HOBOnet Carbon Node 碳水通量綜合氣象監測網絡

面向氣候智慧決策的綜合監測網絡

Carbon Node 碳水通量綜合氣象監測網絡，在Carbon Node碳水通量監測中，通過無線通信方式集成入土壤含水量、太陽輻射、降水等關鍵環境參數。全部碳水通量數據及環境數據由IoE 模塊統一采集、并上傳至 LI-COR Cloud 云數據管理平臺，實現數據的集中管理、實時同步與無縫融合。

碳水通量與重要環境參數的綜合測量，可構建更為全面、系統的碳水通量監測方案，顯著提升碳水通量監測數據的準確性、降低結果的不確定性、強化 MRV機制，為土地管理與碳核算制定更為精準、可靠、氣候智慧的決策

系統優勢

●  氣象傳感器可直接集成入Carbon Node碳水通量網絡監測系統

●  易于擴展，以提升生態系統和微氣候監測的準確性

●  結合土壤水分、太陽輻射、大氣溫度等參數，更準確的解讀碳水通量數據

●  綜合環境數據背景信息，降低NEE估算的不確定性

●  更深入的理解生物圈—大氣相互作用機制，特別是天氣變化及降雨事件期間的生物動態響應過程

●  支持通量貢獻區建模和數據質量控制（QA/QC），確保通量數據準確反映站點差異

●  氣象與碳水通量測量硬件整合：節省成本、布設簡潔、安裝快速、系統穩定可靠

●  氣象與碳水通量數據統一上傳和管理：數據實時同步、無縫融合，單賬戶管理、簡化儀器設置及數據處理

●  戶外設計，堅固耐用，IP 67 防護等級：降低數據損失風險，減少維護需求；

系統構成

LI-720碳水通量分析儀		物聯網（IoE）模塊		LI-COR Cloud云軟件
采用渦度相關通量測量技術，同時測量CO2通量、潛熱通量、感熱通量以及其它生物氣象要素參數。		應用物聯網技術，連接傳感器和LI-COR Cloud，使數據采集和分析過程大為簡化。該設計獲得了“2025年物聯網突破獎”。		功能包括：遠程系統管理；數據質量控制；數據插補；數據查看、共享、設置、自動處理；數據預測；等等。
HOBOnet 通信模塊		土壤水分/溫度/電導率傳感器		太陽總輻射傳感器
連接傳感器和IoE模塊，支持多達 50 個傳感器，實現數據集中采集。		測量土壤含水量、溫度和電導率，支持蒸發監測及土壤 CO2 排放分析。
降雨傳感器		空氣溫濕度傳感器
測量降雨強度和總降水量，為降雨空間差異提供數據支持。		測量環境空氣溫度和相對濕度，為局地蒸散發（ET）分析提供數據支持。

技術參數

Carbon Node

LI-720一般參數

重量: 2.02 kg

供電:

● 工作電壓：9 – 33 VDC

● 功耗: 1.5 W

數據傳輸:

● SDI-12（處理后數據，連接IoE）

● RS-232 (10 Hz 原始數據，連接數采)

工作溫度: -25 – 50 °C

GPS：位置信息、時間同步，用于邊緣通量數據處理

磁力計：輸出儀器相對于磁北的方位

加速度計：輸出儀器傾斜度

LI-720 CO₂ 測量

校準范圍: 0 – 1500 ppm

準確度: < 1.5% 讀數

零點漂移 / °C:

● 典型值：± 0.15 ppm

● 最 大值：± 0.3 ppm

RMS 噪聲(典型值@400 µmol mol^-1 CO₂)：

@10 Hz: 1.0 ppm

對 H₂O 的直接靈敏度（mol CO₂ /mol H₂O）:

● 典型值：± 2.00E-05

● 最 大值：± 4.00E-05

LI-720 H₂O 測量

校準范圍: 0 – 60 mmol mol^-1

準確度: <1.5% 讀數

零點漂移 / °C:

