山東風途物聯網科技有限公司
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農業綠色發展長期固定觀測實驗站解決方案
更新時間：2026-08-29 文章來源：校園氣象站
農業綠色發展長期固定觀測實驗站
觀測點和中心站物聯網數據平臺整體解決方案
目錄鏈接
一、項目簡介
（一）項目定位
項目立足水稻和大蒜兩大主導產業，兼顧養殖業（生豬、肉雞），研究綠色發展面臨的主要問題（水資源保障程度不足、綠色生產技術需要完善、農膜回收率有待提高、專業化服務網絡不健全），制訂相應的綠色試驗和觀測方案。重點圍繞三大綠色技術應用試驗（車輻山鎮的稻田綜合種養、宿羊山鎮的稻蒜輪作輕簡化栽培和大蒜地膜應用及回收），開展長期定位觀測，獲取氣象、土壤、水、生物和綠色發展動態等五大類指標的基礎數據，分析農業生產投入品使用（如灌溉用水、化肥、農藥等）、農產品產出（如農作物產量、品質、銷售價格等）、廢棄物回收利用（秸稈、農膜和糞污）和資源環境指標變化（如水、土）之間的最佳平衡點，評估綠色技術應用試驗的成效，探索農業綠色生產與生態保護的有效解決方案，總結符合區域生態類型的綠色發展模式，持續提升現代農業產業園建設水平。觀測試驗站納入國家體系后，承擔國家觀測試驗任務，定期上報觀測數據，為國家綠色技術、政策集成和創新提供數據支撐。
（二）觀測要素和指標
表1觀測指標表
一級 指標 | 二級指標 | 具體指標 | 觀測方式 | 頻次 | 品種 | |
1 | 一、水分要素 | 1、灌溉水 | (1) pH | 便攜觀測 | 每次灌溉時取樣 | 水稻 大蒜 玉米 |
2 | (2) DO | |||||
3 | (3) TN | 取樣檢測 | ||||
4 | (4) NH4+-N /NO3--N | |||||
5 | (4) TP | |||||
6 | (6) COD/BOD | |||||
7 | 2、田面水 | (1) pH | 便攜檢測 | 每月取樣一次 | 水稻 | |
8 | (2) DO | |||||
9 | (3) TN | 取樣檢測 | ||||
10 | (4) NH4+-N/NO3--N | |||||
11 | (5) TP | |||||
12 | (6) COD /BOD | |||||
13 | 3、尾水 | (1) pH | 便攜檢測 | 每次排水時取樣 | 水稻 | |
14 | (2) DO | |||||
15 | (3) TN | 取樣檢測 | ||||
16 | (4) NH4+-N/NO3--N | |||||
17 | (5) TP | |||||
18 | (6) COD/BOD | |||||
19 | 4、徑流水 | (1) pH | 便攜檢測 | 每次徑流取樣 | 大蒜 玉米 | |
20 | (2) DO | |||||
21 | (3) TN | 取樣檢測 | ||||
22 | (4) NH4+-N/NO3--N | |||||
23 | (5) TP | |||||
24 | (6) COD/BOD | |||||
25 | 5、水量和水位 | (1)稻田灌溉水流量、流速 | 在線監測 | 數據以小時為單位 | 水稻 | |
26 | (2)稻田田面水的水位 | |||||
27 | (3)蒜田灌溉水流量、流速， | 大蒜 | ||||
28 | (4)蒜田地下水的水位 | |||||
29 | 二、土壤要素 | 1、養分 | （1）土壤全氮磷鉀 | 取樣檢測 | 每季作物收獲后取樣 | 水稻 大蒜 玉米 |
30 | （2）速效氮 | |||||
31 | （3）速效磷 | |||||
