一、 技術(shù)定義

托普云農(nóng)土壤墑情自動監(jiān)測儀是一套集成了感知、傳輸與控制功能的物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)裝備。其核心構(gòu)成包括：多深度土壤水分/溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集與無線傳輸模塊、太陽能供電系統(tǒng)、云平臺數(shù)據(jù)中心。系統(tǒng)基于頻域反射等原理，原位、連續(xù)、自動地監(jiān)測不同土層（如10cm、20cm、40cm、60cm、100cm）的體積含水量、土壤溫度，并可擴(kuò)展集成大氣溫濕度、降雨量等氣象參數(shù)。數(shù)據(jù)通過GPRS/4G/NB-IoT/LoRa等無線網(wǎng)絡(luò)自動上傳至云平臺，用戶可通過網(wǎng)頁或手機(jī)APP進(jìn)行遠(yuǎn)程、實時的數(shù)據(jù)查看、分析與決策。

二、 核心解決的四大運營與管理痛點

痛點1：人工監(jiān)測成本高昂，數(shù)據(jù)時空密度低，管理響應(yīng)滯后

解決：傳統(tǒng)人工巡檢需耗費大量人力、時間，且僅能獲得離散的、非連續(xù)的時空數(shù)據(jù)點，無法捕捉墑情的分鐘級或小時級動態(tài)變化。本系統(tǒng)實現(xiàn)7×24小時無人值守自動監(jiān)測，數(shù)據(jù)采集頻率可高達(dá)每分鐘一次，并通過網(wǎng)絡(luò)實時傳輸。管理者可隨時隨地掌握田間水分狀況，從“事后補(bǔ)救"轉(zhuǎn)變?yōu)槭虑邦A(yù)警與事中調(diào)控，極大提升管理時效性并降低人力成本。

痛點2：缺乏對土壤水分的剖面動態(tài)與作物耗水規(guī)律的深刻認(rèn)知

解決：單點或單層數(shù)據(jù)無法反映水分在土壤剖面中的運移、作物根系吸水深度與強(qiáng)度。系統(tǒng)提供的連續(xù)、多深度剖面數(shù)據(jù)，能夠：

可視化展示灌溉/降雨后水分的下滲過程與作物生長季的逐層消耗過程。

精準(zhǔn)定位作物主要根系活動層與土壤有效水庫的動態(tài)變化。

建立作物耗水模型，為按需、分層的精準(zhǔn)灌溉提供科學(xué)依據(jù)，避免無效灌溉與水肥淋失。

痛點3：灌溉決策依賴經(jīng)驗，難以實現(xiàn)水資源的量化節(jié)約與效率提升

解決：傳統(tǒng)“看天、看地、看莊稼"的經(jīng)驗?zāi)Ｊ?，無法實現(xiàn)用水量的精確計量與效率評估。本系統(tǒng)結(jié)合實時墑情與氣象數(shù)據(jù)：

可設(shè)置預(yù)警閾值（如灌溉上限與下限），實現(xiàn)自動預(yù)警，指導(dǎo)精準(zhǔn)啟停灌溉。

通過長期數(shù)據(jù)積累，可優(yōu)化灌溉制度，計算作物需水量與灌溉定額。

為水權(quán)交易、節(jié)水獎勵、灌溉效率評估提供連續(xù)、客觀的量化數(shù)據(jù)憑證，助力水資源精細(xì)化管理。

痛點4：規(guī)?；a(chǎn)與科研中，多點多要素的協(xié)同分析與數(shù)據(jù)管理困難

解決：對于大型農(nóng)場、灌溉區(qū)或科研項目，管理分散的多個監(jiān)測點、整合多源數(shù)據(jù)極為繁瑣。本系統(tǒng)通過統(tǒng)一的云平臺：

可一站式管理數(shù)百個監(jiān)測點，實現(xiàn)地圖化、可視化全局監(jiān)控。

支持多站點數(shù)據(jù)對比分析、歷史數(shù)據(jù)回溯、變化趨勢圖表生成。

可定制化生成統(tǒng)計報表，為生產(chǎn)管理、科學(xué)研究、項目驗收提供系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)資產(chǎn)與管理工具。

三、核心功能

主機(jī)及傳輸部分：

1、系統(tǒng)供電：無線土壤墑情監(jiān)測站采用15W單晶硅太陽能板進(jìn)行供電，可支持220v市電和太陽能雙電源供電，可按實際應(yīng)用進(jìn)行切換；

2、長效續(xù)航：內(nèi)置大容量鋰電池，可獨立工作15天以上。外接太陽能電池板，可實現(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)，并通過無線通訊方式上傳至管理云平臺；

