
一、 系統定義:什么是智慧農業氣象監測站?
托普云農智慧農業氣象監測站(TP-WMS系列)是一套集空氣氣象、土壤墑情、作物苗情于一體的無人值守監測系統。它通過高精度傳感器陣列(溫濕度、風速風向、降雨、光照、多層土壤溫濕度)與物聯網傳輸技術,實現農田小氣候的分鐘級數據采集與云端分析,解決了傳統氣象數據“空間尺度大、與農田脫節"的核心痛點。
二、 四大科研與生產痛點與解決方案
痛點1:氣象數據與農田實際脫節 vs 地塊級微氣候監測
傳統困境:氣象局數據多為區域尺度(公里級),無法反映因地形、植被覆蓋導致的田間微氣候差異(如低溫冷害、干熱風)。傳統人工觀測頻次低(每日1-2次),無法捕捉瞬時環境突變。
系統方案:農田小氣候全要素解析。系統直接布設于田間,監測作物冠層高度的空氣溫濕度(精度±0.3℃/±3%RH)、風速風向、光照(0-20萬Lux)及0-100cm分層土壤墑情。通過“天空地"一體化數據,精準刻畫地塊級環境,為灌溉、打藥提供米級精度的決策依據。
痛點2:災害預警滯后 vs 閾值自動報警
傳統困境:霜凍、干旱、暴雨等災害往往在發生后才能確認,人工巡查效率低且被動,錯失最佳防御窗口期(如霜凍前灌水、大風前加固)。
系統方案:模型驅動的早期預警。平臺支持自定義閾值(如溫度≤2℃觸發霜凍預警),當環境參數連續突破設定限值時,通過APP、短信自動推送報警。結合土壤水分趨勢預測,可提前24-72小時預警干旱風險,變“被動救災"為“主動避災"。
痛點3:水肥管理憑經驗 vs 數據驅動精準灌溉
傳統困境:灌溉決策依賴“看地皮"或固定周期,易造成水資源浪費(深層滲漏)或水分脅迫(缺水)。缺乏土壤根系層動態數據。
系統方案:四層土壤剖面監測。系統配備0-20cm、20-40cm、40-60cm、60-100cm四層土壤溫濕度傳感器。通過監測根系不同深度的水分運移,結合作物需水規律,精準判斷灌溉時機與水量,實測可節水約30%,并減少養分流失。
痛點4:科研數據缺失連續性 vs 長時序數據溯源
傳統困境:科研項目需長期、高頻的環境本底數據,人工記錄易丟失,且難以關聯作物生長階段(如積溫計算)。
系統方案:全生命周期數據臺賬。云平臺自動計算活動積溫、有效積溫、日照時數等農業氣象指標,數據以曲線圖、表格形式存儲(支持Excel/PDF導出)。配合苗情攝像頭記錄作物生長過程,為論文發表與模型(如DSSAT)驗證提供完整的“環境-生長"關聯數據集。
三、 核心功能(TP-WMS-1Z標準版)
1、數據采集:農業氣象監測系統可采集土壤墑情(4層)、土壤溫度(4層)、空氣溫度、空氣濕度、光照強度、風向、風速、降水量、大氣壓、土壤氧氣、苗情圖片等多種參數,數據可無線上傳至云平臺。
2、數據查看方便:可通過手機或Web端遠程管理設備,數據可遠程查看,且數據可接入省級、市級、縣級等相關信息監測平臺。
3、海拔及防盜定位功能:可測海拔高度,自動獲取海拔參數和內置北斗、GPS、伽利略等多種定位系統。
4、自帶苗情攝像頭:農業氣象監測系統可支持動態播放苗情生長過程并自動識別所在范圍內作物種類。
5、多種數據傳輸模式:支持GPRS\CDMA\NBIOT\GSM\4G\5G\WIFI\光纖\網絡等多種通訊方式。
6、故障遠程診斷:可遠程在線診斷電池虧電、傳感器故障、信號故障等問題。
7、主機功能:支持配置TF卡,容量可根據實際需要進行配置,可以存儲傳感器數據,確保長期存儲數據不丟失。
8、續航時間長:農業氣象監測系統采用太陽能或交流供電兩種供電方式,內置大容量鋰電池,可放置在野外,太陽能供電模式,連續陰雨條件下正常工作≥30天。
9、集成式防腐蝕傳感器:土壤溫度,水分,鹽分一體非金屬式傳感器,通過PVC導管進行測量, 與土壤無需直接接觸。
10、可多維度分析:軟件平臺可結合歷史數據及周邊數據進行作物需水分析、根系分析、墑情趨勢預測、灌溉行為判斷,為農業生產提供數據指導。
軟件功能
1、數據查看方便:平臺支持設備數據云端長期存儲,每種參數過程曲線趨勢,最大值、最小值、平均值均可顯示查看,放大、縮小功能。
2、數據展示多樣化:數據可生成曲線圖與表格等報表形式,平臺內數據、圖表均可下載,進行數據對比分析及打印,且通過excel、pdf等格式導出數據。
3、區域氣象監測:可進行區域氣象數據分析應用,氣象指標統計,系統可統計活動積溫、可照時數、有效積溫、到達有效溫度天數等。
4、超限預警設置:用戶可預置常用作物報警配置,設置高低超限值,平臺可自動進行數據預警分析。
5、設備遠程操作和查看:農業氣象監測系統可通過手機和網頁對氣象監測站設備基礎設置管理與遠程控制,并實時查看設備電量、工作狀態、故障報警等功能。
6、管理權限可分配:農業氣象監測系統可通過系統用戶管理,按權限分配管理者管理權限及設備使用、查看權限;同一臺設備支持多人管理。
四、 應用價值總結
托普云農智慧農業氣象監測站不僅是數據的采集器,更是連接環境脅迫與農藝執行的數字神經。它通過將宏觀的“天氣"轉化為微觀的“田氣",解決了農業生產中“何時灌、何時防、何時收"的精準決策難題,為防災減災、節水增效及科研數據積累提供了標準化的基礎設施。
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