一、方案介绍

空气温度、相对湿度与太阳辐射是描述地表能量平衡、蒸发蒸腾过程和微气候状态的关键环境参数，在农业生产调控、生态环境评估、建筑能耗分析以及光伏发电效率评价中具有基础性作用。随着精细化管理和碳排放核算需求的不断提高，传统低精度、离散式气象测量已难以满足对热环境和辐射场变化的准确刻画。

本方案通过部署高精度温湿度传感器与太阳总辐射、净辐射及光合有效辐射在线监测设备，对空气热力状态与辐射能量进行连续自动采集，并通过4G物联网将数据实时上传至云端平台，实现对区域能量交换过程和微气候特征的精细化监测，为农业调控、生态评价与能源管理提供可靠数据基础。

二、监测目标

系统以高精度热环境与辐射场监测为目标，对空气温度、相对湿度、露点温度以及太阳总辐射、散射辐射和光合有效辐射进行连续在线测量。通过对能量输入、空气含湿量和热交换过程的分析，评估作物生长环境、建筑热负荷和光伏组件受光条件，并识别极端高温、干燥或强辐射事件。

三、需求分析

在设施农业、光伏电站和生态监测区，不同区域之间的温湿度与辐射差异显著，对产量、能效和生态过程产生直接影响。传统气象站分辨率不足，难以反映局地微气候变化。相关管理和科研单位需要一套能够长期稳定运行、具备高精度与远程传输能力的在线监测系统，用于对环境能量和水分状况进行精细化评估与调控。

四、监测方法

系统采用高稳定性电容式温湿度传感器和热电堆式或硅光电式辐射传感器，对空气热湿状态和辐射能量进行原位连续测量。所有传感器通过RS485接口接入4G采集主机，由采集主机将数据按分钟级或小时级周期上传至云平台。

五、应用原理

温湿度传感器通过感知空气中水汽含量和温度变化输出高精度数字信号，辐射传感器通过测量入射辐射能量产生电压信号并转换为辐射通量密度。云平台对数据进行质量控制、能量平衡计算和趋势分析。

六、功能特点

系统支持高精度多参数同步监测、4G远程传输、自动时间同步、露点与蒸散量计算、强辐射与热应激预警、历史数据存储与可视化分析。

七、硬件清单

高精度温湿度传感器
太阳总辐射与PAR传感器
RS485 4G联网采集主机
立杆、防护箱与供电系统

八、硬件参数（典型）

空气温度：-40～60℃，精度±0.2℃
相对湿度：0～100%RH，精度±2%
太阳总辐射：0～2000 W/m²，精度±5%
PAR：0～3000 μmol/m²·s，精度±5%
通信接口：RS485
数据传输：4G

九、方案实现

在目标区域布设高精度温湿度与辐射监测终端，通过4G采集主机接入云平台，实现环境能量与热湿状态的连续在线监测。

十、数据分析

平台对温湿度与辐射数据进行时间序列分析、能量平衡计算和微气候评估，为调控和研究提供支撑。

十一、预警决策

当出现极端高温、低湿或强辐射条件时，系统自动触发预警，为防护和调控措施提供依据。

十二、方案优点

实现环境热与辐射状态的高精度、连续化和可追溯监测。

十三、应用领域

设施农业、光伏电站、生态监测站、建筑节能评估、科研试验区。

十四、效益分析

通过精细化监测与调控，提高作物产量、能源利用效率和环境管理水平。

十五、国标规范

GB/T 33703 自动气象站技术要求
QX/T 61 气象观测仪器通用规范
HJ 212 数据传输规范

十六、参考文献

《微气候与辐射监测技术》
《农业与能源领域的气象应用》

十七、案例分享

某光伏电站部署高精度温湿度与辐射在线监测系统后，实现组件受光条件精细分析，发电效率提升约8%。