32 | （4）速效鉀 | |||||
33 | （5）有機質 | 每年檢測一次 | ||||
34 | 2、鹽分 | （1）土壤全鹽EC值 | 在線監測 | 數據以小時為單位 | ||
35 | （2） pH值 | |||||
36 | 3、墑情和溫度 | （1）土壤濕度 | ||||
37 | （2）土壤溫度 | |||||
38 | 4、物理參數 | （1）土壤機械組成 | 取樣檢測 | 3年檢測一次 | ||
39 | （2）土壤容重 | |||||
40 | 5、環境 | （1）土壤重金屬 | ||||
41 | （2）有機污染物 | |||||
42 | 6、基本狀況 | （1）土壤肥力 | 取樣檢測 | 每年檢測一次 | ||
43 | （2）土壤類型 | |||||
44 | （3）土壤障礙 | |||||
45 | 三、氣象要素 | 氣象參數 | (1)氣溫 | 在線檢測 | 數據以小時為單位 | - |
44 | (2)相對濕度 | |||||
46 | (3)降水量 | |||||
47 | (4)小型蒸發量 | |||||
48 | (5)日照時數 | |||||
49 | (6)太陽輻射 | |||||
50 | (7)風向 | |||||
51 | (8)風速 | |||||
52 | 四、生物要素 | 1、作物產量、價格 | （1）生物產量 | 調查記錄 手機上報 | 收獲時一次采集 | 水稻、大蒜、玉米 |
53 | （2）經濟產量 | |||||
54 | （3）銷售價格 | |||||
55 | 2、稻米品質 | （1）淀粉含量 | 取樣檢測 | 收獲時一次取樣檢測 | 水稻 | |
56 | （2）直鏈淀粉含量 | |||||
57 | （3）蛋白質含量 | |||||
58 | （4）脂肪含量 | |||||
59 | （5）農藥殘留 | |||||
60 | 4、大蒜品質 | (1)外觀指標：①大小②形狀③色澤④重量⑤氣味 | 大蒜 | |||
61 | (2) 營養指標：①水分②可溶性糖③膳食纖維④蛋白質⑤脂肪 | |||||
62 | (3) 活性物質指標：①蒜氨酸或大蒜素（有機硫化物）②維生素C和B1B2 | |||||
63 | (4)衛生指標：①農藥殘留②重金屬 | |||||
64 | 5、玉米品質 | （1）淀粉含量 | 玉米 | |||
65 | （2）蛋白質含量 | |||||
66 | （3）賴氨酸含量 | |||||
67 | （4）脂肪含量 | |||||
68 | （5）農藥殘留 | |||||
69 | 6、栽培管理 | （1）種植品種、耕作時間和方式 | 調查記錄 手機上報
| 根據農事活動，按照發生情況進行調查記錄 | 水稻 大蒜 玉米 | |
70 | （2）關鍵生育期及長勢情況 | |||||
71 | （3）病蟲害頻率和危害 | |||||
72 | （4）自然災害發生情況 | |||||
73 | 7、養殖管理 | （1）養殖類型 | 根據養殖活動，按照發生情況進行記載 | 生豬、 肉雞 | ||
74 | （2）養殖品種 | |||||
75 | （3）養殖規模 | |||||
76 | （4）疫病發生情況（或無害化處理） | |||||
77 | （5）畜禽糞便處理方式及資源化利用率 |
二、建設目標
建成“一站多點”的兩級網絡觀測試驗體系，如圖1所示。
圖1
三、建設內容
（一）中心站
中心站建在宿羊山健康食品科技園A2樓四層，所處樓層現狀如圖4所示，為框架結構。
A2樓四層樓層面積1024 m2，如圖5所示，長64m、寬16m、高6m。
圖5中心站所在樓層平面圖
（二）觀測點
