一．引文

智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展依托于精細化的環(huán)境與資源監(jiān)測體系，氣象、土壤、流量三類核心監(jiān)測設備構(gòu)成了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集的基礎，技術人員通過這類設備實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全場景的環(huán)境因子、土壤狀況與水資源利用的實時感知，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策從經(jīng)驗驅(qū)動轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)驅(qū)動，同時為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化、精準化發(fā)展提供了核心技術支撐。

二．氣象監(jiān)測

氣象監(jiān)測設備以傳感器技術為核心原理，各類環(huán)境傳感器將溫度、濕度、光照強度、風速風向、降雨量、大氣壓力等氣象要素的物理信號轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)信號調(diào)理模塊完成放大、濾波與模數(shù)轉(zhuǎn)換后，由核心控制單元進行數(shù)據(jù)處理與存儲，設備搭載的無線通信模塊會將處理后的氣象數(shù)據(jù)實時傳輸至云平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程接收與分析。

該類設備的核心參數(shù)需匹配農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的監(jiān)測需求，環(huán)境溫度監(jiān)測范圍覆蓋-40℃~85℃，精度控制在±0.3℃以內(nèi)，相對濕度監(jiān)測范圍為0~100%RH，精度可達±3%RH，風速監(jiān)測量程0~60m/s，降雨量分辨率有0.1mm，0.2mm，0.5mm可選，設備采樣頻率可在5~60分鐘內(nèi)靈活設置，無線通信距離在空曠環(huán)境下不低于5km，供電模式支持太陽能與鋰電池組合，續(xù)航能力滿足30天以上無光照正常工作。

這類設備的核心優(yōu)勢體現(xiàn)在監(jiān)測維度的全面性與數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性，研究人員通過設備可獲取農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域的微氣象數(shù)據(jù)，打破傳統(tǒng)氣象監(jiān)測的空間局限性，同時設備的低功耗設計與抗惡劣環(huán)境結(jié)構(gòu)，使其能夠適應露天農(nóng)田、溫室大棚等多種農(nóng)業(yè)場景的長期戶外工作，設備的模塊化設計也讓后期的維護與傳感器升級更為便捷。

三．土壤監(jiān)測

土壤監(jiān)測設備基于傳感器感應與數(shù)據(jù)解析技術實現(xiàn)工作，各類土壤傳感器直接與土壤接觸，通過感應土壤中的水分、鹽分、酸堿度、有機質(zhì)含量、溫度等指標的變化，將土壤物理與化學信號轉(zhuǎn)換為可識別的電信號，經(jīng)數(shù)據(jù)處理單元完成校準與解析后，將土壤數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)測平臺，部分設備搭載的定位模塊可實現(xiàn)土壤監(jiān)測數(shù)據(jù)的精準空間化呈現(xiàn)。

土壤溫度測量范圍-40℃～80℃，測量精度±0.5℃，溫度分辨率0.1℃；土濕0～100%，土濕分辨率：0.1%，土濕準確度：±3%；土壤水分（體積含水量）測量范圍干土～水分飽和土，實驗室測量精度：±3%，野外測量精度：±5%，濕度分辨率：0.1%。

土壤監(jiān)測設備的優(yōu)勢在于監(jiān)測數(shù)據(jù)的精準性與原位性，農(nóng)業(yè)技術人員指出，設備可直接在土壤原位完成各項指標監(jiān)測，避免土壤樣品采集與運輸過程中的數(shù)據(jù)偏差，同時設備的連續(xù)監(jiān)測能力可捕捉土壤狀況的動態(tài)變化，為土壤改良與精準施肥提供連續(xù)的數(shù)據(jù)支撐，設備的小型化設計使其可實現(xiàn)農(nóng)田土壤的網(wǎng)格化監(jiān)測，精準掌握不同區(qū)域的土壤差異。

在應用場景方面，土壤監(jiān)測設備廣泛應用于農(nóng)田土壤改良、精準施肥、節(jié)水灌溉等工作，在高標準農(nóng)田建設中，設備可實現(xiàn)對土壤質(zhì)量的長期動態(tài)監(jiān)測，為土壤培肥、輪作休耕提供數(shù)據(jù)依據(jù)；在果園、茶園等經(jīng)濟作物種植中，設備可監(jiān)測土壤的水肥條件，為精準灌溉、科學施肥提供支撐，同時也能為土壤污染的監(jiān)測與治理提供精準的數(shù)據(jù)參考。

四．流量監(jiān)測

流量監(jiān)測設備以流體力學原理為基礎，結(jié)合傳感技術與數(shù)據(jù)處理技術實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)水資源的流量計量，設備根據(jù)農(nóng)業(yè)輸水場景的不同，采用多普勒超聲波流量計、雷達流量計等傳感方式，通過感應水流的速度、水位數(shù)據(jù)、截面積等參數(shù)，由核心算法計算出實際流量，同時將流量數(shù)據(jù)實時傳輸至監(jiān)測平臺，實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)輸水過程的動態(tài)計量與監(jiān)控。

該類設備的核心參數(shù)適配農(nóng)業(yè)輸水的特點，多普勒超聲波流量計監(jiān)測量程覆蓋0.001-999999999m3/h，精度±2%-±3%FS，工作溫度為-20~65℃，可適應農(nóng)業(yè)輸水的水溫變化，滿足農(nóng)田灌渠、輸水管道、水肥一體化設備等不同輸水場景的安裝需求，設備的防護等級不低于IP68，具備良好的防水、防塵性能，同時支持與農(nóng)業(yè)灌溉控制系統(tǒng)聯(lián)動，實現(xiàn)流量的自動調(diào)節(jié)。

流量監(jiān)測設備的優(yōu)勢體現(xiàn)在計量的精準性與運行的穩(wěn)定性，水利工程人員認為，設備可實現(xiàn)農(nóng)業(yè)輸水過程的非接觸式或接觸式精準計量，有效解決傳統(tǒng)流量計量方式誤差大、操作復雜的問題，同時設備的抗干擾能力強，可在農(nóng)田灌渠、露天管道等復雜環(huán)境下穩(wěn)定工作，設備的數(shù)據(jù)聯(lián)動能力可實現(xiàn)農(nóng)業(yè)水資源利用的精細化管理，提升水資源利用效率。

在應用場景上，流量監(jiān)測設備是農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉體系的核心組成部分，在農(nóng)田灌溉中，設備可安裝在灌渠、輸水管道上，精準計量灌溉用水量，為農(nóng)業(yè)用水定額管理、節(jié)水灌溉考核提供數(shù)據(jù)支撐；在農(nóng)村飲水安全與農(nóng)業(yè)排水工程中，設備可實現(xiàn)對輸水、排水流量的實時監(jiān)測，為水資源的合理調(diào)配與排水防澇提供數(shù)據(jù)依據(jù)，同時也能為農(nóng)業(yè)水資源的高效利用與節(jié)水型農(nóng)業(yè)建設提供核心技術支撐。

五．總結(jié)

氣象、土壤、流量監(jiān)測設備的協(xié)同應用，構(gòu)建了智慧農(nóng)業(yè)的全維度數(shù)據(jù)采集體系，各類設備的監(jiān)測數(shù)據(jù)在云平臺實現(xiàn)融合分析，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境監(jiān)測、資源利用、田間管理形成閉環(huán)，不僅顯著提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精細化水平，也為農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展、提質(zhì)增效提供了堅實的技術保障。