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       農業(yè)的最大特點(diǎn)之一，就是它的生產(chǎn)過(guò)程是在自然條件下進(jìn)行的，作物生長(cháng)發(fā)育的全過(guò)程要受到氣象、土壤、地形、植被等自然條件的影響。其中氣候是影響農業(yè)生產(chǎn)的主要自然因素，氣候環(huán)境為農作物的生長(cháng)發(fā)育提供光、溫、水、氣等能量和物質(zhì)資源，因此糧食產(chǎn)量的高低及品質(zhì)的優(yōu)劣在很大程度上是受氣候條件綜合影響的。

        所以，任何地方的農業(yè)生產(chǎn)都應考慮氣象因素，注意利用有利的條件，避免和克服不利氣象因子的影響，做到因地制宜和因時(shí)制宜，才能奪取高產(chǎn)穩產(chǎn)。

        既然氣象條件對作物生長(cháng)發(fā)育及產(chǎn)量形成的重要性不言而喻，以信息技術(shù)為支撐的精準農業(yè)的出現便順理成章。石家莊圣啟科技有限公司自主研發(fā)的農業(yè)小氣候觀(guān)測系統，就是針對農業(yè)生產(chǎn)中憑經(jīng)驗、靠天吃飯的狀態(tài)，提出的一套靠科技、靠數據來(lái)實(shí)現農業(yè)增產(chǎn)增量的有效解決方案。

       

       
        傳統農業(yè)依靠的是人工對環(huán)境信息的感知，對作物生長(cháng)的環(huán)境無(wú)法量化，因而難以將作物生長(cháng)的至優(yōu)條件總結出來(lái)，更加難以復制；此外，人工無(wú)法實(shí)現24小時(shí)的現場(chǎng)管理，難以實(shí)時(shí)地掌握作物生長(cháng)條件。

        圣啟農業(yè)小氣候自動(dòng)觀(guān)測系統，針對農業(yè)氣候觀(guān)測中，農林農田種植分布廣、監測點(diǎn)多、布線(xiàn)和供電困難，溫室棚內氣候要求精度高、畜禽舍內環(huán)境因素復雜等特點(diǎn)，以數字數據圖像遠程管理為切入點(diǎn)，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )構建統一便捷的信息交互平臺。

         

        其設計研發(fā)采用了先進(jìn)的微電腦技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)，利用覆蓋面廣的GPRS或4G網(wǎng)絡(luò )傳輸數據，利用智能人機界面和電腦、手機實(shí)現遠程圖像數據采集監測功能，從而達到遠程無(wú)線(xiàn)隨時(shí)隨地的農業(yè)氣候監測。

        農業(yè)小氣候自動(dòng)觀(guān)測系統，主要由下位機采集系統、上位機軟件應用平臺及輔助擴展部分組成。

  


        農業(yè)小氣候觀(guān)測系統可對常規氣象因子（大氣溫度，環(huán)境濕度，平均風(fēng)速風(fēng)向，瞬時(shí)風(fēng)速風(fēng)向，降水量，光照時(shí)數，太陽(yáng)直接輻射，露點(diǎn)溫度，土壤溫度，土壤熱通量，土壤水分，葉面濕度）進(jìn)行直接測量，還可以測量水面蒸發(fā)，太陽(yáng)光合有效輻射等多種要素。

        以環(huán)境參數的監測為基礎，實(shí)現對設施農業(yè)綜合生態(tài)信息自動(dòng)監控、對環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)控制和智能化管理。以下對應用廣泛的監測參數做具體說(shuō)明。

（1）溫濕度監測

        通過(guò)溫濕度傳感器監測環(huán)境空氣溫濕度、地表溫濕度、土壤溫濕度等，并能對數據進(jìn)行采集、分析運算、控制、存儲、發(fā)送等。

      

（2）光照度監測

        通過(guò)光感和光敏傳感器監測記錄光線(xiàn)的強度，通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)將相關(guān)數據傳送到用戶(hù)監控終端。

（3）CO2、O2 濃度監測

        在監測地部署二氧化碳濃度傳感器，實(shí)時(shí)監測二氧化碳的含量，當濃度超過(guò)系統設定闕值范圍時(shí)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)將相關(guān)數據傳送到用戶(hù)監控終端，由相關(guān)工作人員做出相應調整。

（4）風(fēng)速、風(fēng)向監測

        由風(fēng)力推動(dòng)垂直于水平面的圓形杯口帶動(dòng)鉛直軸轉動(dòng)，由于單位時(shí)間內該軸轉動(dòng)的圈數與風(fēng)速有關(guān)，可由轉數的多少，測定風(fēng)速。風(fēng)速、風(fēng)向的監測采用氣象專(zhuān)用的傳感器，具有高精度高可靠性的特點(diǎn)。

        利用風(fēng)速傳感器和風(fēng)向傳感器，自動(dòng)測量即時(shí)風(fēng)速、風(fēng)向，與傳統產(chǎn)品相比具有精度高、量程寬、輸入線(xiàn)電阻高、觀(guān)測方便、穩定可靠等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)顯示屏實(shí)時(shí)顯示風(fēng)速、風(fēng)向等級，同時(shí)具有聲音報警功能，在設置運行時(shí)，窗口顯示的是風(fēng)速報警控制值，加、減可以設置報警值，當超過(guò)預設風(fēng)速時(shí)，發(fā)出控制命令（切斷設備電源，使設備停止工作）進(jìn)行聲光報警。

（5）雨量監測

        采用雨量計可以實(shí)現降雨雨量的檢測、存儲、顯示、報警。雨量記錄計體積小巧，操作簡(jiǎn)單，承雨口采用不銹鋼整體沖壓而成，光潔度高，防銹能力強，外關(guān)質(zhì)量佳，滯水產(chǎn)生的誤差小。

