Les stations météorologiques agricoles sont utilisées dans les vergers de pommiers.

 Cas d'application de la station météorologique agricole Niubol dans les vergers de pommiers 

 I. Contexte du projet 

Avec le développement rapide de l'agriculture intelligente, la plantation en verger est progressivement entrée dans une ère de gestion « pilotée par les données, orientée vers la précision et visualisée ». Les pommes, en tant que culture économique à haute valeur très sensible aux conditions climatiques, dépendent fortement des changements météorologiques et environnementaux du sol tout au long de leur processus de croissance. Pour réaliser une surveillance en temps réel et une gestion scientifique de l'environnement climatique du verger de pommiers, une grande base de plantation de pommes dans la province du Shandong a introduit le système de station météorologique agricole Niubol. Grâce à la surveillance collaborative multi-capteurs, il fournit un soutien complet aux données environnementales pour le verger, facilitant la plantation scientifique et l'amélioration des rendements. 

Ce système est équipé de plusieurs modules, incluant capteur de vitesse du vent, capteur de direction du vent, capteur de température-humidité-pression atmosphérique, capteur de précipitations en acier inoxydable, capteur d'illuminance, capteur de rayonnement solaire, capteur intégré de température-humidité-conductivité du sol, et capteur de pH du sol, formant un réseau complet de surveillance météorologique et du sol pour le verger. Il permet l'intégration intelligente des données environnementales, météorologiques et du sol.

 II. Configuration des capteurs et introduction aux fonctions 

 1. Capteur de vitesse du vent

 Le capteur de vitesse du vent est principalement utilisé pour mesurer la vitesse du flux d'air dans le verger. Les stades de floraison, pollinisation et développement des fruits des pommiers sont particulièrement sensibles à la vitesse du vent — un vent excessif peut causer la chute des fleurs et des fruits, la casse des branches, tandis qu'une faible vitesse du vent peut entraver la circulation de l'air et favoriser la prolifération des ravageurs et maladies.  

Grâce à la surveillance de la vitesse du vent, le système peut émettre des alertes opportunes avant l'arrivée de vents forts, rappelant aux agriculteurs de renforcer les installations de protection contre le vent ou de prendre des mesures de protection par pulvérisation pour assurer la sécurité des arbres. 

 2. Capteur de direction du vent 

Le capteur de direction du vent est utilisé pour détecter les changements de direction du vent, fournissant une base pour la protection du verger et l'application de pesticides. 

Lors de la pulvérisation de pesticides ou d'engrais foliaires, comprendre la direction du vent peut prévenir efficacement la dérive de la pulvérisation, réduisant le gaspillage et la pollution environnementale. De plus, les données de direction du vent peuvent être utilisées pour analyser les voies de propagation des ravageurs et maladies, offrant des preuves scientifiques pour la prévention et le contrôle des maladies dans le verger. 

 3. Capteur de température humidité pression atmosphérique 

Ce capteur intègre trois éléments météorologiques clés : température, humidité et pression atmosphérique, servant de dispositif central de surveillance pour la régulation climatique du verger.  

- Les données de température aident à déterminer les périodes de floraison et d'épaississement des fruits des arbres, guidant l'utilisation de couvertures anti-gel ou de filets d'ombrage ; 

- La surveillance de l'humidité aide à suivre les changements de sécheresse et d'humidité de l'air, prévenant la croissance de moisissures due à une humidité prolongée ; 

- Les variations de pression atmosphérique aident à prédire les tendances météorologiques, fournissant des références pour l'irrigation et le contrôle des ravageurs du verger.

 4. Capteur de précipitations en acier inoxydable 

Le capteur de précipitations adopte une structure à godet basculant pour une surveillance précise de la quantité et de l'intensité des précipitations. 

Les vergers de pommiers ont des exigences strictes en matière de gestion de l'eau ; des précipitations excessives peuvent entraîner l'engorgement des racines et un approvisionnement insuffisant en oxygène, affectant la qualité des fruits. Grâce aux données de précipitations, le système peut déterminer automatiquement si un drainage est nécessaire ou si l'irrigation doit être suspendue, permettant une planification intelligente de la gestion intégrée de l'eau et des engrais. 

 5. Capteur d'illuminance 

Le capteur d'illuminance mesure l'intensité lumineuse dans le verger. 

La lumière est un facteur clé dans l'accumulation de sucre et la coloration des fruits pour les pommes, avec des besoins variables selon les différents stades de croissance. Les données d'illuminance aident les agriculteurs à décider s'il faut ajuster les méthodes de taille de la canopée, poser des films réfléchissants ou installer des filets d'ombrage, optimisant ainsi la distribution de la lumière, améliorant la qualité des fruits et leur uniformité. 

 6. Capteur de rayonnement solaire 

Le capteur de rayonnement solaire surveille l'énergie rayonnante totale reçue par unité de surface, reflétant l'apport énergétique global du verger. 

