小型气象站(也叫微气象站、农用气象站)是装在自己田里或温室里的小型自动测站,随时量这块地当下的温湿度、雨量、风、日照与土壤,再把数据传到手机;气象部门的地面测站则依统一标准架设,要能代表周围 100~1,000 平方公里的大范围天气,两者看的范围不一样。

同一个地区,山边和河边、露天田和温室里,温度和雨量常常差很多。佛罗里达大学推广刊物也提醒,机场或市区的测站受建筑物影响,加上雨量分布本来就不均,不适合直接拿来管田。想知道“自己这块田”现在几度、土干了没、刚刚下了多少雨,就要在田里放一台。装好之后,不用天天跑田看水,下过雨就不必再浇,寒流或高温来时手机也会先提醒。

这篇整理买家最常问的五件事:该量哪些项目、选购要确认什么、装在哪里、多高才准,以及数据怎么用。

农地该量哪些项目?先看要解决什么事

小型气象站不是项目越多越好。先想清楚想省掉哪件事,再挑对应的传感项目。下表是常见用途和建议先量的项目,各项传感器的原理与限制,可以参考〈农业传感器有哪些〉。

想解决的事建议先量数据怎么帮上忙
顾水:什么时候该浇土壤湿度、雨量、气温土干了才浇,刚下过雨就先不浇
估算作物要喝多少水气温、相对湿度、风速、太阳辐射这四项是推估参考蒸散量(作物耗水)的基本数据
防寒害、热害气温、相对湿度低温或高温时手机提醒,提早做准备
果园防风、安排喷药风速、风向、雨量风大时先别喷,强风来前先绑枝、加固
温室顾温度气温、相对湿度、CO2、照度或光合有效辐射(PAR)热了开风扇或遮阴,看作物吃到多少光
看土壤变化土壤温度、电导率(EC)、酸碱值(pH)、氮磷钾(NPK)观察施肥后与换季时的变化趋势
排水沟、蓄水池水位、雨量豪雨时盯着水位,提早排水

以小农包 FarmerPack 为例,可选的传感模块分成三类,依需要挑选,不必整套买:

  • 空气与天气:气温、相对湿度、大气压力、风速、风向、雨量、水位,另有 CO2、PM2.5/PM10、噪音、黑球温度,给温室、校园等场域使用。
  • 光照:照度、光合有效辐射(PAR)、太阳辐射。
  • 土壤:土壤温度、土壤湿度、土壤电导率(EC)、土壤酸碱值(pH)、土壤氮磷钾(NPK)。

两个小提醒:土壤氮磷钾适合观察变化趋势,不取代土壤检测,施肥处方仍以土壤检测结果为准;相对湿度的测量范围是 0~95% RH,接近饱和的高湿时段,建议设置“湿度长时间偏高时提醒”,看的是趋势,再到田里确认。

选购小型气象站,要确认的 6 件事

规格表上的测量范围和精度要看,但田间用的机器,真正决定好不好用的,往往是下面这几件事。

1. 供电:田里没有插座也能用吗?

多数农地拉电不方便,所以要先问:靠什么供电、连续阴雨几天还能撑。小农包标配太阳能板与充电锂电池,无日照可运行 30 天以上;有插座的地方也可以接市电,另可外置铅酸电池。太阳能板偶尔要擦一擦,灰尘或落叶遮住会影响充电。

2. 通信:数据怎么从田里传到手机?

要看田区的手机信号与现场网络。小农包可选 4G、NB-IoT、Wi-Fi,或 LoRa(需搭配 LoRa 网关);要接到既有的控制柜或系统,也支持有线的 Modbus RTU 与 Modbus TCP。各种连接方式适合什么场域,可参考〈物联网通信技术怎么选〉。

3. 数据存放与补传:断线会不会漏数据?