如圖3所示，65個觀測點分布在12個鄉鎮，宿羊山鎮、車輻山鎮、趙墩鎮、戴莊鎮、鐵富鎮、岔河鎮、碾莊鎮、八義集鎮、官湖鎮、土山鎮、八路鎮、新河鎮。
觀測點采集氣象、水、土、生物和綠色發展動態指標等五大類要素86個具體指標，具體分布如下：氣象1個，水分18個，土壤19個，生物19個，綠色發展動態指標8個，總計65個。
此外還有25個攝像頭觀測點，其中21個在農田，4個分布在兩個養殖場。
圖3觀測點實施位置圖
觀測點數量如表5所示，總計65個，其中試驗區觀測點40個，對照區觀測點25個。
12個鄉鎮觀測點分布如下：宿羊山鎮27個、車輻山鎮13個、鐵富鎮和土山鎮各4個、岔河鎮和官湖鎮以及新河鎮各3個、趙墩鎮和碾莊鎮以及八義集鎮各2個、戴莊鎮和八路鎮各1個。
五大要素指標觀測點分布如下：氣象觀測點1個，水分觀測點18個，土壤觀測點19個，生物要素觀測點19個（含養殖點2個），綠色發展動態指標觀測點8個。
觀測點建設要求如下：（1）觀測點標牌：在中心站標牌的基礎上增加文字“第×觀測點”，數量65個；（2）農田氣象站圍欄1個，如圖9所示，（3）地下水水位監測點5個，需要打井，要求直徑20cm、深度20m左右，以見到地下水位為標準。（4）觀測點設備配套地面水泥基礎（如圖8所示）和設備安裝。
（三）數據平臺建設
詳細建設方案由中標單位提出，報農業農村局批復后實施。
圖10 物聯網數據平臺拓撲圖
1、觀測點物聯網設備（公司解決）
表6物聯網設備
序號 | 設備名稱 | 指標 | 數量 | 技術要求 |
1 | 在線設備 | |||
1.1 | 農田氣象 和墑情站 | 氣象指標8個：氣溫、濕度、降雨量、小型蒸發量、日照時數、光照強度、平均風速和風向 土壤指標2個：水分、溫度 | 1 | 自動監測8個氣象指標和同一土壤剖面4個深度（表土層、心土層、底土層和潛育層層）的溫度和容積含水量等墑情信息，根據設定時間間隔通過GPRS/4G將數據上傳至數據中心。配套設施和供電要求見表注。 |
1.2 | 土壤傳感器 | 指標4個：水分、溫度、pH、EC | 18 | 土壤墑情測量范圍：0-100% ，分辨率：0.1%，準確度：±2%。 土壤溫度測量范圍：-20℃-100℃，分辨率：0.1℃，準確度：0.2℃。 配套設施和供電要求見表注。 |
1.3 | 稻田灌溉水流量計 | 灌溉水的流速和流量 | 8 | 多普勒明渠流量計或超聲波流量計，配無線信號傳輸；現場勘探后報批確定 配套設施和供電要求見表注。 |
1.4 | 稻田田面水水位計 | 田面水的水位 | 8 | 傳感式水位計或超聲波水位計；0~1m，精度0.5%~1%； 配套設施和供電要求見表注。 |
1.5 | 蒜田流量計和地下水水位計 | 旱田的灌溉水流量，地下水水位 | 5 | 多普勒明渠流量計或超聲波流量計，配信號無線傳輸；現場勘探后報批確定 壓力式水位計；0~20m，以見到地下水為準，精度0.5%~1%； 配套設施和供電要求見表注。 |
1.6 | 農田智能攝像頭 | 具有定時和連續拍照、遠程視頻、聲音提醒功能 | 21 | 球形攝像頭，200萬像素，分辨率1080P，23倍以上光學變焦 ，24小時抓拍、紅外距離可達100米，水平旋轉360°垂直旋轉-5°~90°，支持300個預置位，可按照所設置的預置位完成不小于8條巡航路徑，支持智能紅外、透霧、強光抑制、電子防抖、數字降噪、防紅外過曝功能；特定活動識別抓拍；電子圍欄提示；圖像無線傳輸。 配套設施和供電要求見表注。 |
1.7 | 室內攝像頭 | 中心站安全監控 | 6 | 槍機攝像頭；200萬像素，分辨率1080P，24h監控，夜視紅外距離50m；有線傳輸；室內安裝支架、電源、信號傳輸線、交換機、監控硬盤、監控錄像機等。 |