● 典型值：± 0.03 mmol mol^-1

● 最  大值：± 0.05 mmol mol^-1

RMS 噪聲 (典型值 @ 10 mmol mol^-1 H₂O):

@10 Hz: 0.05 mmol mol^-1

對CO₂ 的直接靈敏度（mol H₂O / mol CO₂）：

● 典型值：± 0.02

● 最  大值：± 0.05

LI-720風速測量

測量軸：U（東西向）、V（南北向）、W（垂直向）

測量范圍: 0 – 30 米/秒 (水平風速)

垂直風速零點漂移: ± 0.06 米/秒

垂直風速RMS 噪聲:

● <0.1 米/秒 @ 5米/秒；

● <0.15 米/秒 @ 15 米/秒

超聲溫度準確度:

偏移± 0.7°C @ 20°C  

LI-720 BIOMET 生物氣象參數測量

光合有效輻射:

● 測量范圍: 0 – 3000 µmol m^-2 s^-1

● 準確度: ± 5%讀數

● 余弦矯正: 入射角75°

空氣溫度:

● 測量范圍: -40 – 60°C?

● 準確度: 空載時 ± 1.5°C

氣壓:

● 測量范圍: 50 – 110 kPa?

準確度: ± 0.2 kPa （典型值）

空氣相對濕度:

● 測量范圍: 0 – 100%?（非冷凝）

● 準確度: ± 1%（典型值）

IoE模塊

通信標準：LTE CAT1

上傳頻率：每30分鐘向LI- COR Cloud 上傳1次數據

SDI-12接口：2個

● 輸出電壓：12 V

● 電流：2.5 A

軟件/固件接口：Micro-B USB  

顯示屏：35 x 55 mm; 單色

數據：

● 存儲：Micro SD, 8 GB;

● 傳輸：網絡中斷時數據暫存、恢復后續傳；

● 格式：txt；CSV

GNSS (GPS) 支持: 提供時間同步和位置信息

顯示屏：35 × 55 mm單色屏

工作溫度：-25–50℃

工作濕度：0–95%（無冷凝）

存儲溫度：- 40–65℃（相對濕度85%）

防護等級：IP 24

外殼阻燃等級：UL94-V-0

HOBOnet 通信模塊

傳感器連接: 無線，采用 MQTTS 協議實現安全數據傳輸

可接傳感器: 空氣溫/濕度、土壤水分、風速/風向、太陽總輻射、降雨、葉面濕度，等等

數據采集: 將氣象傳感器數據采集至 IoE 模塊，并由IoE模塊發送至LI-COR Cloud云數據管理平臺

傳感器容量: 支持多達 50 個傳感器節點無線連接，數據記錄最短間隔為 1 分鐘

恢復模式: 連接暫停時數據存儲在傳感器中，恢復后續傳

防護等級: IP 67

電池壽命: 可更換；2年以上；寒冷地區鋰離子壽命約 1 年

無線傳輸距離: 450–600 米（1,500–2,000 英尺），最多支持5跳通信

云端數據整合: 通過 LI-COR Cloud 實時同步多傳感器數據

土壤水分/溫度/電導率

土壤水分：體積含水量（VWC）

測量范圍*: 0.00–0.70 m³/m³（礦質土壤）

精確度:

● 典型：± 0.030 m³/m³ （±3%）@ 0–50°C

● 針對特定土壤校準后測量：±0.020 m³/m³（± 2%）

分辨率: 0.001 m³/m³

介電常數測量頻率: 70 MHz

土壤溫度

測量范圍: -40–60°C（-40–140°F）

準確度:

● -40–0°C (-40–32°F): ±0.5°C (0.9°F)

● 0–60°C (32–140°F): ±0.3°C (0.54°F)

分辨率: 0.1°C (0.18°F)

土壤電導率

測量范圍: 0–20 dS/m（整體電導率）

準確度:

● 0–10 dS/m: 讀數±5% + 0.01 dS/m

● 10–20 dS/m：讀數 ±8%

分辨率: 0.001 dS/m

無線節點

工作溫度: 充電電池：-25–60°C（-13–140°F）鋰電池：-40–70°C（-40–158°F）

發射功率: 12.6 mW（+11 dBm），不可調

可靠傳輸距離（視距條件下）:

