農田小氣象采集系統通常由傳感器、數據采集器、數據傳輸模塊、電源系統、上位機軟件平臺等部分組成,以下是具體介紹:

1. 傳感器
- 氣象要素傳感器:用于測量各種氣象參數。如溫度傳感器用于測量空氣溫度;濕度傳感器可獲取空氣相對濕度;氣壓傳感器能夠測量大氣壓力;風速傳感器和風向傳感器分別測量風速和風向;雨量傳感器用于測量降水量;光照傳感器可監測光照強度;輻射傳感器用于測量太陽輻射等。
- 土壤參數傳感器:用于監測土壤狀況。比如土壤溫度傳感器用于測量不同深度的土壤溫度;土壤濕度傳感器可測定土壤的水分含量;土壤養分傳感器能檢測土壤中的氮、磷、鉀等養分含量;土壤pH值傳感器用于測量土壤的酸堿度。
2. 數據采集器
- 主要負責對各個傳感器采集到的模擬信號或數字信號進行收集、轉換和處理,將傳感器傳來的原始數據進行格式化和存儲,以便后續傳輸和分析。具有一定的數據存儲能力,能在一定時間內存儲采集到的數據,防止數據丟失。還可以對采集的數據進行初步的分析和計算,如計算平均值、大值、小值等統計數據。
3. 數據傳輸模塊
- 負責將數據采集器處理后的數據傳輸到上位機或遠程服務器。常見的傳輸方式有無線傳輸和有線傳輸。無線傳輸包括GPRS/4G/5G通信模塊,借助移動網絡將數據發送到遠程服務器;也有采用LoRa、ZigBee等無線通信技術,適用于短距離、低功耗的無線數據傳輸。有線傳輸則包括RS485、RS232等串口通信方式,通過電纜將數據采集器與上位機連接起來進行數據傳輸,還有采用以太網通信方式,通過網線實現數據的快速傳輸。
4. 電源系統
- 為整個系統提供電力支持,確保系統的穩定運行。常見的電源有太陽能電池板搭配蓄電池的組合,利用太陽能發電并將電能存儲在蓄電池中,以供系統在夜間或陰雨天使用,具有環保、可再生的優點。也可使用市電作為電源,通過電源適配器將220V交流電轉換為系統所需的直流電,供電穩定,但需要有市電接入條件。
5. 上位機軟件平臺
- 是用戶與系統進行交互的界面,通常安裝在計算機或手機等終端設備上。可以對采集到的數據進行實時顯示,以圖表、曲線等直觀的形式展示各種氣象要素和土壤參數的變化情況;具有數據存儲功能,將接收到的數據存儲到數據庫中,以便用戶隨時查詢和調用;能夠對數據進行分析和處理,如進行數據統計、趨勢分析、異常數據檢測等,還可根據預設的閾值進行報警,提醒用戶及時采取措施。用戶還可以通過軟件平臺對系統的參數進行設置,如傳感器的采集頻率、數據傳輸時間間隔等。
此外,在一些農田小氣象采集系統中可能還會配備支架、防護箱等輔助設備,用于固定和保護傳感器、數據采集器等部件,確保系統在惡劣的農田環境中能夠正常工作。
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