不只测温湿度：农业传感器有哪些？从土壤、气象、水质到环境监测一次看懂

农业传感器是什么？

农业传感器是用来测量农业场域中各种环境、土壤、水体、设备或生物条件的传感设备。它可以把原本只能靠经验判断的现场状态，转换成可记录、可比较、可分析的数据。

例如：“今天好像很热”可以变成空气温度数据；“土好像很干”可以变成土壤湿度数据；“最近鱼好像比较常浮头”可以搭配溶氧与水温数据判断；“这区作物长不好”可以回头比对土壤湿度、EC、pH、日照与灌溉记录。

传感器本身只是数据入口。真正有价值的是，这些数据能不能被稳定传回平台，并转化成管理决策。因此，完整的农业感测系统通常包含：

• 传感器。
• 数据传输设备。
• 供电系统。
• 云端平台或本地平台。
• 数据图表与报警。
• 必要时搭配控制设备。

这也是为什么农业传感器不应只被看成单一硬件，而应该被放进整个智能农业系统中规划。

农业传感器主要分成哪几类？

农业传感器可以依照应用场景分成许多种类，但对多数农场、学校与智能农业项目来说，最常见的可以先分成四大类：土壤传感器、气象与微气象传感器、水质传感器，以及环境与设备状态传感器。这四类数据分别回答不同问题。

• 土壤传感器回答的是：作物根部环境是否适合？
• 气象传感器回答的是：外部天气与微气候如何影响生长？
• 水质传感器回答的是：水体是否适合灌溉或养殖？
• 环境与设备状态传感器回答的是：场域是否安全、设备是否正常、异常是否发生？

台湾农业部智能农业技术文献回顾也提到，智能农业应用包含空气、土壤、水体、植物与动物等监测，以及灌溉、施肥、农药与光照等控制，这正好说明传感器与控制设备通常需要一起被纳入智能农业规划。

一、土壤传感器：判断作物根部环境的第一层数据

土壤是作物根系生长的主要环境。很多农业管理问题，看起来发生在叶片、果实或植株表面，实际上可能和土壤水分、酸碱值、盐分、温度或养分状态有关。因此，土壤传感器是智能农业中最常见、也最容易和灌溉、施肥、食农教育联系起来的传感器类型。

美国 USDA NRCS 在土壤健康评估资料中提到，土壤健康不能直接被测量，因此会通过指标进行评估；其中化学指标包含电导率、硝酸盐、pH、可萃取磷与钾等项目。

土壤湿度传感器

土壤湿度传感器主要用来观察土壤中的水分状态，常被应用在智能灌溉、间歇灌溉、校园菜园、果园水分管理、温室栽培与露天田区监测。很多人以为浇水只要看土壤表面干不干，但表面状态不一定代表根区水分状态：有时表面看起来干、根部仍有水；也可能表面刚湿，水分却没有真正进入根系主要吸收区。

通过土壤湿度传感器，管理者可以观察土壤何时开始变干、浇水后水分是否真的进入土壤、不同区域干湿是否一致、下雨后土壤湿度是否回升，以及是否需要启动自动浇灌。如果搭配 智能控制盒，土壤湿度也可以成为自动浇灌的判断条件：当湿度低于设定值时启动水泵或电磁阀，湿度回升或浇灌时间达上限时自动停止。

土壤温度传感器

土壤温度会影响种子发芽、根系活动、微生物作用与养分释放速度。对育苗、温室、设施农业与季节性作物来说，土壤温度是很重要的参考数据。土壤温度常和空气温度一起观察：空气温度高不代表土壤温度立刻升高，夜间空气降温也不代表土壤立刻变冷。因此土壤温度可以协助判断作物根部环境，而不只是看外部天气。

土壤 pH 传感器

土壤 pH 是酸碱值指标，会影响作物对养分的吸收能力。有些作物适合偏酸性土壤，有些适合接近中性的土壤；若 pH 长期偏离适合范围，即使施肥量足够，作物也不一定能有效吸收养分。土壤 pH 传感器可以作为长期趋势观察工具，但如果是正式施肥建议、土壤改良或精准诊断，仍建议搭配实验室土壤检测或专业农业顾问判读。

