高标准农田监测系统的基本原理是利用物联网、大数据、传感器、云平台、无线通信网络等先进技术，实时对农田的气象环境（包括空气温湿度、风速、风向、降雨量、光照度、二氧化碳）、土壤环境（土壤酸碱度、土壤温湿度、土壤氮磷钾含量）、病虫害发生情况（害虫的形态、数量、种类等）进行监测。系统通过传感器设备，实时监测农田的各类参数，为农业生产提供精准的数据支持。 
 

高标准农田监测系统由感知层、平台层和应用层三部分组成。  

1.感知层  

感知层由传感器、气象站、微型空气监测站、灌溉监测系统、土壤监测站、病虫害监测、视频监控等前端监测设备组成，并通过无线网络把各个监测设备的监测数据传送到中心平台。这些传感器提供高精度的测量数据，帮助农户全面了解农田的气象状况。  

2.平台层  

平台层接收到来自感知层的实时数据进行分析，利用大数据分析进行数据处理和归集整理。平台层通过实时数据采集和无线传输技术，将监测到的气象数据传输到数据中心或云平台。农户可以通过手机应用或网页等方式实时访问和管理气象数据，及时了解农田的气象状况。  

3.应用层  

应用层可以GIS方式直观、形象的实时显示各监测点位和整个区域的空气质量状况，以及污染物浓度水平、田间虫情、精准灌溉系统、土壤含水量、水肥一体化、灾情苗情监测。并提供异常报警、区域气象环境变化趋势等多种服务。  

高标准农田监测系统的功能  

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  

生态环境在线监测系统可通过传感器设备，例如在线实时气温、湿度、风力、空气二氧化碳含量、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  

通过系统平台，用户可设置所监测参数的安全值域，一旦前端传感器监测到某处虫情监测/土壤水分/作物需肥/灌区水量参数超过安全值域，系统将发送报警信息通知用户，以便快速处理，将影响减至低点。  

4.数据分析查询  

农田在线监测系统，7*24小时实时监控，自动采集，无需人工看顾。系统自动生成数据图表，用户可直观了解农田生态环境变化情况。采集数据可保存，随时查看历史数据，并可用于分析，打印存档。  

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。  

系统特点  

1.全面监测农田各方面环境要素  

系统可以全面监测农田的气象、水环境、土壤环境、病虫害监测、水肥一体化、空气环境质量等各方面环境要素。  

2.设置农田预警发布系统  

系统可以设置农田预警发布系统，辅助农田区应急管理。  

3.云服务平台  

系统采用B/S架构软件平台，可随时查看、下载和在线分析数据。  

安装方法

钻孔法：

1. 取土钻钻头、手柄、支杆，完成后将取土钻竖直于地面，双手紧握手柄顺时针下压慢速转动。(注意：不要太用力，务必慢速多转几圈，防止钻头跑偏至孔洞打歪)

2. 将取土钻从孔洞中取出，放到盆子里，用工具把钻出的土收集到盆子里以用来和泥浆。(注意：第一钻土因为杂质过多，不做收集)

3. 反复持续上述打孔、取土，并在此过程中尝试性地将传感器轻放入孔洞中(请勿将设备用力触底)，以测试孔洞的深度是否合适;若有卡顿，则使用取土钻修正，保证传感器放入、取出都比较顺畅;直到孔深与传感器所标识的安装位置齐平（零刻度线），打孔完成。

4. 挑出盆中土壤杂质，石子、根、不容易溶解的土块等。将土壤搓细，以便和泥浆。

5. 倒入适量水，充分搅拌至粘稠状;壤土泥浆一般不能稠于“芝麻酱”状。

6. 将泥浆慢慢倒入孔洞，大概到孔洞1/2的位置;可根据实际情况酌情增减。

7.将传感器慢慢放入孔洞中，顺时针转动并下压，速度过快可能会导致气泡不能被完l全排出。(注意：再转动下压的过程中不可以上拔传感器，防止气体再次吸入孔中)

8.当传感器安装到正确的深度后，设备周围会溢出一些泥浆，灌浆完成;此时传感器安装深度与洞口齐平。(注意：将传感器周围3CM以外多余的泥浆清除，防止结块影响水分下渗)

掩埋法：使用镐子挖一个埋传感器的深坑，和泥浆将传感器掩埋，处理细节参照钻孔法。