● HOBOnet安裝高度 1.8 m（6 ft）：457.2 m（1,500 ft）

● HOBOnet安裝高度 3 m（10 ft）：609.6 m（2,000 ft）

無線數據通信標準: IEEE 802.15.4

無線電工作頻率:

RXW-T12-900: 904-924 MHz

RXW-T12-868: 866.5 MHz

RXW-T12-921: 921 MHz

RXW-T12-922: 916-924 MHz

調制方式: OQPSK（Offset Quadrature Phase Shift Keying，偏移正交相移鍵控）

傳輸速率: 250 kbps，不可調

占空比: <1%

記錄間隔: 1 分鐘–18 小時

數據通道數: 4

電池類型/供電:

● 兩節 AA 1.2V 可充電 NiMH 電池，內置太陽能板供電

● 或兩節 AA 1.5V 鋰電池（-40–70°C）

電池壽命:

● NiMH 電池: 典型 3–5 年（溫度 -20–40°C、朝向太陽布置（詳見說明書），不符合該條件則壽命減少）

● 鋰電池：典型1 年

內存: 16 MB

防護等級: IP67, NEMA 6

整體參數

傳感器工作溫度：符合 IEC IP55 標準; -40–60°C（-40–140°F）

外形尺寸:

● 傳感器: 7.47 × 9.4 × 2.39 cm (2.94 × 3.7 × 0.94 in.)

● 探針長度: 5.4 cm (2.13 in.)

● 探針直徑: 0.32 cm (0.13 in.)

● 線纜長度: 5 m (16.4 ft)

● 節點: 16.2 × 8.59 × 4.14 cm (6.38 × 3.38 × 1.63 in.)

重量:

● RXW-T12-xxx 傳感器及電纜: 共245 g (8.64 oz)

● 節點: 223  (7.87 oz)

材料:

● 傳感器: ASA 塑料外殼，聚氨酯環氧填充，不銹鋼銷釘

● 電纜: PVC，抗UV、防鼠

● 節點: PCPBT，硅橡膠密封

注：

*    如有需要（例如：測量土壤類型為非礦質土壤，或測量精度要求高于標準精度），用戶可對 HOBOlink 的導出數據應用相應的校準方程進行校準。體積含水量（VWC）的有效測量范圍取決于所應用的校準方程。

**  如果傳感器探針未全插入被測土壤，溫度測量則需要較長的平衡時間，有可能影響到準確度。

空氣溫度/相對濕度

溫度傳感器

測量范圍: -40–75°C（-40–167°F）

準確度:

● -40–0°C：±0.25°C（±0.45°F）

● 0–70°C：±0.20°C（±0.36°F）

● 70–75°C：±0.25°C（±0.45°F）

分辨率: 0.02°C（0.036°F）

漂移: <0.01°C / 年（0.018°F / 年）

響應時間（典型，達到變化量的90%）: 6分30秒（配RS3-B 太陽輻射防護罩，風速 1 m/s ）

相對濕度傳感器

測量范圍: 0–100% RH（-40–75°C / -40–167°F）（當溫度低于 -20°C（-4°F）、或濕度高于 95% RH 時， RH誤差可能暫時增加約 1%）

分辨率: 0.01% RH

漂移: 典型 < 1% / 年

準確度（25°C /77°F）:

● 10-90% RH:  ±2.5% (典型)；±3.5% (，含遲滯)

● <10%>90% RH：±5 % （典型）

響應時間（典型，達到變化量的 90%）: 30秒（配RS3-B 太陽輻射防護罩，風速 1 m/s ）

無線節點

工作溫度:

● 充電電池：-25–60°C（-13–140°F）

● 鋰電池：-40–70°C（-40–158°F）

發射功率: 12.6 mW（+11 dBm），不可調

可靠傳輸距離（視距條件下）:

