远程监控的农业气象自动采集系统设计

针对传统农业气象观测和当前传感器技术系统、方法存在的不足，开发了一套基于远程监控的农业气象自动采集系统，其硬件设备由农田小气候信息采集前端、视频图像信息采集前端、数据采集装置、数据传输装置以及供电设备组成。该系统实现了农田小气候和视频图像信息参数采集与传输的高度集成，自动采集降水量、气温、空气湿度、风速、风向、光合有效辐射、土壤温度、土壤湿度和农作物视频图像信息，并通过远程客户端软件实现各要素信息的实时动态显示和远程监控。通过在河南郑州、鹤壁、四川温江和湖北荆州开展的采集试验和系统试运行表明，系统显示出较好的稳定性，农田小气候和视频图像要素数据的采集、传输、动态实时显示与远程监控等各项功能均可满足各级用户需求。农业气象观测分为传统农业气象观测和基于传感器技术的农业气象自动采集两种方法。传统农业气象观测主要依靠人工方式，在农田现场定点定期获取农业气象信息，并逐级上报至相关部门。该方法耗费人力物力，而且信息传递的时效性和客观性较差。基于传感器技术的农业气象自动采集是现代农业的重要技术手段，随着传感器技术的快速发展，其应用涵盖了农业气象采集的各个方面，如农田小气候以及农业灾等。总的来看，基于传感器技术的农业气象自动采集方法不受地域限制，在实时性和自动化方面具有传统农业气象观测无法比拟的优势。但是目前的传感器技术在自动采集农作物生长发育信息时，主要通过反演算法等实现，其所获参数和其结果精度与农业气象观测的基本要求还有一定的差距。鉴于此，基于网络视频图像采集技术的农作物生长发育监测成为一个研究热点。该技术利用网络技术跨越地域的限制，使用户通过远程视频图像便可及时了解农田环境和作物生长状况。为此，本研究设计基于远程监控的农业气象自动采集系统，实现农田小气候传感器和视频图像采集器的高度集成，对农田小气候和农作物视频图像信息进行实时、自动采集，并对各项信息参数和网络摄像头姿态进行远程监控，以适应农业气象观测需求。将可大大提高农业气象观测的时效性，这对及时掌握农田状况、指导农业生产和制定决策等具有重要指导意义。