一、設備定義與農(nóng)氣學定位

托普云農(nóng)農(nóng)業(yè)氣象綜合監(jiān)測站（TP-WMS系列）系浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司研制的無人值守式農(nóng)田小氣候自動觀測平臺。該系統(tǒng)以微氣象學冠層—根系剖面觀測理論為基礎，通過多要素傳感器陣列與嵌入式邊緣計算單元，對空氣熱力學參數(shù)、輻射與降水要素、多層土壤水熱鹽動態(tài)及田間苗情影像實施同步時序采集，填補國家基本氣象站網(wǎng)（間距>10 km）與田塊微環(huán)境之間的觀測尺度斷層，為參考作物蒸散量計算、農(nóng)業(yè)氣象災害早期預警、病蟲害流行潛勢模型及作物生長模型校驗提供標準化原位數(shù)據(jù)集。

二、立體感知層與測量原理

大氣環(huán)境傳感陣列：防輻射百葉箱內(nèi)配置Pt100鉑電阻或NTC熱敏元件測空氣溫度，高分子薄膜電容式濕敏元件測相對濕度；超聲波風速風向傳感器利用渡越時差法解算水平風矢量，無機械啟動風速限制；翻斗式雨量計以磁開關計量液態(tài)降水量；硅光電二極管或全光譜輻射傳感器分別測定總輻射與光合有效輻射（PAR, 400–700 nm）；壓阻式MEMS氣壓傳感器測定大氣壓；可擴展NDIR原理CO₂傳感器、紫外輻射傳感器及氣溶膠傳感器。

土壤剖面多參數(shù)監(jiān)測單元：采用非金屬式FDR（頻域反射）或多參數(shù)一體探頭經(jīng)PVC導管分層（通常0–20–40–60–100 cm）埋設，同步測定各土層體積含水量（VWC）、土壤溫度，可擴展土壤電導率（EC）及土壤氧氣濃度，表征根系活躍區(qū)水—熱—鹽三維動態(tài)。

作物視覺感知單元（選配）：定時抓拍或云臺可控高清攝像頭采集冠層苗情圖像，結合圖像處理算法估算葉面積指數(shù)（LAI）近似值、冠層覆蓋度及物候階段，實現(xiàn)氣象要素與作物表型時空關聯(lián)。

三、數(shù)據(jù)采集與邊緣處理系統(tǒng)

低功耗數(shù)據(jù)采集器：嵌入式微處理器按預設頻率對各通道原始模擬/數(shù)字信號執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換、線性化校正與滑動平均濾波，采用3σ準則或Grubbs法剔除異常跳變值，經(jīng)邊緣計算預處理后存入本地大容量非易失存儲介質(zhì)（TF卡/Flash），保障通信中斷時不丟數(shù)。

通信與遠程管控：內(nèi)置4G/5G/NB-IoT/GPRS通信模組將加密數(shù)據(jù)包推送至云端；支持遠程修改采樣間隔、寫入傳感器標定系數(shù)、執(zhí)行固件OTA升級及設備軟重啟；具備傳感器斷線、供電欠壓、設備位移（內(nèi)置北斗/GPS雙模定位）等多級自診斷與報警推送功能。

供能與野外防護：單/雙晶硅太陽能電池板配免維護蓄電池構成主備雙供電系統(tǒng)，滿足連續(xù)陰雨期野外持續(xù)運行；鋁鎂合金或鍍鋅鋼立柱配合IP65及以上防護等級機箱與避雷接地設計，適應高溫、高濕、沙塵及強風等惡劣農(nóng)田環(huán)境。

四、核心功能

1、數(shù)據(jù)采集：該氣象站可采集土壤墑情(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、苗情圖片等多種參數(shù)，數(shù)據(jù)可無線上傳至云平臺。

2、數(shù)據(jù)查看方便：小型氣象站可通過手機或Web端遠程管理設備，數(shù)據(jù)可遠程查看，且數(shù)據(jù)可接入guo家級、省級、市級、縣級等相關信息監(jiān)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(shù)和內(nèi)置北斗、GPS、伽利略等多種定位系統(tǒng)。

4、自帶苗情攝像頭：可支持動態(tài)播放苗情生長過程并自動識別所在范圍內(nèi)作物種類。

5、多種數(shù)據(jù)傳輸模式：支持GPRS\CDMA\NBIOT\GSM\4G\5G\WIFI\光纖\網(wǎng)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、小型氣象站主機功能：支持配置TF卡，容量可根據(jù)實際需要進行配置，可以存儲傳感器數(shù)據(jù)，確保長期存儲數(shù)據(jù)不丟失。

8、續(xù)航時間長：自動農(nóng)業(yè)氣象站采用太陽能或交流供電兩種供電方式，內(nèi)置大容量鋰電池，可放置在野外，太陽能供電模式，連續(xù)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(shù)據(jù)及周邊數(shù)據(jù)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)指導。

軟件功能：

1、數(shù)據(jù)查看方便：平臺支持設備數(shù)據(jù)云端長期存儲，每種參數(shù)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(shù)據(jù)展示多樣化：數(shù)據(jù)可生成曲線圖與表格等報表形式，平臺內(nèi)數(shù)據(jù)、圖表均可下載，進行數(shù)據(jù)對比分析及打印，且通過excel、pdf等格式導出數(shù)據(jù)。

3、區(qū)域氣象監(jiān)測：可進行區(qū)域氣象數(shù)據(jù)分析應用，氣象指標統(tǒng)計，系統(tǒng)可統(tǒng)計活動積溫、可照時數(shù)、有效積溫、到達有效溫度天數(shù)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(shù)據(jù)預警分析。

5、設備遠程操作和查看：可通過手機和網(wǎng)頁對氣象監(jiān)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(tài)、故障報警等功能。

6、管理權限可分配：可通過系統(tǒng)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。

五、典型科研與應用場景

農(nóng)田小氣候與作物生理生態(tài)研究：獲取冠層溫濕場、輻射收支及剖面土壤水熱動態(tài)，支撐作物水分利用效率（WUE）、光能利用率及物候—氣候響應關系研究。

農(nóng)業(yè)氣象災害監(jiān)測與預警：網(wǎng)格化布設于小麥、水稻、果樹等主產(chǎn)區(qū)，實時捕捉干熱風、倒春寒、連陰雨、暴雨洪澇等致災氣象過程，服務于早期預警與減災決策。

病蟲害預測預報與植保窗口判定：基于溫濕歷時（溫濕積）模型計算稻瘟病、小麥赤霉病、蚜蟲等病蟲害發(fā)生潛勢，確定最佳施藥時機以減少農(nóng)藥投入。

高標準農(nóng)田與精準灌溉管理：結合土壤墑情剖面數(shù)據(jù)與ET模型輸出制定變量灌溉制度，實現(xiàn)節(jié)水增效與水資源優(yōu)化配置。

特色經(jīng)濟作物與設施農(nóng)業(yè)外場基準：為茶園、果園、中藥材基地及草地生態(tài)系統(tǒng)提供長期連續(xù)環(huán)境本底監(jiān)測數(shù)據(jù)。

浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)供應（銷售）農(nóng)業(yè)氣象綜合監(jiān)測站，廠家直銷，歡迎新老用戶了解咨詢！