        可以全程跟蹤記錄雨量數據，記錄時(shí)間長(cháng)，存儲容量大，儀器可脫開(kāi)計算機獨立工作，軟件功能強大，數據查看方便，隨時(shí)可以將記錄中數據導出到計算機中，并可以存儲為EXCEL表格文件，生成數據曲線(xiàn)，以供其它分析軟件進(jìn)一步進(jìn)行數據處理。

（6）太陽(yáng)輻射監測

        將接收到的太陽(yáng)輻射能以最小的損失轉變成其他形式能量，如熱能、電能，以便進(jìn)行測量。監測太陽(yáng)輻射的收支數據，即有助于農業(yè)氣象學(xué)和生態(tài)學(xué)研究，同時(shí)也對蒸發(fā)、植物的蒸騰，水循環(huán)研究具有及其重要參考價(jià)值。

（7）水面蒸發(fā)監測

       水資源供應是農田作物生長(cháng)的核心條件，維持水分持續供應是保障農作物成活率的關(guān)鍵要素。受到自然環(huán)境的影響，農田土壤中水分常出現異常蒸發(fā)現象，大大降低了土壤水分含量，對農作物生長(cháng)造成不利影響。

       因此有必要對水面蒸發(fā)情況進(jìn)行監測。水面蒸發(fā)監測是利用蒸發(fā)傳感器觀(guān)測水面蒸發(fā)在不同時(shí)間段的變化規律，實(shí)時(shí)掌握農業(yè)環(huán)境中的水面蒸發(fā)數據。


        

   系統硬件主要由：氣象支架、太陽(yáng)能電池板、室外控制柜等三部分組成。

        氣象支架：氣象支架是進(jìn)行農業(yè)小氣候觀(guān)測必不可少的設備，用一架設觀(guān)測儀器。該觀(guān)測架應輕便、易裝卸，尤其是所用材料宜細小、堅固，避免架體對周?chē)夂虻挠绊憽?br/>
       太陽(yáng)能電池板：太陽(yáng)能電池板通過(guò)吸收太陽(yáng)光，將太陽(yáng)輻射能通過(guò)光電效應、光化學(xué)效應直接或間接轉換成電能的裝置。太陽(yáng)能板將太陽(yáng)的熱能轉換為電能對儀器進(jìn)行供電。在農業(yè)小氣候觀(guān)測站上對使用市政供電不方便的區域，可根據客戶(hù)要求配置太陽(yáng)能電池板。

   室外控制柜：通過(guò)室外防雨型控制柜實(shí)現基本的參數顯示，發(fā)布預警信息。柜體鋼板厚度符合標準，形狀大小可按需求定制。由于常年經(jīng)受風(fēng)吹雨打，具有抗碰撞、防塵、防水、保溫隔熱，房靜電等特點(diǎn)?？刂乒駧谋酒?觸摸屏顯示，操作簡(jiǎn)單方便。柜體防護等級高，可廣泛應用于室外田間小氣候監測，農業(yè)氣象監測等領(lǐng)域。

       中央管理室軟件部分主要包含管理中心遠程發(fā)布服務(wù)器，農業(yè)氣候環(huán)境參數電腦在線(xiàn)管理軟件設備，手機APP遠程監測軟件，圖像視頻管理軟件設備，和大屏信息顯示發(fā)布設備。

 

（1）電腦管理軟件平臺

       在辦公室內安裝工控機和顯示器，能夠實(shí)時(shí)在線(xiàn)顯示監測區域采集到的數據信息，并以實(shí)時(shí)曲線(xiàn)的方式顯示給用戶(hù)。界面可分區域顯示每一個(gè)監測點(diǎn)的參數值。包括空氣溫濕度、土壤溫濕度、風(fēng)速風(fēng)向、太陽(yáng)輻射、水量、水面蒸發(fā)，數值顯示清晰，一目了然。

（2）大屏信息顯示發(fā)布平臺

       大型LED顯示屏主要在監測區域中心地帶作實(shí)時(shí)數據的顯示與設備動(dòng)作的指示使用，提升基地項目整體形象和觀(guān)賞性與實(shí)用性，同時(shí)也方便了管理員的日常數據檢查和實(shí)時(shí)信息參考。

       大型LED顯示屏有落地式和吊掛式兩種，并且分為數碼管顯示和點(diǎn)陣顯示兩種類(lèi)型。數碼管顯示直觀(guān)的數字變化且顯示模式固定，對于不需要做顯示界面修改的地方比較適用。而點(diǎn)陣顯示屏的顯示比較細膩，并且可以自由定制顯示界面，可實(shí)現分頁(yè)顯示，定時(shí)刷新和顯示圖片和動(dòng)畫(huà)等功能。根據需要，可分多鐘語(yǔ)言顯示。

         

（3）智能手機APP遠程監測平臺

       目前，由圣啟科技自主研發(fā)的農業(yè)小氣候觀(guān)測物聯(lián)網(wǎng)系統，配備了手機APP端的監控系統。

       基于A(yíng)ndroid 智能手機端的農業(yè)小氣候觀(guān)測物聯(lián)網(wǎng)系統，重點(diǎn)設計有基于電子地圖的試點(diǎn)基地，環(huán)境實(shí)時(shí)數據、環(huán)境數據趨勢、環(huán)境預警信息，利用移動(dòng)終端統一展現田間作物種植、工人勞動(dòng)等基地的生產(chǎn)信息、環(huán)境信息。

       用戶(hù)可以通過(guò)手機端操作平臺，遠程隨時(shí)隨地查看監測區域的環(huán)境參數，能夠使用手機端及時(shí)接受、查看環(huán)境報警信息。