農業(yè)小氣候觀(guān)測設備通?;诙喾N傳感器技術(shù)來(lái)采集氣象數據。例如,溫度傳感器利用熱敏電阻、熱電偶或半導體材料的溫度敏感性來(lái)測量氣溫;濕度傳感器通過(guò)濕敏電容、電阻或干濕球原理來(lái)感知空氣濕度;風(fēng)速傳感器則根據風(fēng)對旋轉部件或壓力差的影響來(lái)計算風(fēng)速;風(fēng)向傳感器多采用風(fēng)向標原理確定風(fēng)的來(lái)向;而雨量傳感器則通過(guò)翻斗式、稱(chēng)重式或虹吸式等方法測量降雨量。
這些傳感器將所監測到的物理量轉換為電信號,然后經(jīng)過(guò)信號調理、模數轉換等處理步驟,最終以數字形式傳輸給數據采集器。數據采集器對這些數據進(jìn)行存儲、處理和初步分析,并通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)通信方式將數據發(fā)送到上位機或云平臺,以供用戶(hù)查看和進(jìn)一步分析。
1.便攜式氣象站
體積小巧、便于攜帶,可在不同的農田地點(diǎn)進(jìn)行臨時(shí)觀(guān)測。通常能夠測量溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓和降雨量等基本氣象參數。
2.固定式農業(yè)氣象觀(guān)測站
安裝在固定位置,長(cháng)期對特定區域的農業(yè)小氣候進(jìn)行連續監測。除了常見(jiàn)的氣象要素,還可能包括太陽(yáng)輻射、土壤溫度、土壤濕度、葉面濕度等更豐富的參數。
3.無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )
由多個(gè)分布在農田中的傳感器節點(diǎn)組成,通過(guò)自組織無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )將數據傳輸到網(wǎng)關(guān)。這種系統可以實(shí)現大面積、高密度的監測,適用于大型農場(chǎng)或農業(yè)示范園區。
4.智能化農業(yè)小氣候監測儀
集成了先進(jìn)的傳感器、微處理器和通信模塊,具備智能數據處理和遠程控制功能。不僅能測量常規氣象參數,還能對數據進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和預警。
關(guān)鍵組成部分:
1.傳感器
作為數據采集的源頭,傳感器的精度、穩定性和響應速度直接影響觀(guān)測數據的質(zhì)量。高質(zhì)量的傳感器能夠準確感知微小的氣象變化,為后續的分析和決策提供可靠依據。
2.數據采集器
負責接收和處理來(lái)自傳感器的信號,進(jìn)行數據過(guò)濾、校準和存儲。它需要具備強大的數據處理能力和穩定的運行性能,以確保數據的完整性和準確性。
3.通信模塊
用于將采集到的數據傳輸到遠程服務(wù)器或用戶(hù)終端。常見(jiàn)的通信方式包括藍牙、Wi-Fi、GPRS/4G/5G等,根據實(shí)際應用場(chǎng)景選擇合適的通信方式,以保證數據傳輸的及時(shí)性和可靠性。
4.供電系統
為設備提供持續穩定的電源??梢圆捎锰?yáng)能供電、電池供電或市電供電等方式,在野外環(huán)境中,太陽(yáng)能供電通常是較為常見(jiàn)和可靠的選擇。
5.防護外殼和安裝支架
保護設備內部組件免受外界環(huán)境的影響,如風(fēng)雨、日曬、灰塵等。安裝支架則要確保設備能夠牢固地安裝在合適的位置,保證測量的準確性和穩定性。
農業(yè)小氣候觀(guān)測設備的應用領(lǐng)域:
1.精準農業(yè)
通過(guò)對農田小氣候的實(shí)時(shí)監測,農民可以根據具體的氣象條件精準地進(jìn)行灌溉、施肥、噴藥等農事操作,提高資源利用效率,減少浪費和環(huán)境污染。
2.設施農業(yè)
在溫室、大棚等設施農業(yè)中,小氣候觀(guān)測設備能夠幫助調控室內的溫度、濕度、光照等環(huán)境參數,為作物創(chuàng )造最佳的生長(cháng)環(huán)境,提高產(chǎn)量和品質(zhì)。
3.農業(yè)科研
為農業(yè)科研人員提供詳細的氣象數據,有助于研究氣候對農作物生長(cháng)發(fā)育、病蟲(chóng)害發(fā)生規律、生態(tài)系統平衡等方面的影響,推動(dòng)農業(yè)科學(xué)的發(fā)展。
4.氣象災害預警
及時(shí)監測到異常的氣象變化,如大風(fēng)、暴雨、高溫、低溫等,提前發(fā)出預警信息,讓農民有足夠的時(shí)間采取防范措施,降低災害損失。
5.農產(chǎn)品質(zhì)量追溯
記錄農產(chǎn)品生長(cháng)過(guò)程中的小氣候信息,為農產(chǎn)品質(zhì)量追溯提供數據支持,增強消費者對農產(chǎn)品質(zhì)量的信任。