土壤 EC 传感器

EC 是电导率（Electrical Conductivity），常被用来观察土壤盐分或可溶性离子变化，常用于水肥管理、盐分累积观察、设施栽培、高频施肥场域与基质栽培。NRCS 的土壤质量资料也提到，EC 在农业上主要被用作土壤盐分的测量；在非盐化土壤中，也可能作为土壤水分、深度与部分养分状态的估计参考。不过，EC 不是单一养分浓度，也不能直接等同于“肥料够不够”，比较适合作为土壤盐分、肥培变化与水肥管理趋势观察。

土壤 NPK 传感器

NPK 指的是氮、磷、钾，是作物生长中常被讨论的主要养分。土壤 NPK 传感器常被用于精准施肥、校园教学或智能农业展示场域，但实务上要特别注意：现场型 NPK 传感器通常较适合做趋势观察，不应完全取代正式土壤化验。因为土壤养分受水分、温度、pH、有机质、土壤质地、施肥方式与采样位置影响很大；若需要正式施肥处方，仍应搭配土壤检测、作物种类、生长阶段与农业专业判断。

二、气象与微气象传感器：掌握农场上方的环境变化

气象数据对农业非常重要。农民长期依赖天气经验做管理，但一般气象站的数据不一定能完全代表单一农场的微环境。同一个乡镇中，不同田区可能因为海拔、地形、遮荫、风口、建筑物、温室结构或水域影响，而有不同的微气候。因此，许多智能农业场域会建置小型气象站或微气象感测系统，用来收集农场现地数据。

台湾农业部的传感器网络介绍中提到，传感器可以反映环境变化，例如气象仪器可监测气温、湿度、降雨、风速、风向、土温、地表或溪流水位等物理环境信息。

空气温度传感器

空气温度会影响作物生长速度、开花结果、病虫害风险、蒸腾作用与热胁迫。在温室、露天农田、果园与校园菜园中，空气温度都是最基本的监测项目。搭配历史数据，管理者可以观察一天中的温度变化、高温时段、寒流或低温风险、温室内外温差，以及不同区域的微气候差异。

空气湿度传感器

空气湿度会影响蒸腾、病害、叶面干湿与温室管理。湿度太低，作物蒸腾可能加剧；湿度太高，某些病害风险可能增加。在设施农业中，温度与湿度通常会一起观察，用来评估通风、遮荫、喷雾、除湿或风扇控制是否需要调整。

雨量传感器

雨量传感器可以记录实际降雨量，而不是只依靠“有没有下雨”的主观判断，这对灌溉管理很重要。因为小雨可能只湿润表面，短时间强降雨可能形成径流，连续降雨则可能造成土壤过湿或排水问题。若搭配土壤湿度数据，雨量数据可以协助判断下雨后土壤水分是否真的增加、是否需要暂停灌溉、哪一段时间土壤干得最快，以及连续降雨是否造成过湿风险。

风速与风向传感器

风速与风向会影响农药喷洒、温室通风、作物蒸腾、设施安全与户外设备安装。例如风速太高时不适合喷洒作业；温室通风需要考虑风向与外部气候；台风或强风前需注意支架、遮阳网、棚架与太阳能板安全；蒸腾强的时段土壤水分下降可能更快。风速风向数据也可用于农场安全与设备管理，不只用于作物本身。

日照、照度与太阳辐射传感器

光是作物生长的重要条件。日照不足可能影响光合作用与生长速度；光照过强则可能造成高温、蒸腾加剧或日灼风险。不同应用会使用不同的光相关传感器，例如照度、日照、太阳辐射或 PPFD。在一般校园菜园或户外监测中，照度与日照数据已能支撑很多教学与管理需求；在温室、植物工厂或作物生理研究中，则可能需要更精准的光量数据，例如 PPFD。

CO₂ 传感器

CO₂ 对温室与设施农业尤其重要，因为它和植物光合作用有关。当温室较密闭时，CO₂ 浓度可能因通风、作物生长、补气或人员活动而变化。CO₂ 传感器常用于温室环控、植物工厂、设施栽培与食农教育的光合作用教学，但 CO₂ 管理通常要搭配温度、湿度、光照与通风一起看，不能只看单一数值。

