一、方案概述
目前，我国国土的分布中草原的环境气象条件在很大程度上决定着草原的地理分布、种群结构和生产力水平，是影响草原生态环境重要且活跃的因素之一。环境气象不仅会影响牧草的生长，同时还会对放牧、禁牧及牧草生态产生重要影响。
智慧草原环境气象监测系统解决方案采用物联网、传感器、大数据及云计算等技术，结合户外气象站构建草原环境气象监测系统，同时通过智能模块实现草原气压、风向、雨量等气象要素及土壤温湿度等数据的精确采集，并通过GPRS将所有数据发送至草原环境气象监控平台，实现对草原环境气象的自动化智能监测。
二、系统组成
智慧草原环境气象监测系统是主要针对草原监测用户的一种实用型自动监测系统，集“气，水，土三大战役”的监测参数，构建“陆海统筹、天地一体”的生态环境监测平台。整套系统由感知层、平台层和应用层三部分组成。智慧草原环境气象监测系统总体架构由感知层、传输层、服务层、应用层以及标准规范和运行保障体系组成。可根据草原范围和实际情况，灵活扩展，通过与Internet相连，便于共享资源，实现内部与外部的良性互动。
感知层：采用先进的测控系统方案，由安装在各个草原采集监控点的远程监控终端（含各种环境传感器和无线通信终端）作为分布式控制节点站，并使用4G/5G 无线通信技术对单点数据进行采集和传输。
传输层：传输层是该系统数据传输的核心，主要功能是将设备层采集的数据通过GPRS、4G/5G、NB-IoT等网络模式传输至系统平台，同时转发应用层的控制命令，实现系统功能的交互。
服务层：由物联网设备管理平台组成，实现数据的汇集与管理，为管网监测平台及其他应用平台提供专业、便捷的数据接口服务。
应用层：应用层为监测平台及第三方应用平台，实现对草原环境气象监测系统的监测点位置、设备类型和实时数据的实时监测，还可以通过手机、Pad、计算机等信息终端向管理者推送实时监测及报警信息，方便工作人员及时管理草原生态，提高草原生态效益平衡能力。
三、系统功能
1、监测站点分布
系统配有GIS地图，可显示当前所有监测站点的分布地理位置，方便管理者确定监测站位置，如发生报警超标事件，可第一时间定位站点位置。
2、实时在线监控
自动气象站选用高精度测量单元，对草原上温湿度、气压、雨量、等多项气象要素及土壤数据进行实时数据采集。生态环境在线监测系统可通过传感器设备，例如在线实时温湿度、光照度等数值、土壤环境、空气质量、土壤水分等参数的变化情况。
3、监测预警
云平台能够对自动气象站的供电及通讯状态，传感器的稳定性等进行实时跟踪监测；通过云平台设置风速、风向等各参数的限值，若接收的风速等实时数据超过平台设置的限值，系统就会第一时间通过警报、短信等方式给管理人员发送预警信息，并给气象部门单位提供精准的数据支持。系统将发送报警信息通知用户，以便快速处理，将影响减至最低。
4、数据分析查询
草原在线监测系统，7*24小时实时监控，自动采集，无需人工看顾。平台自动接收户外气象站远程上传的所有数据，并在前端界面通过数字、曲线、仪表盘等形式实时更新显示，同时自动存储历史数据及其他数据，支持管理人员随时随地分时间段查看、下载、打印所有的历史数据。
5、视频监控
系统可对监控区域进行24小时全天候远程实时监控，对监测站附近的环境变化以及灌溉系统、水肥一体化情况通过视频观测了解实际情况。
四、系统特点
◆全面监测草原各方面环境要素, 气象、水环境、土壤环境、病虫害监测、水肥一体化、空气环境质量等。
◆设置草原预警发布系统，辅助草原区应急管理。
◆云服务平台，B/S 架构软件平台，可随时查看、下载和在线分析数据。
◆利用国际先进技术，保证传感器的精度，稳定性，和环境耐受力。
◆遥测终端数采高度集成传统的数据采集器，数据传输单元，电池等，IP67 防水，野外耐受能力极强。
◆数据有RTU ，网关和服务器三级缓存，断点数据主动续传，保证数据的完整不丢失。
◆支持数据传输协议加密，保证数据传输安全，不被恶意截获和解析。
◆平台功能强大，运行稳定，界面友好，画面精致。
五、系统意义
智慧草原环境气象监测解决方案对科学利用草场资源，实现草畜的动态平衡和确定合理的家畜存栏数，发挥草原生态效益，保障草原牧业可持续发展，具有十分重要意义。