Ces données sont cruciales pour évaluer l'intensité de la photosynthèse, les taux de transpiration et la vitesse de développement des fruits. Combinées aux données de température et d'humidité, les agriculteurs peuvent identifier précisément les « risques de brûlures solaires » et prendre des mesures préventives à l'avance pour éviter que le rayonnement à haute température n'endommage la peau des fruits. 

 7. Capteur intégré de température-humidité-conductivité du sol 

Il s'agit d'un capteur multifonctionnel intégrant la surveillance de la température, de l'humidité et de la conductivité (EC) du sol, servant de dispositif clé pour l'irrigation et la fertilisation précises dans les vergers.  

- La température du sol affecte l'activité d'absorption des racines et le métabolisme microbien ; 

- L'humidité du sol détermine les cycles d'irrigation et la régulation de l'eau ; 

- La conductivité (EC) reflète la teneur en sel du sol, prévenant les « dommages salins » dus à une fertilisation prolongée. 

Grâce à la collecte et l'analyse des données en temps réel, le système peut ajuster automatiquement la durée d'irrigation et la concentration d'engrais en fonction des seuils, réalisant une application précise de l'eau et des engrais.

 8. Capteur de pH du sol 

Le pH du sol est un indicateur important affectant la capacité d'absorption des racines des pommiers et l'équilibre nutritionnel. Différents niveaux de pH influencent la solubilité des éléments comme le calcium, le fer, le manganèse et le magnésium, pouvant causer des problèmes tels que la « maladie des feuilles jaunes » ou la « rouille des fruits ». 

Grâce à la surveillance du capteur de pH du sol, les agriculteurs peuvent appliquer scientifiquement de la chaux ou du sulfate ferreux pour maintenir le pH du sol dans la plage optimale de 6,0–6,8, améliorant ainsi la santé des arbres et la saveur des fruits. 

Capteur de température humidité pression atmosphérique	Anémomètre capteur de vitesse du vent	Capteur de direction du vent	Pluviomètre
Capteur d'illuminance	Capteur de rayonnement solaire	Capteur de température humidité du sol	Capteur de pH du sol

 III. Installation et fonctionnement du système 

La station météorologique agricole Niubol adopte un design modulaire et est installée dans une zone ouverte au centre du verger de pommiers, évitant les obstructions des bâtiments et des grands arbres pour assurer la représentativité des données. 

Tous les capteurs sont connectés à l'hôte d'acquisition de données via le bus RS485, l'hôte téléchargeant les données en temps réel vers la plateforme cloud via le réseau 4G. Les agriculteurs peuvent se connecter via des téléphones mobiles ou des ordinateurs pour visualiser les données en temps réel sur la température, l'humidité, les précipitations, la lumière, la vitesse du vent, l'état du sol, etc., tout en recevant des alertes automatisées. 

Lors de l'installation, les techniciens déploient des points de surveillance en fonction du terrain du verger, respectant les normes pour les positions des capteurs de vitesse du vent, de lumière et du sol. Tout l'équipement présente un indice de protection IP65, permettant un fonctionnement stable sous la pluie, la neige, la chaleur extrême et des environnements à forte humidité.

 IV. Effets d'application 

Depuis la mise en service de la station météorologique agricole Niubol, le verger est passé de la « plantation basée sur l'expérience » à la « plantation pilotée par les données ». Grâce à l'analyse de liaison multi-paramètres, les gestionnaires peuvent :  

- Prédire précisément les risques de gel et prendre des mesures de protection à l'avance ; 

- Ajuster automatiquement l'irrigation en fonction de l'humidité du sol, réalisant plus de 30 % d'économies d'eau ; 

- Ajuster les stratégies de taille selon l'intensité lumineuse, améliorant l'uniformité de la coloration des fruits de 20 % ; 

- Réduire efficacement l'incidence des ravageurs et maladies grâce à l'analyse intégrée des données météorologiques et du sol ; 

- Établir une base de données climatique annuelle pour soutenir l'amélioration des variétés et l'optimisation des modèles de culture.

Résumé 

L'application réussie de la station météorologique agricole Niubol dans les vergers de pommiers démontre pleinement la valeur de la technologie IoT dans l'agriculture moderne. 

Grâce à la surveillance en temps réel et à l'analyse intelligente des éléments clés tels que le vent, la lumière, la température, l'humidité, la pluie et le sol, les agriculteurs peuvent non seulement saisir les changements microclimatiques du verger, mais aussi réaliser une irrigation précise, une fertilisation scientifique et des alertes de maladies. L'introduction de ce système améliore non seulement le rendement et la qualité des pommes, mais fournit également une base de données solide pour les opérations durables du verger. À l'avenir, Niubol continuera à promouvoir des solutions d'agriculture intelligente, offrant un soutien de surveillance environnementale efficace et fiable pour plus de vergers, fermes et projets de recherche agricole.