叶面湿度传感器

叶面湿度传感器可用来观察叶片表面是否长时间潮湿，常被用于病害风险评估、温室管理或露天作物观察。许多病害和叶片长时间潮湿有关，因此叶面湿度数据可协助管理者评估通风、浇灌方式与病害预防策略。

三、水质传感器：智能水产与灌溉用水管理的关键

水质传感器主要用于鱼塘、虾池、循环水养殖、渔电共生、灌溉水路、蓄水池、温室水肥系统或农田水利相关场域。对水产养殖来说，水质变化可能直接影响鱼虾健康与养殖风险。FAO 的水产养殖水质资料指出，溶氧是集约式养殖中最关键且最具限制性的因素之一，水温也会影响水中氧气浓度；氨则是鱼类及其他水生生物氮代谢的主要废物。

溶氧 DO 传感器

DO 是水中溶氧（Dissolved Oxygen）。对鱼塘与水产养殖来说，溶氧是最重要的水质指标之一：当溶氧下降时，鱼虾可能出现浮头、摄食下降、应激甚至死亡风险。DO 传感器可用于鱼塘水质监测、虾池管理、循环水养殖、增氧设备控制与夜间清晨风险管理。若搭配 智能控制盒，DO 数据可以作为启动增氧机、水车或报警通知的条件之一。

水温传感器

水温会影响鱼虾代谢、溶氧状态、微生物活动与水质变化速度。水温升高时，水中可溶氧通常会降低，而鱼虾代谢与耗氧需求可能增加，这也是为什么炎热季节、夜间与清晨的水产养殖风险需要特别注意。水温数据通常会和 DO、pH、氨氮等数据一起判读。

水质 pH 传感器

水质 pH 可用来观察水体酸碱变化。对养殖与灌溉用水来说，pH 异常都可能影响生物健康、养分有效性或水质稳定。在鱼塘中，pH 也可能受到藻类、光合作用、呼吸作用、底泥与水体缓冲能力影响，因此 pH 适合做长期趋势观察，而不是只看单一时间点。

EC／盐度传感器

EC 可用来观察水中的电导率，进一步推估盐分或离子浓度变化。对于半咸水养殖、虾池、鱼塘、灌溉水、循环水与水肥系统来说，EC／盐度是常见监测项目。在农业灌溉中，水体 EC 可协助判断水质盐分是否可能影响土壤与作物；在水产养殖中，盐度则会影响不同鱼虾物种的适应条件。

氨氮传感器

氨氮常见于水产养殖与循环水系统监测，和饲料、排泄物、残饵、微生物分解与水体代谢有关。氨氮风险通常不能单独看，还需要搭配 pH、水温、溶氧与水体条件一起判断；尤其在咸水或半咸水环境中，部分电极式传感器可能受到离子干扰，因此应事先确认传感器适用的水质条件、测量范围与校准方式。这类传感器很适合作为趋势监测与风险提醒工具，但若需要高精度判定，仍建议搭配试剂法或实验室分析。

ORP 传感器

ORP 是氧化还原电位，常用于水处理、养殖水体与消毒相关场域，用来观察水体氧化还原状态。在养殖或水处理应用中，ORP 可作为水质变化的辅助参考，但通常不会单独作为管理决策的唯一依据。

浊度、叶绿素与蓝绿藻传感器

浊度可用来观察水中悬浮物变化；叶绿素可用来观察藻类变化；蓝绿藻传感器可用于水体藻类风险监测。这类传感器较常出现在水库、湖泊、养殖、河川或大型水体监测场域。若应用在鱼塘或户外水体，也要考虑传感器沾污、生物膜、水草、泥沙与清洁维护问题。

四、环境与设备状态传感器：不只看作物，也要看场域是否安全

农业场域不只需要监测土壤、天气与水质，也需要监测环境安全与设备状态。因为很多农业损失不是来自单一环境数据异常，而是来自设备没启动、停电没发现、水位暴涨、抽水机故障、通信中断或人员太晚知道异常。

水位传感器

水位传感器可用于鱼塘水位、蓄水池、灌溉渠道、排水沟、地下室或低洼区淹水预警，以及农电或渔电共生场域积水监测。水位监测的重点不是只知道水有多高，而是能在水位异常时实时通知管理者，让人员可以提早处理抽排水、设备保护或灾害应变。