田间信号难免时好时坏。要确认设备本身能不能先存数据、恢复连接后会不会自己补传。小农包用 MicroSD 卡暂存,网络恢复后自动补传;多久记一笔可以自己设置,最短 1 分钟、最长 24 小时。手机、平板、电脑都能看即时数值和历史趋势,也可提供 API 与 MCP,把数据接到既有的管理系统或 AI 工具。

4. 防水耐晒:放在田里一整年没问题吗?

雨淋、日晒、高温、潮湿是常态。小农包机身完全防水(自家实测),外壳是工业级抗紫外线的 PC+ABS,工作温度 -20~60 °C。选购时也要问清楚,下大雨、台风季时要怎么固定。

5. 能不能接控制:只会看,还是会动手?

只能看数字,还是得自己跑去开水。要省力,最好能接控制设备:小农包可搭配智能控制盒,在手机上设置“当土壤湿度低于某个值,就开水多久”,让既有的抽水机、电磁阀、风扇自动开关,不用换掉原本的设备。

6. 后续维护与质保:坏了谁处理?

传感器需要定期清理(见下一节的保养频率),也要问清楚故障怎么处理。小农包提供一年质保,质保期内故障不必送修等待,直接寄新品替换,实际质保条件以报价单为准。App 与平台支持多语言界面,家里长辈、外籍工作人员都能用熟悉的语言看。

装在哪里、怎么装,量到的才准

同一台机器,装的位置不对,量到的就不是这块田的状况。佛罗里达大学推广刊物的原则是:测站要放在最能代表田间状况的地方,并尽量避开建筑物、树木等遮挡物的影响。下表整理该刊物与 WMO(世界气象组织)对各项目的建议:

项目建议位置出处
气温、相对湿度开阔平坦、直径至少 10 米的地方,地面最好是短草;距离障碍物至少是障碍物高度的 4 倍,距大片水泥路面至少 30 米;传感器要有防辐射罩并保持通风;避开屋顶、陡坡、树荫、雨后积水的低洼处与大型热源佛罗里达大学 AE502
雨量尽量远离障碍物,理想是最近障碍物高度的 4 倍;承雨口要水平、朝天,并高于雨水从地面溅起的高度佛罗里达大学 AE502;WMO 选址分级的较好等级要求障碍物至少在其高度 2 倍以外
风速、风向开阔平坦处,尽量远离建筑物和树,理想是最近障碍物高度的 10 倍佛罗里达大学 AE502;WMO 选址分级第 2 级同样是 10 倍
日照、太阳辐射全年太阳角度变化时,都不会被树木、建筑物或测站本身遮到;避开会反光的表面与人工光源(北半球建议装在测站南侧,南半球则装在北侧)佛罗里达大学 AE502
土壤温度、湿度选能代表田区土壤、至少 1 平方米的位置;距支架或建筑物至少 1.5 米,避开周边排水流经的地方;土壤温度常量地下 10 厘米,只量一个深度时选最能代表根区的深度佛罗里达大学 AE502

测量高度不同,数字本来就不一样

WMO 的规范是:气温传感器装在防辐射罩内,离地 1.25~2 米,不低于 1.25 米;风的标准测量高度是离地 10 米。佛罗里达大学给农场测站的建议则是气温、湿度与风都量 2 米高,雨量计约 1 米。

所以自家田里的数字和附近气象站对不上时,先别急着说谁量错,先比比看两边的高度与周边环境。贴近作物装的小型气象站,量的本来就是作物身边的状况,管田时更有用。

温室里:传感器放在作物的高度

密歇根州立大学的研究建议,温室的温度传感器要加防辐射罩、保持通风,并放在作物高度;在作物上方约 90 厘米处量到的温度,可能比作物高度略高,容易让人以为作物比实际更热。作物长高后,也要跟着调整位置。

小农包怎么装

收到后插进土里,用手机 App 完成设置就开始记录,不必配电布线施工。位置照上面的原则挑:选一块能代表整区的田,避开树荫、墙边和喷灌直接打到的地方。地形或土质差很多的田区,不同条件的区块最好各放一台;放几台、怎么分区,可以先参考〈卫星遥测还是田间微气象站〉,用卫星影像先找出差异大的区域。

