田间气象环境监测
时间：2025-04-14
涉川
一、方案介绍
田间气象监测系统是现代农业信息化的重要组成部分，可实时采集区域内气象要素变化数据，辅助农业决策、灾害预警与作物管理。该系统通过集成多种气象传感器，并搭载4G无线通信技术，将环境数据上传至农业大数据平台，实现无人值守、全天候、远程化监测。
本方案采用白色立杆支架+智能数据主机+太阳能供电模块+高精度气象传感器集成设计，兼顾稳定性、美观性与实用性，特别适用于农业科研试验区、种植基地、农场及示范园等田间场景。
二、监测目标
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实时获取田间气象数据，辅助农事操作；
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监测温度、湿度、风速、风向、雨量、辐射等关键因子；
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建立长期数据记录，支撑农作物生长模型分析；
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预警异常气象事件（如强风、暴雨、高温）；
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支持智慧农业系统集成，提升管理自动化水平。
三、需求分析
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需求类型
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具体说明
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|---|---|
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实时气象数据
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支持多种监测要素精确采集
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安装适应性强
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可适用于硬化地面或普通田地
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通信可靠
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无人值守，需4G远程数据传输
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供电持续稳定
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采用太阳能+锂电池系统，保障连续运行
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故障自恢复
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具备自动重连、防掉线、掉电恢复等机制
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四、监测方法
系统采用多种环境气象传感器+数据采集主机+4G通信模块集成方式，将采集到的气象数据通过无线4G网络上传至云平台。终端用户可通过PC端网页、手机App或微信小程序实时查看数据、接收告警、导出历史记录。
五、应用原理
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气象参数测量原理：
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温湿度：高灵敏电容式感应；
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光照/太阳总辐射：光电探测阵列；
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风速/风向：霍尔效应/风杯风标；
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CO₂浓度：红外气体吸收法；
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大气压：压电应变膜片；
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雨量：翻斗式采样。
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数据采集与通信：
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主机定时采集各传感器数据；
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通过RS485总线整合；
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使用4G模块上传至远程云平台；
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支持本地缓存与断点续传。
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六、功能特点
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一体化集成设计，安装维护方便；
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多参数实时监测，支持扩展；
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4G通信远程管理，断网自动恢复；
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太阳能独立供电，节能环保；
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支持微信/APP实时数据查看与告警推送；
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全部设备符合工业级标准，耐高低温、防水防尘。
七、硬件清单
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设备名称
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规格型号
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数量
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说明
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|---|---|---|---|
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主体立杆支架
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白色喷漆支架，高3.5米
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1套
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带避雷针、防风拉索、圆盘底座
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防水箱
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白色喷漆箱体
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1只
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内置主机与供电模块
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数据采集主机
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多接口，支持16路RS485
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1台
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内置4G模块、RS232接口、低功耗设计
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太阳能组件
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60W单晶硅+48Ah锂电
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1套
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储控一体，独立安装支架
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百叶箱温湿度传感器
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5合1集成型
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1支
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含温度、湿度、光照、CO₂、大气压
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太阳总辐射传感器
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高灵敏度硅光电
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1支
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可接入主机RS485接口
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风速/风向传感器
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霍尔式/风杯风标
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各1支
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抗风、防腐蚀设计
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雨量传感器
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翻斗式
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1支
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精度高，响应快
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八、硬件参数（部分）
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参数名称
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量程范围
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精度
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|---|---|---|
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温度
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-40~+85℃
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±0.3℃
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湿度
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0~100%RH
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±3%RH
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光照强度
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0~200000 Lux
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±3%
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CO₂浓度
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0~5000 ppm
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±50 ppm
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大气压
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300~1100 hPa
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±1.5 hPa
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太阳总辐射
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0~2000 W/m²
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±5%
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风速
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0~60 m/s
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±0.3 m/s
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风向
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0~360°
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±3°
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雨量
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0.2mm分辨率
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±0.4mm
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九、方案实现流程
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项目现场勘察，确定立杆安装位置；
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固定支架（地笼或膨胀螺丝安装）；
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安装传感器，接入采集主机；
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太阳能供电系统调试；
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配置采集间隔、上传频率等；
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开通平台账号，实现数据可视化；
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实现微信推送、异常报警、远程配置。
十、数据分析与预警机制
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实时数据折线图/曲线趋势分析；
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极值判断与变化速率监测；
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可配置告警阈值（如风速>20m/s、CO₂过浓）；
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支持短信、微信、邮箱等多种报警方式；
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支持报表导出、历史数据对比分析。
十一、方案优点
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系统化部署，适配多场景农业需求；
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高集成化设计，降低施工与运维成本；
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稳定性高，支持无人值守与断点续传；
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接口丰富，支持后期扩展与平台对接；
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太阳能供电绿色节能，适用于远程山区农田；
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外观美观、工艺抗腐，适合示范园展示。
十二、应用领域
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农业气象站建设项目；
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农业科研试验田与教学基地；
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智慧农场、设施农业、精准种植；
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特色作物栽培区（如中药材、果园、稻田）；
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自然灾害预警与农情自动感知系统。
十三、效益分析
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提升农田信息化水平与农技指导效率；
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降低人力成本，实现精准化灌溉与施肥；
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降低因极端天气造成的灾损；
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为农业生产提供数字依据，支撑智能化管理；
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有利于农业保险、科研数据采集、农业大数据建设。