雨量与淹水预警感测

对低洼农地、鱼塘、温室、仓储、地下空间或光伏场域来说，雨量与淹水预警可以协助提早掌握天候风险。若搭配平台，可以设定水位阈值、雨量累积报警与异常通知，让管理者不必等到现场巡查才知道问题。相关应用可参考 淹水预警系统。

断电检测与设备运转状态

许多农业与水产设备都依赖电力，例如水泵、电磁阀、增氧机、水车、风扇、控制柜与通信设备，因此断电检测与设备状态监测非常重要。特别是在水产养殖中，停电可能造成增氧设备停止、监测中断与报警失效。若 断电报警模块 具备独立备用供电，就能在主电源中断时仍保留告警能力，第一时间通知业主，必要时再搭配智能控制盒联动备用电源或紧急设备。

空气质量与气体传感器

在畜舍、温室、堆肥场、封闭式农业设施或人员作业空间中，可能需要监测 CO₂、NH₃、H₂S、PM2.5、PM10 或其他气体浓度。这类感测数据不只和作物或动物生长有关，也和人员安全、通风管理与环境质量有关。

农业传感器要如何选？先看用途，不要先看规格

选农业传感器时，最常见的错误是从规格开始比较，例如哪一支比较准、哪一支量程比较大、哪一支比较便宜、哪一支可以测最多项。这些问题当然重要，但不是第一步。真正应该先问的是：你想解决什么管理问题？

如果目标是智能灌溉

建议优先评估土壤湿度、雨量、空气温度、空气湿度、日照或太阳辐射，以及水泵或阀门状态。因为智能灌溉不是固定时间开水，而是要理解土壤是否真的缺水、天气是否正在改变、雨后是否需要暂停、浇灌后是否有效。

如果目标是精准施肥

建议优先评估土壤 pH、土壤 EC、土壤湿度、土壤温度、NPK 趋势，以及灌溉与施肥记录。精准施肥不是肥料越多越好，而是要知道土壤条件是否适合吸收、是否有盐分累积、施肥后数据是否有变化，以及不同区域是否需要不同的管理策略。

如果目标是智能水产养殖

建议优先评估 DO 溶氧、水温、pH、EC／盐度、氨氮、ORP、水位，以及增氧机或水车状态与断电报警。对水产养殖来说，水质感测和设备安全应该一起看：只知道水质数据不够，还要知道该启动的增氧机、水车或水泵有没有真的运作。

如果目标是温室环控

建议优先评估空气温度、空气湿度、CO₂、光照或 PPFD、土壤或基质湿度、土壤或基质 EC，以及风扇、卷帘、遮荫、补光与灌溉设备状态。温室环控的重点是让环境条件维持在适合作物生长的范围，因此传感器通常需要搭配控制设备一起规划。

如果目标是食农教育或校园菜园

建议从学生容易理解、老师容易教学的数据开始：土壤湿度、空气温度、空气湿度、雨量、日照与自动浇灌状态。这些数据可以直接联系到学生每天看得到的植物变化，也适合设计观察日记、浇水实验、植物趋光、晴雨天比较与自动浇灌规则设计。

传感器不是越多越好，重点是数据能不能被使用

很多智能农业项目一开始会想装很多传感器，但传感器越多，不代表系统越有效。真正重要的是数据能不能被使用。一个好的农业感测系统，应该让用户能回答：现在状态正常吗？哪一项数据异常？异常发生多久了？是否需要通知人员？是否需要启动设备？这个数据和过去相比有什么变化？数据能不能用来改善下一次管理？

如果数据只停留在平台上，没有人看、没有人懂、没有报警、没有后续动作，那传感器就只是展示设备。智能农业真正的价值，是把数据变成行动，例如土壤湿度低就启动灌溉、雨量达标就暂停浇水、溶氧下降就通知业主或启动增氧、水位上升就发出淹水警报、设备断电就启动安全检视流程、温室高温就启动风扇或遮荫。这也是为什么传感器需要和通信、平台、报警与控制设备一起规划。

