一、原位介電傳感與垂直剖面邏輯

該設(shè)備是一套基于頻域反射（FDR）或時(shí)域反射（TDR）原理構(gòu)建的土壤水熱原位感知終端。其核心機(jī)制在于通過(guò)高頻電磁波探測(cè)土壤介電常數(shù)變化，將非電量的體積含水率（VWC）與電導(dǎo)率（EC）轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。系統(tǒng)采用垂直剖面多層布點(diǎn)架構(gòu)，在根區(qū)不同深度同步部署傳感探頭，構(gòu)建土壤剖面水熱動(dòng)態(tài)梯度模型，從而取代傳統(tǒng)取土烘干法，消除采樣擾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)土壤-植物-大氣連續(xù)體（SPAC）中水分運(yùn)移過(guò)程的連續(xù)、無(wú)損監(jiān)測(cè)。

二、多源感知融合與苗情視覺(jué)輔助

除基礎(chǔ)墑情參數(shù)外，系統(tǒng)集成可擴(kuò)展的離子選擇性電極接口，支持pH值及氮磷鉀等養(yǎng)分參數(shù)的同步采集，形成“水-鹽-肥"多維數(shù)據(jù)矩陣。同時(shí)，配備可調(diào)向視覺(jué)采集單元，按預(yù)設(shè)頻率捕獲地表作物覆蓋度與物候影像。該模塊將地下根系層水熱脅迫數(shù)據(jù)與地上部表型響應(yīng)進(jìn)行時(shí)空對(duì)齊，為分析作物水分利用效率（WUE）及脅迫生理提供協(xié)同觀測(cè)依據(jù)。

三、低功耗廣域物聯(lián)與邊緣計(jì)算

依托低功耗物聯(lián)網(wǎng)（LPWAN）設(shè)計(jì)與嵌入式控制內(nèi)核，主機(jī)通過(guò)4G/5G或NB-IoT等蜂窩網(wǎng)絡(luò)將加密數(shù)據(jù)包透?jìng)髦猎贫恕＿吘売?jì)算節(jié)點(diǎn)具備本地?cái)?shù)據(jù)清洗與滑動(dòng)窗口統(tǒng)計(jì)功能，可在斷網(wǎng)環(huán)境下依托大容量存儲(chǔ)單元實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期數(shù)據(jù)緩存，待鏈路恢復(fù)后補(bǔ)傳，確保野外無(wú)市電、弱信號(hào)環(huán)境下時(shí)間序列數(shù)據(jù)的完整性與連續(xù)性。

四、自主能源管理與物理安防

供電架構(gòu)采用多源互補(bǔ)邏輯（光伏-市電-鋰電），通過(guò)MPPT充電管理算法實(shí)現(xiàn)能源的自適應(yīng)調(diào)度，保障高緯度或連續(xù)陰雨條件下的持續(xù)作業(yè)。物理安全層面集成GNSS（北斗/GPS）雙模定位與三軸加速度傳感，基于地理圍欄與位移矢量算法，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)站體姿態(tài)與坐標(biāo)偏移，觸發(fā)防盜防拆告警與位置追蹤，適應(yīng)開(kāi)放田野的高安全風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境。

五、墑情診斷與灌溉決策輸出

云端分析平臺(tái)內(nèi)置土壤水分特征曲線(xiàn)（SWCC）與Penman-Monteith參考蒸散模型，自動(dòng)計(jì)算凋萎系數(shù)、田間持水量及實(shí)時(shí)耗水率。系統(tǒng)支持自定義閾值邏輯，輸出旱澇預(yù)警指令或生成變量灌溉（VRI）處方圖，直接對(duì)接智能水肥控制器，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為精準(zhǔn)農(nóng)藝決策，服務(wù)于農(nóng)業(yè)水文模型校正與節(jié)水灌溉研究。

六、核心功能

主機(jī)及傳輸部分：

1、系統(tǒng)供電：無(wú)線(xiàn)土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用15W單晶硅太陽(yáng)能板進(jìn)行供電，可支持220v市電和太陽(yáng)能雙電源供電，可按實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行切換；

2、長(zhǎng)效續(xù)航：內(nèi)置大容量鋰電池，可獨(dú)立工作15天以上。外接太陽(yáng)能電池板，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作；

3、一體化數(shù)據(jù)采集：設(shè)備具有數(shù)據(jù)采集及上傳功能，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)485接口集成土壤墑情傳感器數(shù)據(jù)采集，包括土壤溫度、土壤水分、作物苗情圖像等參數(shù)，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)通訊方式上傳至管理云平臺(tái)；

4、上傳方式：數(shù)據(jù)可以上傳到自己的電腦也可以上傳到總服務(wù)器，可切換，無(wú)影響；

5、海拔及防盜定位功能：可測(cè)海拔高度，自動(dòng)獲取海拔參數(shù)和內(nèi)置北斗、GPS、伽利略等多種定位系統(tǒng)；

6、苗情圖像采集：自帶攝像頭，CMOS1/2.7英寸圖像傳感器，200W（1280*1080）像素，手動(dòng)360°云臺(tái)調(diào)節(jié)，支持定時(shí)拍照功能、通過(guò)遠(yuǎn)程設(shè)定拍照時(shí)間和拍照張數(shù)，可將現(xiàn)場(chǎng)圖片上傳到管理云平臺(tái)方便觀察植物實(shí)際生長(zhǎng)情況，動(dòng)態(tài)播放苗情變化趨勢(shì)；

