农业户外小型气象站在线监测方案

时间：2025-04-07 涉川

一、方案介绍

户外小型气象站是一种集成化、高度智能的气象环境监测系统，适用于农业、林业、环保、水利、科研等领域，能够对空气温湿度、风速风向、雨量、气压、光照等多种气象因子进行实时监测。本方案严格依据《GB/T 24689.6-2009植物保护机械农林小气候信息采集系统》国家标准设计，具备4G无线联网、太阳能供电、远程运维与本地数据存储等能力，满足全天候野外部署要求。

二、监测目标

实时获取关键气象数据，掌握农林生态小气候变化；
为农业生产提供科学种植决策支持；
提前预判极端气象事件，辅助防灾减灾；
支持远程监控、数据采集与历史分析，提高智能化水平。

三、需求分析

行业需求：现代农业、林业、科研及应急管理等领域对高精度、远程气象监测系统需求强烈。
使用场景：露天田块、温室棚区、森林、河谷、山区、水源地等野外无人值守区域。
关键痛点：传统气象监测设备布点成本高、维护不便、数据传输慢，缺乏智能预警功能。

四、监测方法

采用数字化一体式气象传感模块，通过多参数集成式采集系统对各项环境指标进行同步监测。所有数据通过4G网络实时传输至云平台，支持远程设置与本地缓存。

五、应用原理

通过传感器实时采集气象数据，内置微处理器对数据进行初步处理，并通过数据网关上传至平台。同时集成GNSS模块进行地理定位，支持太阳能系统独立供电与系统低功耗运行，确保设备全天候稳定运行。

六、功能特点

实时监测：空气温湿度、风向风速、雨量、气压、光照度；
支持4G传输、本地存储与U盘导出；
自动报警：震动/拆除触发警报，推送预警信息；
双模定位：北斗+GPS 精准定位；
支持远程设置、在线校准与固件升级；
数据可视化：支持LED大屏/网页/小程序展示；
模块化设计：便于维护、扩展与替换。

七、硬件清单

序号	名称	数量	说明
1	数据采集主机（带液晶屏）	1台	4.3寸显示，内置控制器、4G模块
2	空气温度传感器	1个	数字型，配百叶箱
3	空气湿度传感器	1个	0-100%RH
4	风向传感器	1个	电容式
5	风速传感器	1个	双层结构，耐腐蚀
6	雨量传感器	1个	翻斗式
7	气压传感器	1个	低功耗型
8	光照度传感器	1个	高动态范围
9	主支架及防风配件	1套	3.5米高，热镀锌喷塑处理
10	太阳能供电系统	1套	含太阳能板、电池、控制器
11	LED显示屏（可选）	1块	户外显示实时数据
12	U盘及数据备份系统	1套	支持数据备份、导出

八、硬件参数（量程、精度）

参数	测量范围	精度
空气温度	-50～+100℃	±0.5℃
空气湿度	0～100%RH	±3%RH
风向	0～360°	±5°
风速	0～70m/s	±(0.3+0.03V)m/s
雨量	≦4mm/min	±0.4mm
气压	10～1100hPa	≤±3%
光照度	0～200000Lux	±5%

九、方案实现

在监测区域部署支架并固定设备；
各传感器按标准方向安装并连接数据主机；
配置太阳能系统确保全天候供电；
配置4G通信卡，设置数据上传频率；
远程接入平台查看数据，设置预警参数与采样间隔；
实现手机/网页端远程控制与运维。

十、数据分析

生成实时数据曲线；
自动计算日均、月均、年均指标；
极值分析、气象变化趋势建模；
支持EXCEL格式数据导出、图表打印。

十一、预警决策

设置各类气象参数阈值，触发短信或微信/APP推送；
自动报警提示温度骤变、暴雨、高风等天气风险；
可对异常趋势进行模型预测预警。

十二、方案优点

标准化设计，符合国家标准；
模块化结构，维护更简便；
高精度数据采集，性能稳定；
4G远程传输，覆盖广泛；
支持大数据统计与远程平台控制；
全天候工作，自动化水平高。

十三、应用领域

农业种植基地
林业气象监测
水文水利环境监测
生态恢复工程
草地保护区、湿地保护区
学术研究、气象科普场馆等

十四、效益分析

有效提升农业气象信息获取效率；
降低人工监测成本，增强灾害应对能力；
保障农作物稳产高产，科学安排农业作业；
推进智慧农业建设进程，提升农村现代化管理水平。

十五、案例分享

某省智慧农业示范园部署50套户外气象站设备，通过平台每日监测环境温度、湿度、风速光照等参数，结合大棚智能控制系统，实现精准调控、节能高效。年均病害减少18%，人工巡查减少40%，作物产量提升12%，种植管理水平显著提高。

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