导入农业传感器前，要注意哪些事情？

一、传感器安装位置比规格更重要

同一支传感器，装在不同位置，数据可能完全不同。土壤传感器要注意根区深度、土壤接触、灌溉位置与代表性；气象传感器要注意高度、遮蔽、通风、日照与周边障碍物；水质传感器要注意水流、深度、泥沙、藻类、生物膜与维护方便性；水位传感器要注意测量死角、浪高、泡沫、固定方式与安全高度。如果安装位置不正确，再好的传感器也可能产生误导性数据。

二、户外场域要考虑防水、防晒、防雷与维护

农业传感器多半安装在户外，会面对日晒、高温、雨水、潮湿、泥沙、昆虫、鸟类、农机碰撞与台风等条件。因此，设备不只要看传感元件，也要看外壳防护、接头防水、线材保护、支架强度、太阳能供电、电池寿命、防雷与接地，以及后续维修方式。户外物联网真正困难的地方，往往不是传感器会不会测，而是能不能长期稳定运作。

三、通信方式要依场域选择

农业场域可能在室内、温室、校园、农田、鱼塘、山区或偏远户外，因此通信方式要依场域条件选择。Wi-Fi 适合有既有网络、设备集中、维护容易的场域；LoRa 适合大量、分散、低数据量，而且希望降低长期通信费的感测点；NB-IoT 适合固定式、低数据量、低功耗且需要深度覆盖的设备；4G 则适合影像、大量数据、远程维护或不方便使用场域内部网络的应用。相关比较可参考 物联网通信技术比较。

四、传感器需要校准与维护

很多传感器不是装上去就永远准确。例如 pH 传感器需要校准、DO 传感器需要保养、水质传感器可能被藻类或生物膜覆盖、土壤传感器可能因土壤接触不良而偏差、雨量计可能被落叶昆虫或脏污影响、太阳能板可能因灰尘或遮蔽造成充电效率下降。因此，导入农业传感器时，要把维护周期、校准方式与耗材更换一起纳入规划。

五、数据格式与平台集成要先想清楚

传感器数据如果各自存在不同平台，后续管理会很麻烦。台湾农业部曾说明，台湾智能农业场域中，各家环境传感器与控制装置的规格、通信技术及数据格式不尽相同，会增加数据收集、分析与再利用的难度，因此数据格式、装置类别与 API 标准化是智能农业发展的重要议题。对实际导入者来说，这代表一开始就要确认：数据能不能导出？有没有 API？能不能接入既有平台？单位与时间格式是否一致？设备状态与感测数据能不能一起看？未来是否能扩充新的传感器？否则传感器越装越多，数据反而越难管理。

延电科技如何协助农业传感器导入？

延电科技协助农业、学校、水产养殖与户外场域导入感测系统时，不会只从单一传感器规格开始，而是先回到场域需求：要解决什么问题、要监测哪些数据、数据多久回传一次、现场有没有电力、通信方式是否稳定、是否需要报警通知、是否需要控制水泵阀门增氧机或其他设备、未来是否需要扩充，再依照需求规划传感器、通信、平台与控制架构。

FarmerPack 小农包：适合土壤、气象与校园菜园监测

FarmerPack 小农包 可依场域需求搭配土壤、气象与环境感测项目，例如温湿度、雨量、风速风向、日照、土壤湿度、土壤温度、土壤 pH、土壤 EC 等，适合应用于智能灌溉、精准农业、校园食农教育、温室与露天农田、果园与示范场域、农电共生与户外环境监测。对用户来说，小农包的价值不是单纯收集数字，而是把农场环境变成可观察、可追踪、可比较的数据。

Aqua Pack 水监包：适合水质与智能水产监测

Aqua Pack 水监包 可依需求搭配水质感测项目，例如 DO、pH、水温、EC／盐度、氨氮、ORP、水位等，适合应用于鱼塘、虾池、循环水养殖、渔电共生、蓄水池、灌溉用水监测、水处理与户外水质场域。若搭配报警与控制设备，可以进一步支持溶氧异常提醒、增氧设备管理、水位异常通知与断电安全检视。

智能控制盒：让感测数据变成现场动作

传感器负责看见现场，智能控制盒 则负责把条件转换成设备动作，例如土壤湿度太低就启动水泵、雨量达标就暂停浇灌、溶氧太低就启动增氧设备、水位过高就发送警报或启动抽水、停电发生就启动备用应变流程。这让智能农业不只停留在监测，而能进一步进入自动化控制与异常应变。

