风速传感器在农业气象环境方面的应用

农业生产离不开气候环境, 时时监测环境的变化, 准确地把握农时, 对确保农业丰收至关要。近年来，随着现代化科技技术的不断发展，当前设施农业已成为解决上述关键问题的一种农业新兴产业。设施农业是借助温室及其配套装置来调节和控制作物生产环境条件的新农业生产方式，是农业摆脱自然制约的有效手段，是对常规农业的革命性发展，是高产、高效、优质和技术密集型的农业。例如以色列、荷兰等国在设施农业中研究和生产方面已达到很高水平。然而在设施农业中，如何获取信息以调节农作物生长环境显得极为重要。其中涉及到关键技术中信息获取手段是最重要的关键技术之一。因此，开发性能价格比高的设施农业用传感器是当务之急。

传感器技术作为新世纪的发展方向，传感器在农业中的广泛应用。在农业生产中，自然界的光、热、水、气的某种组合对某项生产有利，就形成有效的农业自然资源。农作物生产需要适宜的温湿度，而传感器可以采集与控制大棚中的温度与湿度参数，使其更符合农作物发展需求。其次传感器可以对土壤的干燥度进行检测，来指导农业灌溉，在节约水资源的同时保证农作物的生长。一般可以利用干燥度传感器进行土壤检测。光合作用对于农作物生长至关重要，因此对大棚中的光照度进行控制就十分必要了。采用光传感器可以控制人工光照的强度，创造良好的生长环境。光合作用还需要二氧化碳的参与，因此可以利用气体传感器来控制大棚中二氧化碳浓度，帮助农作物生长。还可以利用生物传感器对土壤养分，如有机质、pH值、氮、磷、钾以及交换性钙和镁等进行检测，以提升农作物产量。这使得传感器在设施农业中逐渐应用，其重要性也在不断凸显。

除了自然界的光、热、水、气对农业生产有利此外风也是农业生产的环境因子之一。中国盛行季风，对作物生长有利。在内蒙古高原、东北高原、东南沿海以及内陆高山，都具有丰富的风能资源可作为能源开发利用。其中风速适度对改善农田环境条件起着重要作用。近地层热量交换、农田蒸散和空气中的二氧化碳、氧气等输送过程随着风速的增大而加快或加强。风可传播植物花粉、种子，帮助植物授粉和繁殖。风能是分布广泛、用之不竭的能源。但是万物都有利弊风对农业也会产生消极作用。它不仅能传播病原体，蔓延植物病害。高空风还是粘虫、稻飞虱、稻纵卷叶螟、飞蝗等害虫长距离迁飞的气象条件。大风使叶片机械擦伤、作物倒伏、树木断折、落花落果而影响产量。不仅如此大风还会造成土壤风蚀、沙丘移动， 而毁坏农田。在干旱地区盲目垦荒，风将导致土地沙漠化。牧区的大风和暴风雪可吹散畜群，加重冻害。地方性风的某些特殊性质，也常造成风害。由海上吹来含盐分较多的海潮风，高温低温的焚风和干热风，都严重影响果树的开花、座果和谷类作物的灌浆。防御风害，多采用培育矮化、抗倒伏、耐摩擦的抗风品种。营造防风林，设置风障等更是有效的防风方法。

正常的风对农业生产很有作用的，所以对风速和风向进行测量对农业也会有很大的帮助。因此需要对农业气象和环境进行适时监测，监测所用传感器主要有电容式或应变式传感器构成的气压传感器、电阻式传感器构成的风向传感器、基于热量转移原理或差压原理构成的风速传感器是一种可以连续测量风速和风量（风量=风速x横截面积）大小的常见传感器，是农业气候自动监测站风的参数测量的重要设备。

其中法国LCJ Capteurs 超声波风速传感器 – CV7-OEM是工釆网最新最精确的坚固型风速传感器，可通过紧凑的风传感器实现较高的准确度和连续的风速风向数据收集。无需维护，能够在最极限条件下达到最高标准操作水平，此外关于声音方面，声音则是在交叉口由流动的物体传输。传输是是由电子声学传感器(1)用超声波信号(2)在他们之间通信，沿着正交轴， 由风速(3)引起声波传输时间不同。法国LCJ Capteurs 超声波风速传感器 – CV7-OEM则是在他们之间通信传输 4 种不同的测试，然而测试得到的食量头部风用于计算。结合测量计算出风速和根据基轴计算出风向。温度测量则是用于校准。传感器的设计减小倾角的影响(4)（传感器倾角的影响能被部分校正是由于传感器空间的形状） 。另一方面CV7 还可以传输了4 个独立的测试数据以保证检查用于头风矢量计算的正确性，这个方法给出了 0.15m/S的风速灵敏度，卓越的线性度，可达到 40m/S。该风速传感器实时监测农田时的风速和风量并与数据采集控制模块相连，通过无线模块将数据远距离传输到气象数据分析软件中分析并显示出来，从而实现了农业气候中的风速监测，利于农业的安全生产。并且可广泛应用于农业、国防和航空航天气象领域，比如无人机、地面发射及回收站、配套气象站等。