* | 小計 | 67 | ||
2 | 便攜設備 | |||
2.1 | 作物生長監測儀1 | 葉綠素 | 2 | 測量范圍 ：0.0~99.9SPAD； -10~99.9℃； 數據存儲100條以上；可連接電腦，數據導出分析；最小測量間隔：2s；穩定性：一年內變化＜±2%，電池供電 。 |
2.2 | 作物生長監測儀2 | 葉面積指數 | 2 | 鏡頭角度：150° 分 辨 率：768×494pix 測量范圍：天頂角由0°~75°（可分割成十個區域）；方位角360°（可分割十個區域） PAR感應范圍：感應光譜400nm~700nm 測量范圍：0~2000μmol/㎡·S 電 源：7.4V鋰電池組 傳輸接口：USB 工作溫度：0~55℃ |
2.3 | pH快速測定儀 | 水的pH | 2 | pH：0.00~14.00；精度 ：±0.01 pH |
2.4 | 水質快速測定儀 | 水溫和DO | 2 | 溶解氧測量范圍 ：0 ~ 40.00mg/L（ppm） （0~199.9）% ；精度 ： ±0.10 % FS 溫度：-20.0~199.9℃ |
2.5 | 水分快速測定儀 | 秸稈、糞污、農膜等農業堆積廢棄物的快速水分測定 | 2 | 水分測定范圍：0~90% 單精度：0~90% 分辨率：0.1% |
2.6 | 移動數據采集智能終端 | 手機上報便攜采集數據 | 2 | 操作系統：Android(安卓)，機身儲存128G，運行內存8G，后置攝像像素4000萬以上，電池4000mAh |
2.7 | 多光譜無人機 | 觀測作物長勢和農業活動，拍照 | 1 | 大疆精靈4多光譜無人機，配套數據處理軟件 |
* | 小計 | 13 | ||
注：觀測點設備建設要求如下
氣象站配套和供電：塑鋼護欄一套，混凝土基礎。不銹鋼噴塑支架一套，含避雷針。不銹鋼標牌一套。太陽能和電池（壽命3年以上）供電，供電能力一次充滿可持續2周（主動上報模式，1小時上報1次）。
其他觀測點設備配套和供電：配套室外支架，不銹鋼噴塑，混凝土基礎，避雷針。不銹鋼標牌一套。太陽能和電池（壽命3年以上）供電，供電能力一次充滿可持續2周（主動上報模式，1小時上報1次）
在線設備要求
在線監測設備用于獲取實時監測數據，應遵循標準統一的硬件接口規范、通訊規范和數據協議，滿足相應的技術參數、供電配置和數據傳輸要求，具備開放友好的二次開發接口和良好的兼容性與穩定性，具體要求如下：
數據傳輸方式：具GPRS/GSM 短信通訊方式，支持擴展LAN/WIFI/Zigbee方式。監測數據傳輸主要采用 GPRS/3G 和北斗衛星傳輸，照片和視頻采用4G網絡傳輸；數據傳輸：觀測點—云端—本地服務器。考慮到數據保密性，計劃使用徐州市工信局的政府云。
遠程控制協議：要求具有遠程控制協議，支持現場對設備進行各項參數設置或讀取的編程操作，支持平臺應用程序遠程對監控儀器設備進行啟停、 運行狀態查詢、 參數修改、診斷等主動控制操作。
功能要求： 支持智能采集、轉發、存儲，具有自動、人工召測功能；支持時間校準、擴展存儲等功能。
數據存儲要求： 在觀測點、本地服務器、云端均可存儲數據， 存儲容量要滿足每1~5小時存儲一次、可存儲至少 5 年監測數據等要求。
通信協議及數據格式：支持標準的 MQTT、CoAP、DDS、XMQP、HTTP、FTP、TCP、RPL 協議，可實現上位機軟件二次編程，并要求供應商提供完整的通信數據格式或編碼格式，對加密數據提供解密算法，實現數據快速解譯。
擴展功能要求：具有標準的 USB/RS232/RS485 端口，可方便接入PC機或筆記本電腦；具有外部接口擴展功能，可實現 U 盤存儲功能。
