一、儀器定義與系統(tǒng)定位

托普云農(nóng)（浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司）景區(qū)氣象站（典型如TP?WMS系列景區(qū)型自動氣象監(jiān)測站）是為森林公園、風(fēng)景名勝區(qū)、濕地公園、文化遺產(chǎn)地及山地/濱海高風(fēng)險游覽區(qū)專門設(shè)計的多要素微氣候自動觀測與預(yù)警系統(tǒng)。區(qū)別于常規(guī)農(nóng)業(yè)氣象站，該系統(tǒng)除常規(guī)氣象參數(shù)外重點集成負(fù)氧離子濃度、空氣顆粒物（PM?.?/PM??）、紫外輻射及生態(tài)圖像采集模塊，兼具局地災(zāi)害天氣（陣風(fēng)、暴雨）閾值觸發(fā)預(yù)警功能，服務(wù)于景區(qū)生態(tài)品質(zhì)評價、游客安全保障及小氣候科學(xué)研究。

二、各要素測量原理

空氣溫濕度：采用高分子薄膜濕敏電容測相對濕度，配合精密熱敏或鉑電阻測溫元件，置于防輻射通風(fēng)罩內(nèi)消除太陽直射輻射誤差。

風(fēng)速與風(fēng)向：高階型號采用超聲波時差法——成對超聲換能器交替發(fā)射接收聲波，依順逆風(fēng)傳播時間差解算水平風(fēng)矢量分量，得風(fēng)速與風(fēng)向；無機械轉(zhuǎn)動部件，無啟動風(fēng)速死區(qū)，適合監(jiān)測山區(qū)微風(fēng)與陣風(fēng)脈動。

降水量：翻斗式雨量計，雨水經(jīng)承水口匯集入對稱雙翻斗，每翻轉(zhuǎn)一次觸發(fā)磁簧開關(guān)輸出一個脈沖，累計脈沖數(shù)折算累計降水量與降雨強度。

大氣壓：硅壓阻式或電容式絕壓傳感器，測量當(dāng)?shù)卮髿忪o壓，可用于海拔估算及天氣系統(tǒng)變化判別。

光照強度/紫外輻射：硅光電二極管或廣譜光伏探測器配合濾光片，輸出與入射光合有效輻射/紫外輻照度成比例的電信號。

負(fù)氧離子濃度：電容式吸入法（Gerdien冷凝器原理）或放電式離子收集法，氣流經(jīng)收集體使帶電離子產(chǎn)生微弱電流，放大后換算為單位體積負(fù)離子數(shù)，用于"天然氧吧"康養(yǎng)價值量化。

空氣顆粒物（PM?.?/PM??）：激光散射法，含塵氣流通過激光束產(chǎn)生米氏散射，粒徑分布與散射光強關(guān)系推演質(zhì)量濃度。

土壤參數(shù)（選配）：FDR頻域反射原理測定分層土壤體積含水率與溫度，部分型號可擴展土壤電導(dǎo)率，通過PVC導(dǎo)管非接觸式安裝以減少腐蝕。

苗情/景觀圖像：集成CMOS攝像模塊，按設(shè)定間隔定時抓拍植被冠層或景點畫面，用于物候記錄與遠(yuǎn)程可視化管理。

三、主要功能

1、可配置傳感器多：景區(qū)氣象站可采集土壤墑情(4層)，土壤溫度（4層)，空氣溫度，空氣相對濕度，光照強度，風(fēng)向，風(fēng)速，降水量，負(fù)氧離子，PM2.5，生態(tài)景區(qū)/林木及農(nóng)作物苗情圖片等，傳感器采用無線傳輸方式，安裝維護(hù)更方便。

2、自動獲取海拔和坐標(biāo)信息：增加海拔高度設(shè)計，可隨時獲取數(shù)據(jù)采集點具體的地理位置，防盜防位移。

3、故障報警功能：具有電池電量、太陽能電壓、移位報警、震動報警等功能。

4、設(shè)備遠(yuǎn)程控制：景區(qū)氣象站可遠(yuǎn)程設(shè)置采集時間間隔、聯(lián)網(wǎng)模式、地理信息、査看設(shè)備電量、設(shè)備進(jìn)行重啟與恢復(fù)、傳感器在線校準(zhǔn)。

5、數(shù)據(jù)查看多樣化：景區(qū)氣象站可通過手機APP和云平臺隨時查看數(shù)據(jù)和曲線圖，數(shù)據(jù)可和云平臺其他設(shè)備數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析，歷史數(shù)據(jù)不丟失。

6、支持多網(wǎng)絡(luò)通訊：系統(tǒng)支持4G\5G\GPRS\NB\CDMA\4G\5G等方式。

7、數(shù)據(jù)采集頻率可設(shè)置：主機可通過云平臺遠(yuǎn)程自由設(shè)定采集、存儲和發(fā)送時間間隔。

8、傳感器通訊接口可兼容：可兼容RS485與LORA兩種傳感器通訊接口。

9、超聲波傳感器：配置超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器，無啟動風(fēng)速限制，可零風(fēng)速工作，360°無角度限制，可同時獲得風(fēng)速風(fēng)向數(shù)值。

10、帶負(fù)氧離子傳感器：水平式探頭安裝方式，更易讓負(fù)氧離子吸入，促使測量數(shù)據(jù)更準(zhǔn)、更快。

11、帶PM2.5傳感器：能夠充分得到空氣中0.3～10微米懸浮顆粒物濃度，有迅速檢測、數(shù)據(jù)可靠等優(yōu)點，數(shù)字化輸出，集成度高, 確保產(chǎn)品具可靠性與長期穩(wěn)定性；

