农业光伏一体化环境监测
时间：2025-05-16
涉川
一、方案介绍
农业光伏一体化（Agri-PV）是将农业生产与光伏发电有机结合的一种高效复合利用模式，广泛应用于光伏大棚、林光互补、牧光互补、渔光互补等新型农业场景。本方案通过部署智能环境监测系统，对光伏区内温湿度、光照、CO₂浓度、土壤参数、气象条件以及光伏组件运行状况进行全面监测，实现农业与光伏系统运行状态的可视化、智能化管理，为调控生产环境、优化发电效率、实现双效益提供数据支撑。
二、监测目标
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实时监测农业生产区内部环境变化（温度、湿度、光照、CO₂等）
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掌握土壤墒情（湿度、温度、电导率）
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获取外部气象信息（风速、风向、降雨、辐射）
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跟踪光伏组件温度、电压电流、发电功率等运行参数
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实现农业+光伏双维度一体化平台管理
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支持远程可视化管理、预警、数据报表导出
三、需求分析
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模块
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监测需求
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农业区环境
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温度、湿度、CO₂、光照、土壤三参等
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气象要素
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风速、风向、雨量、辐射、大气压等
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光伏监测
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光伏组件温度、电压、电流、功率、发电量
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数据通讯
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远程4G数据采集+本地RS485/Lora组网
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管理平台
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实时可视化界面+超限预警+数据分析报表
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四、监测方法与应用原理
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环境监测：通过多功能一体传感器采集大棚/农区温湿度、CO₂、光照等数据；土壤探头采集墒情指标。
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光伏运行监测：采用电参采集模块，检测电压、电流、组件温度、汇流箱状态等，实现发电状态评估。
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气象监测：通过一体化气象站采集风速、风向、雨量、气压等外部环境数据。
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数据汇聚传输：所有数据汇集至主控采集终端，通过4G上传至云平台或局域网中控。
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智能决策管理：平台支持图表分析、自动预警、联动控制（如开窗通风、遮光控制、灌溉提醒等）。
五、系统功能特点
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多维度一体监测：覆盖农业与光伏两个系统的核心运行参数
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模块化设计：监测点灵活布设，满足不同基地面积与作物类型
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多种通讯方式：支持4G、NB-IoT、LoRa、WiFi、RS485等
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可视化平台：Web/手机APP远程查看、历史数据曲线、报表导出
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支持边缘计算：终端内置报警与联动逻辑，断网时仍可控制本地设备
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易部署低功耗：可太阳能供电，适配野外或偏远场景
六、主要设备清单与参数
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设备名称
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参数范围
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精度
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通信方式
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空气温湿度传感器
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温度：-40~+85℃ 湿度：0~100%RH
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±0.3℃ / ±3%RH
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RS485 / LoRa
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光照强度传感器
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0~200000 Lux
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±2%
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RS485
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CO₂浓度传感器
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0~5000 ppm
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±50 ppm
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RS485
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土壤三参数传感器
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水分0
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±2%、±0.5℃、±2%FS
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RS485
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小型气象站
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风速0
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典型误差±3%
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一体化485
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光伏运行监测仪
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电压0
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±1%FS
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RS485/Modbus
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智能采集主机
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8/16通道、4G通讯、太阳能+锂电池供电
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内置SD卡/断点缓存
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4G+RS485
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云监控平台
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实时监控、图表分析、历史查询、地图定位
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PC端+手机APP
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B/S架构
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七、方案实现与系统架构
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前端部署：
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环境传感器部署于光伏农业区域（如棚内、地面）
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光伏运行监测点布设于光伏组件端或汇流箱内
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气象站部署于空旷位置，确保气象数据真实有效
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中控传输：
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多点数据经RS485或LoRa连接至采集主机
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主机统一通过4G上传至云平台
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可选本地显示屏/报警模块同步显示
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平台管理：
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提供分区数据展示、地图定位、趋势分析、超限预警
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平台支持分权限管理、多用户登录
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可导出日报、月报、年度环境分析报告
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八、预警与数据分析
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自定义各参数预警阈值
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实现短信、微信、App弹窗等多渠道报警
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提供多种图形报表（曲线图、柱状图、对比图）
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支持Excel导出、API对接农业物联网平台或政务平台
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可根据不同作物建立种植档案，智能生成管理建议
九、方案优点
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✅ 农业与光伏系统双重监测，提高综合效益
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✅ 模块化部署，便于扩展与升级
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✅ 边缘智能+云端平台结合，保障运行稳定性
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✅ 多场景适配：棚、田、牧、渔皆可用
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✅ 支持远程集中运维、数据调度分析
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✅ 降低人力巡检成本，提升农业智能化水平
十、适用场景
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光伏农业大棚基地
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渔光互补养殖区
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林光/牧光互补生态农业区
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沙漠光伏农业示范区
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农业示范园、现代农业科技园区
十一、效益分析
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项目
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传统方式
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一体化方案
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改善效果
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农作物环境控制
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人工经验为主
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数据化调控
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作物产量提升10~25%
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光伏运行监测
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无监控/人工巡查
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实时监控
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发电效率提升3~8%
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人工巡检频次
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多次现场查验
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远程集中管理
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巡检成本降低60%
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风险预警
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无法预知
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超限预警
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灾害/异常响应时间缩短90%
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十二、执行标准与规范
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《设施农业环境监测技术规范》NY/T 1848
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《太阳能光伏系统监测与分析规范》GB/T 25385
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《现代农业园区建设导则》农业农村部
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《智能农业监测系统技术规范》Q/320500CYCX 001-2021
十三、案例分享
项目名称：宁夏“牧光互补”示范基地智能环境监测系统
部署内容：部署温湿度/土壤/气象/光伏监测点共计45套
成果：
部署内容：部署温湿度/土壤/气象/光伏监测点共计45套
成果：
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实现畜牧养殖与发电系统同步监测
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发电系统维护响应时间缩短70%
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政府平台远程查看大屏调度，成功入选智慧农业建设试点
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