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，無影響；

5、海拔及防盜定位功能：可測海拔高度，自動獲取海拔參數(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360°云臺調(diào)節(jié)，支持定時拍照功能、通過遠(yuǎn)程設(shè)定拍照時間和拍照張數(shù)，可將現(xiàn)場圖片上傳到管理云平臺方便觀察植物實際生長情況，動態(tài)播放苗情變化趨勢；

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

8、內(nèi)存容量： 系統(tǒng)支持TF卡配置，最少可以存儲40萬條傳感器數(shù)據(jù)，可以確保5年傳感器數(shù)據(jù)存儲；

9、網(wǎng)絡(luò)通訊：系統(tǒng)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)通移動的2G，可隨時隨地聯(lián)網(wǎng)管理，支持手機(jī)App與Web端遠(yuǎn)程查看設(shè)備信息及遠(yuǎn)程管理操作；

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

11、遠(yuǎn)程升級：設(shè)備具有OTA遠(yuǎn)程固件在線升級功能，可通過平臺或者app，直接遠(yuǎn)程對硬件設(shè)備進(jìn)行固件升級；

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

13、防水設(shè)計：無線土壤墑情監(jiān)測站整機(jī)采用一體式設(shè)計，防濕防潮設(shè)計，防護(hù)等級：IP65，土壤傳感器防水等級IP68；

14、結(jié)構(gòu)簡約設(shè)計：2米不銹鋼噴塑支架；金屬噴漆兩節(jié)式支架結(jié)構(gòu)，鋼質(zhì)材料設(shè)計，牢靠穩(wěn)固，外觀美觀；

管理云平臺功能：

1、土壤墑情監(jiān)測站帶數(shù)字農(nóng)業(yè)云管理平臺包含B/S架構(gòu)，可將所有便攜式設(shè)備及在線設(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)頁端及手機(jī)端（安卓及蘋果系統(tǒng)均可用）；

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

3、平臺為設(shè)備數(shù)據(jù)提供曲線與表格等報表形式，平臺內(nèi)數(shù)據(jù)、圖表均可下載，進(jìn)行數(shù)據(jù)對比分析及打印且數(shù)據(jù)報表可導(dǎo)出；

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

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

6、數(shù)據(jù)評價：可以設(shè)置高低超限值，可自動進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)警分析。

7、苗情監(jiān)測：可在管理平臺上查看作物生長苗情圖片，支持動態(tài)播放苗情生長過程；

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

9、量會自動計算相對含水量，用戶可根據(jù)實際種植作物設(shè)定相應(yīng)墑情等級，快速掌握墑情實時信息；

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

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

12、用戶可以自定義時間查看土壤水分最值變化和當(dāng)前水分所處區(qū)間，支持動態(tài)播放土壤水分變化趨勢線。

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

14、管理平臺軟件支持在線升級；

四、 關(guān)鍵應(yīng)用場景

規(guī)模化農(nóng)場與智慧農(nóng)業(yè)園區(qū)：實現(xiàn)大田作物（小麥、玉米、棉花）的精準(zhǔn)灌溉與水肥一體化智能管理。

高效節(jié)水灌溉示范區(qū)與大型灌區(qū)：開展區(qū)域墑情監(jiān)控、灌溉預(yù)報與用水調(diào)度決策支持。

設(shè)施農(nóng)業(yè)與高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田：在溫室、大棚內(nèi)實現(xiàn)環(huán)境與墑情的聯(lián)動自動控制。

農(nóng)業(yè)科研與氣象水文研究：長期定位觀測，研究土壤-植物-大氣連續(xù)體水熱傳輸規(guī)律。

數(shù)字農(nóng)業(yè)與政府監(jiān)管平臺：作為“天空地"一體化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的地面感知節(jié)點，為農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)流。

結(jié)論：

托普云農(nóng)土壤墑情自動監(jiān)測儀，不僅是傳感器，更是一套完整的“感知-傳輸-決策"智能系統(tǒng)。它將傳統(tǒng)離散、被動、經(jīng)驗式的田間水分管理，升級為連續(xù)、主動、數(shù)據(jù)驅(qū)動式的智能化管理，從根本上解決了農(nóng)業(yè)水資源管理中的實時性、精確性、規(guī)模化與可持續(xù)性難題，是推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化與智慧化轉(zhuǎn)型的核心基礎(chǔ)設(shè)施。

浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)供應(yīng)（銷售）土壤墑情自動監(jiān)測儀，廠家直銷，歡迎新老用戶了解咨詢！