小型农业气象站是专门为农业生产活动设计和部署的自动化环境监测设备网络。它的核心作用在于实时、连续、精确地采集农田或果园等农业区域的关键气象和环境参数数据,并将这些数据转化为对农业生产有直接指导意义的信息。小型农业气象站通常包含以下几类仪器:
气象要素传感器
温度传感器:用于测量空气温度和土壤温度。常见的有热电偶温度传感器、热电阻温度传感器等,能精确测量不同环境下的温度变化,为农业生产提供温度参考,如判断是否需要采取保温或降温措施。
湿度传感器:可测量空气湿度和土壤湿度。例如电容式湿度传感器、电阻式湿度传感器等,通过监测湿度数据,帮助农户合理安排灌溉、通风等农事活动,预防病虫害的发生。
风速传感器:一般采用三杯式或螺旋桨式风速传感器,用于测量风速大小,为农业生产中的防风措施提供依据,如设置防风网、加固农作物支架等。
风向传感器:多为风向标式结构,与风速传感器配合使用,确定风向,对于农田布局、作物种植方向以及设施农业中通风口的设置等具有指导意义。
光照传感器:包括光合有效辐射传感器、总辐射传感器等,能够测量光照强度、光照时长和光合有效辐射等参数,帮助农户合理安排种植密度、选择合适的种植品种以及确定遮阳或补光措施。
雨量传感器:常用的有翻斗式雨量传感器,可实时监测降雨量,为农田灌溉、排水系统的管理提供数据支持,避免农田积水或干旱。
气压传感器:用于测量大气压力,有助于预测天气变化,为农业生产活动的安排提供参考,如在气压较低时,可能预示着即将有降雨等天气变化,需提前做好防范准备。
数据采集与传输设备
采集器:负责采集各个传感器的数据,并对数据进行处理、存储和管理。它具有低功耗、大容量存储等特点,可按照设定的时间间隔进行数据采集,确保数据的完整性和准确性。
传输模块:常见的有GPRS模块、蓝牙模块、ZigBee模块、LoRa模块等,可将采集器中的数据通过无线或有线方式传输到上位机或云平台,方便用户远程查看和管理气象数据。
供电系统
太阳能电池板:将太阳能转化为电能,为气象站的各个设备提供电力支持。通常搭配太阳能充电控制器,可实现MPPT自动功率点跟踪,提高充电效率。
蓄电池:用于存储太阳能电池板产生的电能,在夜间或阴雨天等太阳能不足的情况下,为气象站设备持续供电,保证气象站的正常运行。
其他辅助设备
立杆支架:用于支撑气象传感器和其他设备,使传感器能够处于合适的测量位置,保证测量数据的准确性。支架一般采用碳钢或不锈钢材质,具有良好的稳定性和耐腐蚀性。
防护箱:用于保护采集器、传输模块、蓄电池等设备,防止其受到风雨、灰尘、腐蚀等外界因素的影响。防护箱通常采用ABS材质或不锈钢材质,具有耐腐蚀、抗氧化、防水等性能。
上位机或云平台:上位机可以是计算机、平板电脑等设备,通过安装相应的软件,对气象站传输过来的数据进行实时显示、分析、处理和存储。云平台则可以实现数据的远程访问和共享,方便用户随时随地通过手机、电脑等终端查看气象数据,并进行远程控制和管理。