，解决常规气象台站空间分辨率有限、难以反映田块内冠层微环境差异的问题。

系统以立杆式感知阵列为核心，集成空气温湿度、风速风向、光照辐射、降水量、大气压及多层土壤水热传感器，选配苗情相机、CO₂、负氧离子与海拔定位模块；通过低功耗边缘采集终端完成滤波与本地存储，经4G/5G、NB-IoT或LoRa回传至数字农业云平台。其定位不是简易“田间气象桩"，而是天空地一体化感知体系的地面环境强迫数据入口，为灌溉、植保、育种选择与灾害预警提供带坐标与时间戳的连续观测序列。

二、工作原理

系统按“端—边—云"三级链路运行。感知端在冠层高度（温湿约150 cm、风场同高度、雨口70–300 cm）与0–100 cm土壤剖面（通常分4层）同步采样：

空气温湿：防辐射通风百叶箱内铂电阻/电容式探头，输出经通风滞热修正的瞬时值；

风场：超声波时差法解算水平风矢量，无启动风速限制；

降水：翻斗式脉冲计量液态降水；

辐射：硅光电器件测总辐射，滤光片分流得到光合有效辐射（PAR）；

土壤层：FDR频域反射探头获取体积含水率（VWC）、土温，可扩展电导率与土氧；

苗情：定时抓拍冠层，边缘侧估算覆盖度与物候状态。

边缘端按预设频率轮询传感器，执行滑动平均、3σ野值剔除与缺失值标记，计算活动积温、有效积温、参考蒸散量ET₀等派生指标并本地缓存。断网续传恢复后补全时序，平台侧按GB/T农林小气候观测规范做日界与校时对齐，形成可复算数据集。

三、核心检测指标

大气气象要素

空气温度、相对湿度、露点温度、大气压

风速、风向（超声波，360°无机械磨损）

降水量、光照强度、总辐射、PAR、紫外辐射（选配）

土壤剖面要素

4层土壤体积含水率（VWC）、4层土壤温度

土壤电导率（EC）、土壤氧气、水势（选配）

伴随与派生参数

苗情图像、冠层覆盖度、物候识别

活动积温、有效积温、日照时数、ET₀、干燥度、昼夜温差

四、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，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、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。

12、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。

13、采用抗震级设计：可抵抗11级台风等级。

软件特点

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，提供足够容量可长期保存。

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：可以设置高低超限值，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。

五、适用应用场景

大田粮作管理：稻麦玉米全生育期微气候档案，支撑播期、灌水与收获窗口判断。

高标准农田：网格化布站，消除坡向、行向与灌排造成的局地气候差。

设施农业：棚内外气象耦合，驱动通风、遮阳、补光与湿帘调控。

果园茶园：花期防霜、膨大期避高温、采摘前积温与降水风险评估。

植保联动：温湿与降雨数据衔接虫情灯、孢子捕捉仪，拟合病害发生阈值。

科研长期定位：品种区试G×E分析、作物模型参数化、抗旱耐盐表型环境协变量。

生态与保险：草原林业小气候、碳汇估算、气象指数理赔与灾害定损留痕。

六、科研价值与系统意义

在科研层面，TP-WMS-1把“公里格点预报"下沉为“冠层—根区真值"，使积温、蒸散、胁迫过程可在地块尺度定量归因。连续（x,y,z,t）序列可校验WOFOST/DSSAT等作物模型、支撑基因型—环境互作解析，以及病虫害气候响应规律研究，数据带元数据档案，满足跨年复现要求。

在产业层面，系统将气象从“背景条件"转为“可调控变量"：ET₀与分层墒情耦合指导变量灌溉，高湿与风场数据约束施药窗口，霜冻与干热风阈值触发主动防灾。作为数字农业感知底座，它与无人机多光谱、管式墒情、虫情测报灯协同，构成“天—空—地—苗"一体的决策闭环，保障涉农数据可追溯、可审计、可决策。

总结

托普云农TP-WMS-1智能气象监测系统以多传感器融合与边缘计算为内核，将农田空气—土壤—冠层环境转化为标准化、连续化的数字序列。它不替代区域气象预报，而是把预报落到“这块地此刻的真实状态"，在农业科研建模与规模生产管理中同时承担“微气候听诊器"与“农事决策基座"的角色。

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