多久要保养一次

佛罗里达大学建议的检查频率:雨量计每周看一次,虫、草屑、泥土最常把漏斗塞住;日照传感器每周擦干净并确认保持水平;温湿度传感器的防辐射罩每月清一次灰尘;风速计每季检查,转起来有摩擦声或微风时不转,就要处理轴承。

数据怎么用:先提醒,再让设备自己动

用提醒代替跑田

在 App 设置好阈值,数值异常时用 App 推送、短信或 Email 通知:低温快到了、温室太热了、土太干了、水位升高了。人不在田里,也知道什么时候该去看。App 还内置当地天气、7 天预报与农事日历,预报告诉你接下来可能怎样,田里的测站告诉你现在怎样,两者一起看最安心。

搭配智能控制盒,自动开关设备

小农包搭配智能控制盒,可以在手机上设置“当…就…”:当土壤湿度低于设置值,就开水 20 分钟;当温室温度太高,就开风扇或遮阴。因为是看土壤湿度决定,刚下过雨、土还湿,就不会开水,下雨就不用浇。雨量、时间或天气变化也可以当条件,同时发通知给你。不需要写程序,阈值依各场的土质与作物自己设置。就算网络断了,智能控制盒也会依最后一次下载的设置继续运作,不会停摆。抽水机等大功率或三相电机,由合格电工以外部电路接线。

累积记录,下一季更好安排

每一季的温度、雨量、浇水时间都留在平台上,可以回头比较今年和去年,作为下一季安排农事的参考。想先了解精准农业的整体做法,可以看〈精准农业是什么〉。如果也在用卫星影像,记得两者分工:卫星看全区,小农包看当下。

小型气象站常见问题

Q1:有气象预报了,还需要装小型气象站吗?

两者可以搭配。预报告诉你这个地区接下来的天气趋势,小型气象站量的是你这块田现在的温度、雨量和土壤湿度。要决定今天浇不浇水、温室要不要开风扇,田里当下的数字最直接。

Q2:田里没电、信号不好,也能装吗?

可以。小农包标配太阳能供电,无日照可运行 30 天以上;连接可选 4G、NB-IoT、LoRa、Wi-Fi。信号不稳时数据先存在记忆卡,恢复连接后自动补传。

Q3:量到的温度和附近气象站不一样,是不是坏了?

不一定。气象部门的气温依 WMO 规范在 1.25~2 米高、开阔的场地量,田里的测站高度和周边环境不同,数字本来就会有差。先确认传感器没有被太阳直射、防辐射罩干净、周边没有水泥地或墙面影响;如果数值突然跳动或长时间不变,再联系我们检查。

Q4:小型气象站要怎么保养?

佛罗里达大学建议雨量计和日照传感器每周检查清理,温湿度防辐射罩每月清一次,风速计每季检查。太阳能板偶尔擦拭。小农包质保期内故障,直接寄新品替换,实际条件以报价单为准。

Q5:可以做到土干了就自动开水吗?断网怎么办?

可以。搭配智能控制盒,在手机上设置土壤湿度的阈值和开水时间,就会自动开关原本的抽水机或电磁阀。网络断线时,智能控制盒会依最后一次下载的设置继续自动运作。

Q6:数据可以接到我们自己的系统吗?

可以。小农包支持有线 Modbus RTU 与 Modbus TCP,也可提供 API 与 MCP,把监测数据接到既有的管理系统或 AI 工具,实际做法依对方系统开放的接口评估。

想先看看实际画面?

小农包 FarmerPack 是太阳能供电的模块化田间微气象站,传感项目依作物与场域挑选,插进土里、用手机设置就能开始记录。完整的传感规格请看小农包产品页,各种场域的应用可以看微气候监测。

想先看看手机和平台上的实际画面,欢迎申请演示账号;告诉我们作物和田区状况,我们帮你建议该量哪些项目、要放几台。

参考资料