12、帶苗情攝像頭：可高清觀察植物實際生長情況。

13、可選配一體化LED屏：可配置P5戶外單色顯示屏，支持實時現(xiàn)場顯示傳感器數(shù)據(jù)，并可遠(yuǎn)程設(shè)置開關(guān)和工作時段。

14、軟件平臺可進(jìn)行作物種類識別、冠層覆蓋率識別根系分析等多維度分析。

15、數(shù)據(jù)可接入全國農(nóng)作物重大病蟲害數(shù)字化監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、全國土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)。

16、可提供歷史至未來5天的參考蒸發(fā)蒸騰量、天氣預(yù)測、全年氣候分析。

軟件功能：

1、帶數(shù)智農(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)集中展示分析，查看操作方式包括網(wǎng)頁端及手機端（安卓及蘋果系統(tǒng)均可用）。

2、平臺支持設(shè)備數(shù)據(jù)在云端自由存儲，提供足夠容量可長期保存，確保數(shù)據(jù)不丟失；

3、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。

4、數(shù)據(jù)可上傳至管理云平臺。平臺上可以實現(xiàn)多個傳感器數(shù)據(jù)按自定義時間段進(jìn)行對比分析和數(shù)據(jù)列表的互相切換，數(shù)據(jù)和對比分析圖表可下載，可打印。

5、用戶可為設(shè)備配置傳感器報警條件，預(yù)置若干常用的林木作物的報警配置，可按林木不同生長階段對傳感器數(shù)據(jù)上下限值進(jìn)行設(shè)定，超出預(yù)設(shè)值后會自動報警與提示。

6、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。

7、平臺為設(shè)備數(shù)據(jù)提供曲線與表格等報表形式，且數(shù)據(jù)可導(dǎo)出與導(dǎo)入。

8、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。

9、數(shù)據(jù)校準(zhǔn)：系統(tǒng)支持對傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行多元參數(shù)修訂，可針對線性變化參數(shù)進(jìn)行偏移量修正，確保統(tǒng)一多個環(huán)境中同一類型的數(shù)據(jù)的偏移設(shè)置。

10、林木苗情監(jiān)測：系統(tǒng)按照默認(rèn)設(shè)置圖像采集時間點按時自動發(fā)送命令遠(yuǎn)程拍照，自動展示最新林木苗情圖片，支持用戶遠(yuǎn)程打開攝像頭，實現(xiàn)視頻實時查看功能。

11、林木苗情分析：系統(tǒng)可對林木苗情監(jiān)測的圖片按用戶自定義時間段篩選，實現(xiàn)對林木苗情動態(tài)展示苗情生長狀況，同時系統(tǒng)自動識別出當(dāng)前圖片中的冠層覆蓋度，可支持用戶或?qū)＜覍γ缜閳D片進(jìn)行評價和記錄。

12、設(shè)備管理：管理平臺軟件對系統(tǒng)有進(jìn)行遠(yuǎn)程管理的功能，可支持用戶自定義設(shè)定數(shù)據(jù)采集間隔和數(shù)據(jù)上傳間隔，系統(tǒng)對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備遠(yuǎn)程管理故障報警的信息。

13、管理平臺軟件可在線升級。

四、典型應(yīng)用場景

生態(tài)景區(qū)與森林公園：長期連續(xù)監(jiān)測負(fù)氧離子濃度與空氣質(zhì)量，為"天然氧吧"認(rèn)證、康養(yǎng)旅游宣傳及生態(tài)補償核算提供量化依據(jù)。

山地/濱海高風(fēng)險景區(qū)：實時捕捉瞬時陣風(fēng)、強降雨、能見度驟降等危險氣象因子，聯(lián)動安全管控系統(tǒng)觸發(fā)預(yù)警，降低游憩安全事故風(fēng)險。

濕地公園與生態(tài)修復(fù)區(qū)：積累溫濕、降水、土壤剖面水熱數(shù)據(jù)，支撐濕地微氣候形成機制研究與生態(tài)修復(fù)成效評估。

文化遺產(chǎn)與古建保護(hù)區(qū)：監(jiān)測大氣溫濕壓及光照紫外強度，分析微環(huán)境對古建筑木質(zhì)結(jié)構(gòu)、壁畫彩繪的風(fēng)化/霉變影響，為預(yù)防性保護(hù)提供氣象背景。

科研與教學(xué)：作為小氣候長期定位觀測節(jié)點，為旅游地理學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)、森林水文學(xué)提供高質(zhì)量原位氣象數(shù)據(jù)集。

五、學(xué)術(shù)使用要點

站點選址須避開局地遮擋（建筑物、高大喬木）及熱源反射，風(fēng)速風(fēng)向傳感器應(yīng)安裝于觀測場最高處并按規(guī)范保持與周邊障礙物的高度距比；雨量計需嚴(yán)格水平安置、定期清掏漏斗防堵。負(fù)氧離子與顆粒物探頭應(yīng)遠(yuǎn)離游客密集區(qū)機動車尾氣排放口，防止局地污染源干擾背景空氣質(zhì)量評價。FDR土壤探頭埋設(shè)須用原狀土回填搗實以消除空隙，長期使用建議以烘干法做定期標(biāo)定校正。數(shù)據(jù)分析中注意山地局地環(huán)流（山谷風(fēng)、下坡風(fēng)）對單點風(fēng)場代表性的影響，重要結(jié)論宜依托多點網(wǎng)格化布設(shè)數(shù)據(jù)綜合研判。

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