云端平台与 App：让数据可视化、可追踪、可管理

平台与 App 可以协助用户查看实时数据、历史趋势、设备状态、报警记录与控制记录。对农场来说，这可以协助管理者更快掌握异常；对学校来说，这可以让老师把数据变成课程素材；对示范场域来说，这可以让感测系统不只是展示硬件，而能展示完整的数据流与管理流程。

农业传感器快速比较表

结论：农业传感器的价值，不是测到数字，而是协助做出更好的管理决策

农业传感器是智能农业的数据入口。它让农场不再只依赖经验判断，而可以通过土壤、气象、水质与环境数据，理解现场正在发生什么事。但传感器本身不是答案，真正重要的是，这些数据能不能被正确安装、稳定回传、清楚呈现、持续追踪，并在必要时转换成报警或控制动作。

对智能灌溉来说，土壤湿度、雨量与水泵控制要一起看；对精准施肥来说，pH、EC、土壤湿度与施肥记录要一起看；对智能水产来说，DO、水温、pH、氨氮、断电与增氧设备状态要一起看；对食农教育来说，传感器则能让学生从观察植物，进一步学会用数据提出问题。因此，导入农业传感器时，不应只问“要装哪一支传感器”，而要问这些数据要帮助谁做决策、要解决什么现场问题、数据如何回传、异常如何通知、后续是否需要自动控制、未来是否能持续扩充。当传感器、通信、平台、报警与控制设备被集成为一套完整系统，农业传感器才真正从“测量工具”变成智能农业管理的基础。

FAQ｜农业传感器常见问题

Q1：农业传感器有哪些？

常见农业传感器包含土壤湿度、土壤温度、土壤 pH、土壤 EC、NPK、空气温湿度、雨量、风速风向、日照、CO₂、叶面湿度、水质 DO、pH、水温、EC／盐度、氨氮、ORP、水位、断电检测与设备状态监测等。

Q2：智能农业一定要装很多传感器吗？

不一定。传感器不是越多越好，应该依照管理目标选择。若目标是智能灌溉，可以先从土壤湿度、雨量与水泵控制开始；若目标是水产养殖，则可优先监测 DO、水温、pH、氨氮与设备状态。

Q3：土壤湿度传感器可以直接控制浇水吗？

可以，但通常需要搭配平台与 I/O 控制设备。土壤湿度传感器负责测量数据，平台或控制逻辑负责判断是否达到浇水条件，再由智能控制盒启动水泵或电磁阀。

Q4：土壤 EC 是什么？

土壤 EC 是电导率，常用来观察土壤盐分或可溶性离子变化。它可以作为水肥管理与土壤状态观察的参考，但不能直接等同于某一种肥料或养分浓度。

Q5：NPK 传感器可以取代土壤检测吗？

不建议完全取代。现场型 NPK 传感器较适合作为趋势观察与教学应用；若需要正式施肥建议或土壤改良规划，仍建议搭配实验室土壤检测与专业判读。

Q6：鱼塘最重要的水质传感器是什么？

通常会优先看 DO 溶氧、水温、pH、EC／盐度与氨氮。若是高密度养殖或夜间风险较高的场域，也建议搭配增氧设备状态监测与断电报警。

Q7：学校食农教育适合装哪些传感器？

学校可以先从学生容易理解的传感器开始，例如土壤湿度、空气温度、空气湿度、雨量、日照，再依课程需求加入自动浇灌控制。这些数据最容易和植物生长、浇水实验、晴雨天比较与 STEM 教学联系起来。

Q8：农业传感器导入前最重要的是什么？

最重要的是先确认场域问题与数据用途。不同目标需要不同传感器组合，例如灌溉、施肥、水产养殖、温室环控、食农教育或环境监测，都有不同的数据需求。传感器只是第一步，还要一起规划供电、通信、平台、报警、维护与后续控制。

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参考资料

• 台湾农业部，《2023 年农业信息科技应用发展第二期电子报》。
• 台湾农业部农业科技专案计划服务网，《智能农业技术及其应用文献回顾（下）》。
• USDA NRCS, Soil Health Assessment。
• FAO, Importance of Water Quality Parameters and Monitoring Activities。
• 农业知识入口网，《监测站感测数据实时传输设备介绍》。