1.养分墒情双维感知

采用 “土壤养分 + 水分” 协同监测架构 ，集成多层土壤墒情传感器（可选 10cm、30cm、50cm 深度）与土壤养分速测模块。土壤墒情传感器基于频域反射（FDR）技术，测量精度达 ±2%（体积含水率）、±5%（电导率）；养分速测模块采用微流控芯片技术，可快速检测土壤中氮、磷、钾、有机质等关键指标，测量精度达 ±5%（相对误差）。双轴追日太阳能板保障设备在不同气候区稳定供电，适配大规模耕地的长期监测需求。

2.边缘智能养分墒情诊断

设备搭载工业级边缘计算模块，本地实现 “养分采集 - 墒情分析 - 施肥灌溉决策”。通过土壤养分丰缺指标体系，结合作物营养需求规律，自动判断土壤养分供应水平；整合墒情数据与作物需水模型，生成 “水肥耦合” 建议方案；支持自定义阈值规则，如 “表层土壤含水率＜15% 且有效氮含量＜80mg/kg 时，触发‘补水追肥’提醒”。

3.自适应能源管理

配置双轴追日太阳能板（转换效率 25.2%）+ 磷酸铁锂电池（200Ah），配套能源孪生算法。根据设备运行负载动态调整功耗：养分速测模块在作物关键生育期高频启动（如小麦拔节期每周 1 次），墒情传感器保持常规采集（10 分钟 / 次）；连续阴雨天气下，优先保障数据传输与关键养分指标监测，确保设备续航≥20 天。

4.即插即用生态扩展

养分与墒情模块采用标准 RS485 接口，可扩展至 8 层土壤深度监测与多种养分指标检测（如中微量元素）；支持 LoRa、4G、北斗短报文等多种通信方式，偏远农田可通过卫星通信传输数据。设备安装采用 “模块化组装 + 快速校准” 设计，农技人员通过专用工具 2 小时内即可完成站点部署与参数配置，适合县域级耕地质量监测网络建设。

1.监测全面 “水肥协同”

相比传统单一墒情或养分监测，该系统实现 “土壤水分 - 养分含量 - 作物需求” 的联动分析。以玉米种植为例，30cm 深度墒情数据反映根系吸水层水分，氮磷钾养分数据评估土壤供肥能力，结合作物需肥需水规律，可提前 10 天预判 “缺肥缺水” 风险，为 “水肥一体化” 提供精准依据，使肥料利用率提升 25%、灌溉水利用率提升 20%。

2.决策落地 “因土施策”

边缘智能诊断让耕地管理从 “经验施肥” 转向 “精准调控”。土壤氮素不足时，系统建议 “追施尿素 15kg / 亩，结合滴灌 5 方 / 亩”；磷钾缺乏时，给出 “基施复合肥 20kg / 亩，墒情适宜时浅耕” 的方案；养分墒情均适宜时，自动触发 “保持当前管理” 提醒，避免盲目投入。

3.运维高效 “全域管控”

模块化设计与智能能源管理大幅降低运维成本。传感器与养分模块平均无故障时间≥12000 小时，运维频率降低 60%；边缘智能分析减少了 95% 的人工采样与实验室检测工作，县级农业部门通过平台即可掌握辖区内所有监测站点的土壤养分墒情等级，实现 “一张图管耕地质量”。

监测指标：土壤体积含水率（0-100%，±2%）、土壤电导率（0-2000μS/cm，±5%）、土壤温度（-20~60℃，±0.5℃）；土壤氮（±5%）、磷（±5%）、钾（±5%）、有机质（±5%）（可选中微量元素）

监测层数：标准 3 层（10cm、30cm、50cm，可扩展至 8 层）

通信方式：LoRa（传输距离≤10km）、4G、北斗短报文（可选）

供电方式：双轴追日太阳能（150W×2）+ 磷酸铁锂电池（200Ah）

环境适应性：工作温度 - 40~70℃，存储温度 - 50~85℃，湿度 0-95% RH（无凝露），防护等级 IP68（传感器）、IP66（设备舱）

外形尺寸：杆高 4-6m，设备总重量≤100kg

云平台服务：支持单账号 1000 + 设备接入，数据存储周期≥10 年，预警响应时间≤3 分钟