農(nóng)業(yè)田間氣象站系統(tǒng)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的“環(huán)境哨兵”，通過對(duì)田間微氣候的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)分析，為作物種植、灌溉決策、病蟲害預(yù)警提供科學(xué)依據(jù)。該系統(tǒng)由傳感器采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)處理與展示模塊三大核心部分構(gòu)成，配套的監(jiān)測(cè)參數(shù)覆蓋空氣、土壤、作物生長(zhǎng)相關(guān)的關(guān)鍵環(huán)境因子，實(shí)現(xiàn)田間氣象的全面、高精度監(jiān)測(cè)。

　　一、農(nóng)業(yè)田間氣象站系統(tǒng)的基本構(gòu)成

　　傳感器采集模塊是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源頭，采用模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)種植場(chǎng)景靈活選配傳感器。核心傳感器包括空氣溫濕度傳感器、土壤溫濕度傳感器、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、雨量傳感器、光照強(qiáng)度傳感器等，部分異常系統(tǒng)還配備光合有效輻射傳感器、露點(diǎn)傳感器、二氧化碳濃度傳感器。傳感器具備抗干擾、耐惡劣環(huán)境的特性，可在高溫、高濕、強(qiáng)日照的田間環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行，數(shù)據(jù)采集頻率可按需設(shè)置為分鐘級(jí)或小時(shí)級(jí)。

　　數(shù)據(jù)傳輸模塊負(fù)責(zé)將傳感器采集的原始數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至后端平臺(tái)，主流傳輸方式包括4G/5G無(wú)線通信、LoRa低功耗物聯(lián)網(wǎng)通信、RS485有線通信。其中，4G/5G傳輸適用于大面積農(nóng)田的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，LoRa傳輸則適合低功耗、長(zhǎng)距離的組網(wǎng)需求，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)氣象站的數(shù)據(jù)集中傳輸，解決偏遠(yuǎn)田間無(wú)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的難題。

　　數(shù)據(jù)處理與展示模塊是系統(tǒng)的“中樞大腦”，由云端服務(wù)器與終端顯示設(shè)備組成。云端服務(wù)器對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、校準(zhǔn)、分析，剔除異常值，生成標(biāo)準(zhǔn)化的氣象數(shù)據(jù)集；終端顯示設(shè)備包括電腦客戶端、手機(jī)APP、田間LED顯示屏，用戶可實(shí)時(shí)查看氣象數(shù)據(jù)、歷史趨勢(shì)曲線、超標(biāo)預(yù)警信息，還能根據(jù)作物生長(zhǎng)模型生成灌溉、施肥建議，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化與智能化應(yīng)用。
 

　　二、核心監(jiān)測(cè)參數(shù)解析

　　1.空氣環(huán)境參數(shù)：包括空氣溫度、濕度、光照強(qiáng)度、風(fēng)速風(fēng)向、降雨量。空氣溫濕度直接影響作物的光合作用與呼吸作用，是判斷作物生長(zhǎng)適宜性的基礎(chǔ)指標(biāo)；光照強(qiáng)度與光合有效輻射決定作物的光合效率，指導(dǎo)喜光與耐陰作物的種植布局；風(fēng)速風(fēng)向影響田間通風(fēng)條件與病蟲害傳播路徑；降雨量則為灌溉決策提供直接依據(jù)，避免澇災(zāi)或旱災(zāi)。

　　2.土壤環(huán)境參數(shù)：涵蓋土壤溫度、濕度、pH值、電導(dǎo)率。土壤溫濕度是種子萌發(fā)、根系生長(zhǎng)的關(guān)鍵影響因子，土壤濕度低于閾值時(shí)系統(tǒng)可自動(dòng)觸發(fā)灌溉預(yù)警；土壤pH值反映土壤酸堿性，指導(dǎo)酸堿調(diào)節(jié)肥料的施用；土壤電導(dǎo)率則表征土壤鹽分含量，防止土壤鹽漬化影響作物生長(zhǎng)。

　　3.氣體與輻射參數(shù)：以二氧化碳濃度、光合有效輻射為主。二氧化碳是作物光合作用的原料，其濃度變化直接影響光合速率；光合有效輻射是指能被作物吸收利用的太陽(yáng)輻射，相較于光照強(qiáng)度更具針對(duì)性，為精準(zhǔn)調(diào)控溫室或大田的光照條件提供數(shù)據(jù)支撐。

　　農(nóng)業(yè)田間氣象站系統(tǒng)通過標(biāo)準(zhǔn)化的硬件構(gòu)成與多元化的參數(shù)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了田間微氣候的精細(xì)化管理，為智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了核心數(shù)據(jù)支撐。