我国自研“分布式小气候智能观测仪” 已正式投用于 冷棚种植

农业是国民经济的命脉，农业生产与气象条件密切相关，为农服务是气象工作的重中之重。通过提升气象服务水平，来加强农业防灾抗灾的能力，是发展生态农业，是现阶段建设新农村的基本要求，也是实现农业持续发展的重要保障条件。

2020年9月中旬，我国自主研发的分布式小气候智能观测仪，在内蒙古自治区突泉县太平乡五三村气象部门援建的冷棚区安装完成，数据采集传输正常，现已投入使用。

该套设备由多要素无线智能传感器及主机两部分组成，无线智能传感器安装在棚内，可实时测量采集棚内温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度、10厘米土壤水分及土壤湿度等数据，并通过无线射频信号传送到主机。主机安装在棚外，采集棚外地面层风向、风速及气压等要素，负责对测量环境相关要素的智能感知。一个主机可以接收1公里范围内多个无线智能传感器采集的数据，主机再通过TCP/IP协议或GPRS无线信号将数据上传到云服务器，数据经过处理推送至移动端微信小程序。

这套设备使用户能够在手机端实时查看棚内外动态监测数据，为其调整棚内通风和补光设备运行时间提供了科技支撑。小气候观测仪是一种安装在田间，专门用来检测田间环境气候的农业气象仪器。种植者利用小气候观测仪可对风速、风向、雨量、土壤温度、土壤湿度等进行远程监测和查询。小气候观测仪可全天候采集空气中温度、湿度、光照强度、风速、风向、降雨量、叶面温度等参数，提高了农业防灾救灾的能力，保障了农业生产的顺利进行。

“小气候观测”的工作原理，了解一下

对土壤-动植物-近地气层中表征小气候特点的各种气象要素的观测与记载。农业气象观测的主要内容之一。目的在于通过观测，揭示各种小气候形成过程中的特点及其变化规律，如时空分布、能量收支和输送等，为利用、调节和改善各种类型的小气候特征提供依据。小气候观测按其测定方式可分为定位观测和流动观测、垂直梯度观测和水平分布观测等。

观测内容一般包括太阳辐射、空气、温度和湿度、降水、风向和风速、二氧化碳浓度、土壤温度和湿度、蒸散量、叶面温度，以及由这些农业气象要素所决定的农业环境的辐射平衡、热量平衡、水分平衡、二氧化碳输送和水汽输送等。具体观测内容根据不同的研究和服务目的确定。

除仍用某些常规仪器外，当前多用精度和灵敏度较高的隔测或遥测仪器。为减少观测的时差，观测时应力求读数迅速。观测前应对所用仪器进行检定，以保证观测资料的可靠性。随着电子计算机技术的发展，小气候观测仪器已能做到多要素自动连续采集，数字显示，自动记录贮存，以及打印和数据的自动化处理。

由于小气候要素分布有非均一性和变化幅度大等特点，进行观测时常采用多点多层次测定方法，除设主测点、辅助点外，还要设对照点。各测点间的观测应有同步性,以资比较。为保证观测记录的准确性、代表性和比较性，观测地点的选择要能反映所研究的小气候环境;并注意保持其自然状态，尽量减少人为影响。不同测点之间以及观测点与对照点之间，除计划探讨的小气候环境外，其他自然条件如地理环境、土壤质地、作物种类和生育状况，以及农业措施等也应力求一致，使之具有可比性。在研究小气候与农业生产相互关系时，还要遵循平行观测的原则。

关于无线射频技术

较常见的应用有无线射频识别，常称为感应式电子晶片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码等。其原理为由扫描器发射一特定频率之无线电波能量给接收器，用以驱动接收器电路将内部的代码送出，此时扫描器便接收此代码。接收器的特殊在于免用电池、免接触、免刷卡故不怕脏污，且晶片密码为世界唯一无法复制，安全性高、长寿命。

RFID的应用非常广泛，目前典型应用有动物晶片、汽车晶片防盗器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理。RFID标签有两种：有源标签和无源标签。技术的基本工作原理并不复杂：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(无源标签或被动标签)，或者主动发送某一频率的信号(有源标签或主动标签);解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

关于无线智能传感器

无线传感器的组成模块封装在一个外壳内，在工作时它将由电池或振动发电机提供电源，构成无线传感器网络节点，由随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信模块的微型节点，通过自组织的方式构成网络。传感器网络系统通常包括传感器节点、汇聚节点和管理节点。

所有模块采用超低功耗设计，整个传感器节点具有非常低的电流消耗，使用两节普通干电池可以工作数年之久，使维护周期大大延长。从而也可以使用微型振动发电机，利用压电原理收集结构产生的微弱振动能量，转化为电量，为传感器提供电源，为了降低功耗，传感器选用超低功耗的产品，传感器在不采集的时候关断电源或置于睡眠模式。做到真正的免维护。BEETECH无线传感器，基于时间同步和固定路由表的TDMA发送协议，可实现“ 同时”睡眠,”同时”醒来，适合无线传感器工业自动化在线监测和检测。

传感器网络系统通常包括传感器节点、汇聚节点和管理节点。大量传感器节点随机部署在监测区域内部或附近，能够通过自组织方式构成网络。传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输，在传输过程中监测数据可能被多个节点处理，经过多跳后路由到汇聚节点，最后通过互联网或卫星到达管理节点。用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测数据。

新闻来源：中国气象局

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