北达科他州农业气象网络坎贝尔数据记录器和传感器用于环保监测系统

北达科他州的农业在全国作物产量中排名靠前:硬质小麦和春小麦、大麦、向日葵、亚麻和所有可食用豆类产量第一，燕麦和所有小麦产量第二，马铃薯产量第三，黑麦和甜菜产量第四。为了保持这些排名，我们的农业必须在疾病、昆虫和其他拮抗因素不可预测的攻击下继续生产大量优质作物。

施用农药是农民控制作物病虫害的主要手段，尽管在环境方面有争议。科学家们已经确定了控制某些生物发育的关键天气条件，并编写了程序来模拟或模拟这种关系。通过使用当前的天气数据作为输入，计算机模型可以准确地跟踪特定的疾病或生物体的发育阶段。根据这些信息，农民知道是否和何时喷洒农药，最大限度地减少潜在的健康问题和因喷洒飘移引起的诉讼，这一直是农药使用的问题。

1989年，气象监测系统在北达科他州六个农业试验站的John W. Enz的监督下安装。今天，这个系统已经发展到50个气象站，被称为北达科他州农业气象网络(NDAWN)。NDAWN的站点遍布整个州，提供了农药应用的关键数据。这是一个环保的电子天气监测系统，由来自NDSU土壤科学气候学部门的John Enz(教授)、Radu Carcoana和Greg Brockberg(研究专家)管理。该系统收集的数据被越来越多的个人和机构用于各种各样的目的。

标准气象站测量空气温度和相对湿度Vaisala HMP35C传感器、风速和风向,遇到一个014和024个传感器,太阳辐射与LI-COR LI200S和LI200X日射强度计,雨量与德州电子TE525翻斗式雨量计、气压与Vaisala PTA427传感器,用热电偶或热电阻器在裸露和草皮覆盖条件下10厘米深处的土壤温度。41台CR10数据记录器和9台21Xs每小时和每天记录和汇总数据。所有站点都通过电话访问:37个站点使用DC112电话调制解调器(7个站点使用移动电话)，11个站点使用VS1语音调制解调器。两个电台通过无线电遥测接入。

语音调制解调器提供即时天气数据(风速和风向、温度、相对湿度和自午夜以来的降雨量)。这些数据可以帮助农民判断地面或空中喷洒农药是否符合法定的天气条件。

季节传感器安装在几个站点，以监测特定的参数。成熟甜菜冠层(离地面一英尺)下的温度和相对湿度用额外的HMP35C来测量。几个额外的热敏电阻被用来测量收获时甜菜根和树冠的温度。太阳辐射是计算作物潜在蒸散量的一个重要参数。PET被用来计算每天和每周的作物用水量，这有助于农民决定何时和如何灌溉。

除了基本的测量外，特殊的研究项目还要求某些基站通过坎贝尔的AM416多路复用器监测其他变量。在与ND交通部的一个联合研究项目中，在两个地点，温度在高速公路路面下14处深度(最多10英尺)进行监测。地下水水位通过水井进行监测，这是新南威尔士州大学在谢耶内国家草原长期研究项目的一部分。作为一项正在进行的研究项目的一部分，在该州13个监测站的12个深度(最多6英尺)每小时测量一次土壤温度。在另一个地点，测量了朝北和朝南斜坡位置的土壤温度。

为了提供准确、可靠的数据(因为坏数据比没有数据更糟糕)，我们集中精力资助和开发了一个紧急的质量控制(QC)和预防性维护(PM)程序。QC由两个日常数据质量控制过滤器支撑。其中一项是由位于内布拉斯加州林肯市的高原气候中心(High Plains Climate Center)执行的，该中心也检索每日数据。第二步是由NDSU的研究专家进行。PM最大限度地减少了站点停机时间和费用，但需要大量工厂校准的备件供应，从额外的夹具和传感器到CR10s和21Xs。

每个站点每年都要进行一次标准检查。我们还维护在每个站点发生的所有行动和事件的详细日志。除了标准的检查之外，还有一些紧急情况(除了雷击、日射仪上的鸟粪或雨量计漏斗里的粪便，或太阳能电池板上的雪)需要额外的旅行。

与坎贝尔科学公司的应用工程师的合作以及他们的电话可用性在查明问题方面是非常宝贵的。他们在解决许多具体和不寻常的情况方面的贡献是至关重要的。有一次，在四人电话会议的合作过程中，电话线路出现了问题。保罗是ND国民警卫队的环境专家(加油站的老板)，他当时在车里，约翰在办公室里用电脑监控着加油站，拉杜和电话公司的哈里斯在加油站，坎贝尔科学公司的应用工程师巴特在犹他州的洛根。

这是尖端技术。