土壤墑情自動監測站是一種全天候無人值守的智能化土壤監測系統,在農業、林業、地質等領域發揮著重要作用。它通過集成多參數傳感器、數據采集終端、通信模塊和供電系統,可實現對土壤水分、溫度、鹽分等關鍵指標的自動化、連續化、遠程化監測。其中,土壤水分傳感器多采用頻域反射(FDR)、時域反射(TDR)等技術,能精確測量不同深度土層的土壤水分含量;土壤溫度傳感器則基于熱敏電阻原理,準確反映土壤溫度狀況。

土壤墑情自動監測站的核心硬件設備:
1、傳感器單元
土壤水分傳感器:
類型:電容式、TDR(時域反射法)、FDR(頻域反射法)或微波諧振式。
功能:測量土壤體積含水量或質量含水量,精度通常為±2%以內。
特點:支持分層埋設(如10cm、20cm、30cm等深度),反映不同土層墑情。
土壤溫度傳感器:
類型:熱敏電阻(PT100/PT1000)或NTC傳感器。
功能:監測土壤溫度,輔助分析水分蒸發與作物生長關系。
擴展傳感器(可選):
土壤電導率傳感器(監測鹽分含量,用于鹽堿地評估)。
土壤pH傳感器(檢測酸堿度,影響養分吸收)。
降雨量傳感器(氣象關聯分析)。
風速、空氣溫濕度傳感器(綜合環境監測)。
2、數據采集與控制單元
微控制器(MCU):
負責采集傳感器數據,執行預處理(如濾波、校準)。
常見型號:STM32、Arduino、ESP32等。
數據采集器:
功能:定時讀取傳感器數據,存儲本地并轉發至遠程平臺。
支持多通道輸入(如8~16通道),可連接多個傳感器。
通信模塊:
4G/5G模組、LoRa無線模塊、北斗衛星終端或NB-IoT物聯網模塊。
用途:將數據上傳至云平臺或本地服務器,支持遠程配置指令下發。
3、供電系統
太陽能供電:
組件:單晶硅/多晶硅太陽能板、充電控制器、鋰電池組。
特點:適合野外長期運行,續航能力可達數月至數年。
備用電源:
鋰電池或鉛酸電池,應對陰雨天氣或光照不足情況。
4、防護與安裝結構
防護箱:
材質:防水、防塵、耐腐蝕(如IP68鋁合金或ABS工程塑料)。
功能:保護電子設備,內置散熱孔或風扇防止高溫損壞。
傳感器防護罩:
防止泥沙、根系破壞傳感器,延長使用壽命。
安裝支架:
類型:固定式(地面安裝)或便攜式(可移動)。
設計:可調節高度,適應不同地形(如農田、山坡)。