7、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)： 系統(tǒng)采用FREERTOS操作系統(tǒng)，提升了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、多數(shù)據(jù)采集任務(wù)的實(shí)時(shí)性、系統(tǒng)模塊化、CPU的高效化應(yīng)用；

8、內(nèi)存容量： 無(wú)線(xiàn)土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)支持TF卡配置，最少可以存儲(chǔ)40萬(wàn)條傳感器數(shù)據(jù)，可以確保5年傳感器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；

9、網(wǎng)絡(luò)通訊：支持三網(wǎng)通4G CAT1（可選配5G）網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器通訊，網(wǎng)絡(luò)向下兼容聯(lián)通移動(dòng)的2G，可隨時(shí)隨地聯(lián)網(wǎng)管理，支持手機(jī)App與Web端遠(yuǎn)程查看設(shè)備信及遠(yuǎn)程管理操作；

10、故障排查：設(shè)備支持遠(yuǎn)程故障在線(xiàn)診斷，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障，可通過(guò)遠(yuǎn)程在線(xiàn)故障診斷功能進(jìn)行故障排查；

11、遠(yuǎn)程升級(jí)：設(shè)備具有OTA遠(yuǎn)程固件在線(xiàn)升級(jí)功能，可通過(guò)平臺(tái)或者app，直接遠(yuǎn)程對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行固件升級(jí)；

12、低功耗設(shè)計(jì)：低功耗設(shè)計(jì)加太陽(yáng)能互補(bǔ)方式，內(nèi)置大容量鋰電池，放置在野外無(wú)太陽(yáng)能充電的情況下，可以連續(xù)工作15日以上，有太陽(yáng)能充電的情況下，可持續(xù)工作；

13、防水設(shè)計(jì)：系統(tǒng)整機(jī)采用一體式設(shè)計(jì)，防濕防潮設(shè)計(jì)，防護(hù)等級(jí)：IP65，土壤傳感器防水等級(jí)IP68；

14、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)約設(shè)計(jì)：2米不銹鋼噴塑支架；金屬?lài)娖醿晒?jié)式支架結(jié)構(gòu)，鋼質(zhì)材料設(shè)計(jì)，牢靠穩(wěn)固，外觀美觀；

管理云平臺(tái)功能：

1、土壤墑情監(jiān)測(cè)站帶數(shù)字農(nóng)業(yè)云管理平臺(tái)包含B/S架構(gòu)，可將所有便攜式設(shè)備及在線(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，數(shù)據(jù)不丟失，查看操作方式包括網(wǎng)頁(yè)端及手機(jī)端（安卓及蘋(píng)果系統(tǒng)均可用）；

2、平臺(tái)支持設(shè)備數(shù)據(jù)云端存儲(chǔ)，提供足夠容量可長(zhǎng)期保存；

3、平臺(tái)為設(shè)備數(shù)據(jù)提供曲線(xiàn)與表格等報(bào)表形式，平臺(tái)內(nèi)數(shù)據(jù)、圖表均可下載，進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比分析及打印且數(shù)據(jù)報(bào)表可導(dǎo)出；

4、數(shù)字農(nóng)業(yè)云管理平臺(tái)支持傳感器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及預(yù)警狀態(tài)可視化，可顯示每種參數(shù)過(guò)程曲線(xiàn)趨勢(shì)，最大值、最小值、平均值顯示查看，放大、縮小功能，

5、用戶(hù)可為作物配置傳感器報(bào)警條件，預(yù)置若干常用的農(nóng)作物的報(bào)警配置。

6、數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)：可以設(shè)置高低超限值，可自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)警分析。

7、苗情監(jiān)測(cè)：可在管理平臺(tái)上查看作物生長(zhǎng)苗情圖片，支持動(dòng)態(tài)播放苗情生長(zhǎng)過(guò)程；

8、降水預(yù)測(cè)：依據(jù)GPS準(zhǔn)確定位，對(duì)設(shè)備所在地區(qū)預(yù)測(cè)降水情況，包括48h預(yù)測(cè)和15d預(yù)測(cè)，幫助用及時(shí)了解降水信息；系統(tǒng)支持土壤容重和田間持水；

9、量會(huì)自動(dòng)計(jì)算相對(duì)含水量，用戶(hù)可根據(jù)實(shí)際種植作物設(shè)定相應(yīng)墑情等級(jí)，快速掌握墑情實(shí)時(shí)信息；

10、根系分析：支持根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)，采用數(shù)據(jù)模型算法，對(duì)土壤各層水分消耗占比情況分析，自動(dòng)判斷作物根系生長(zhǎng)深度；

11、墑情趨勢(shì)分析：支持利用經(jīng)典PM公式對(duì)作物參考蒸發(fā)蒸騰量ETo進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和預(yù)測(cè)（7天），有助于用于及時(shí)了解土壤水分散失情況；

12、戶(hù)可以自定義時(shí)間查看土壤水分最值變化和當(dāng)前水分所處區(qū)間，支持動(dòng)態(tài)播放土壤水分變化趨勢(shì)線(xiàn)。

13、管理平臺(tái)可對(duì)設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)置管理與遠(yuǎn)程控制；

14、管理平臺(tái)軟件支持在線(xiàn)升級(jí)；

浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)供應(yīng)（銷(xiāo)售）無(wú)線(xiàn)土壤墑情監(jiān)測(cè)站，廠家直銷(xiāo)，歡迎新老用戶(hù)了解咨詢(xún)！