環境適應性要求：電路設計合理，抗外界干擾能力強，能抵抗高溫、低溫環境等惡劣天氣條件，在-50~120℃能正常運行。
2、中心站物聯網大數據設備（公司解決）
3 | 數據監控管理 | |||
3.1 | 路由器 | 中心站網絡通訊 | 2 | CPU四核，雙頻千兆無線路由器 |
3.2 | 路由器 | 中心站網絡通訊 | 4 | CPU雙核，千兆無線路由器 |
3.3 | 服務器 | 數據計算和存儲 | 1 | CPU1顆8核，主頻2.1GHz，內存16G，硬盤2×4TB 7.2K，三級緩存， |
3.4 | 綜合管理平臺 | 觀測點和中心站的遠程監視和控制， 無人機照片和視頻展示，數據平臺的顯示，數據存儲和計算 | 1 | 酷睿I9，內存16G，固態硬盤512G，2TB 7.2K |
3.5 | 顯示器 | 與服務器和綜合管理平臺配套 | 2 | 24寸2K |
3.6 | 機柜 | 與服務器和綜合管理平臺配套 | 2 | 尺寸與服務器和綜合管理平臺配套 |
3.7 | UPS電源 | 與服務器和綜合管理平臺配套 | 2 | 2000VA/1600 W，斷電維持時間2h |
3.8 | 交互大顯示屏 | 數據平臺展示和農事活動顯示 | 1 | 9個55寸LCD |
3.9 | 監控級硬盤 | 照片、視頻、數據儲存 | 2 | 緩存：64MB；接口：SATA接口；轉速：5600rpm；容量：4TB |
3.10 | 空調 | 中心站配套 | 1 | 格力，3匹，變頻 |
3.11 | 云平臺 | 徐州市政府云平臺，數據儲存、計算、站點部署 | 2 | CPU32核，內存64G，硬盤1T，帶寬20Mbps |
* | 小計 | 18 | 不含云平臺 | |
4 | 調查研究設備 | |||
4.1 | 投影儀 | 1 | 1080P 3300流明 1.35倍變焦，100英寸幕布+吊架，含安裝 | |
4.2 | 投影屏幕 | 1 | 與投影儀配套，含安裝 | |
4.3 | 網絡會議 視頻系統 | 1 | 一體式交互視頻會議機，操作系統windows，屏幕65寸DLED，分辨率3840*2160，外置攝像頭20倍變焦，無線藍牙，全向麥克風 | |
4.4 | 會議桌 | 1 | 5.5×1.6米，可容納14人 | |
4.5 | 椅子 | 中心站綜合使用，含數據管理辦公室 | 30 | 單人椅，木架，與會議桌配套， |
4.6 | 筆記本電腦 | 作物生長葉面積指數用和會議匯報用 | 2 | 英特爾酷睿i5 14英寸輕薄筆記本(11代i5 16G內存；硬盤512G |
4.7 | 電動車 | 1 | 車身材質:金屬鈑金，額定功率:1500w，充電電壓:220v續航里程100km，帶棚蓋，乘坐4人 | |
* | 小計 | 37 | ||
5 | 數據管理辦公 | |||
5.1 | 臺式計算機 | 5臺辦公用 1臺無人機用 | 6 | 辦公：i5-10400 8G 256G 1T +21.5英寸顯示器。 無人機：10代i7，16G，512G，七彩虹GTX1050 |
5.2 | 打印復印一體機 | 1 | 無線傳輸，打印復印掃描 | |
5.3 | 空調 | 4 | 格力3匹，立式變頻 | |
5.4 | 辦公桌 | 7 | 壓合板，單人辦公桌（77cm*70cm*120cm），含抽屜，電腦外機位，塑料擱架一個 | |
5.5 | 文件柜 | 6 | 鐵皮文件柜；：A4文件柜 金屬材質厚度：0.6mm 柜鎖類型：鑰匙鎖 主體尺寸；180×85×39cm | |
5.6 | 其他辦公用品 | 2 | 飲水機等 | |
* | 小計 | 26 | ||
** | 合計 | 161 | 不含云平臺 | |