● HOBOnet安裝高度 3 m（10 ft）：609.6 m（2,000 ft）

無線數據通信標準: : IEEE 802.15.4

無線電工作頻率: RXW-THC-922: 916–924 MHz

調制方式: OQPSK（Offset Quadrature Phase Shift Keying，偏移正交相移鍵控）

傳輸速率:  250 kbps，不可調

占空比:  <1%

記錄間隔: 1 分鐘 -18 小時

數據通道數: 3

電池類型/供電:

● 兩節 AA 1.2V 可充電 NiMH 電池，內置太陽能板供電

● 兩節 AA 1.5V 鋰電池（-40–70°C）或（-40–158°F）

電池壽命:

NiMH 電池: 典型 3–5 年（溫度 -20–40°C、朝向太陽布置（詳見說明書），不符合該條件則壽命減少）

內存: 16 MB

材料: PCPBT，硅橡膠密封

防護等級: IP67，NEMA 6

整體參數

電纜長度: 2 m（6.56 ft）

重量: 傳感器及電纜共110 g（3.88 oz）

降雨量

測量范圍: 0–10.2 cm/h（0–4 in./h），單個記錄周期內翻斗計數為 4,000 次

準確度:

● 0.2–50.0 mm/h (0.01–2.0 in./h): ± 4.0%，±1 翻斗計數

● 50.0–100.0 mm/h (2.0–4.0 in./h): ± 5.0%，±1 翻斗計數

分辨率: 0.01 in. (0.254 mm）

工作溫度:

● 可充電電池：- 25–60°C（-13–140°F）

● 鋰電池：-40–70°C（-40–158°F）

無線節點

發射功率: 12.6 mW（+11 dBm），不可調

可靠傳輸距離（視距條件下）:

● HOBOnet安裝高度 1.8 m（6 ft）：457.2 m（1,500 ft）

● HOBOnet安裝高度 3 m（10 ft）：609.6 m（2,000 ft）

無線數據通信標準: : IEEE 802.15.4

無線工作頻率:

RXW-RGF-900: 904-924 MHz

RXW-RGF-868: 866.5 MHz

RXW-RGF-922: 916-924 MHz

RXW-RGF-921: 921 MHz

調制方式: OQPSK（Offset Quadrature Phase Shift Keying，偏移正交相移鍵控）

傳輸速率: 250 kbps，不可調

占空比: < 1 %

記錄間隔: 1 分鐘 -18 小時

數據通道數: 2

電池類型/供電:

● 兩節 AA 1.2V 可充電 NiMH 電池，內置太陽能板供電

● 兩節 AA 1.5V 鋰電池（-40–70°C）或（-40–158°F）

電池壽命:

● NiMH 電池；典型 3–5 年（溫度 -20–40°C、朝向太陽布置（詳見說明書），不符合該條件則壽命減少）

● 鋰電池：典型1年

內存: 16 MB

整體參數

外形尺寸：

● 傳感器: 開口直徑 16.5 cm × 高 24 cm（6.5×9.5 in.）；

● 集水面積：214 cm²（33.2 in²）

● 電纜長度: 2 m (6.6 ft)

● 節點: 16.2 x 8.59 x 4.14 cm (6.38 x 3.38 x 1.63 in.)

重量:

● 傳感器及電纜：共1.2 kg（2.7 lbs）

● 節點：223 g（7.87 oz）

材料:

● 傳感器: 外殼為抗UV ABS 塑料；翻斗機械裝置為磁簧開關、金屬轉動軸

● 節點: PCPBT，硅橡膠密封

防護等級:

● 傳感器: 防風雨

● 節點: IP67,  NEMA 6

太陽總輻射

光強范圍: 0–1280 W/m²

光譜范圍: 300–1100 nm

光強準確度:

● 日照下典型值：±10 W/m² 或 ±5%（以較大數值為準）

● 溫度偏離25℃時誤差增加：±0.38 W/m2/°C（溫度偏離77℉時誤差增加：±0.21 W/m²/°F）

角度響應準確度: 0 -80°余弦校正；方位角誤差 < ±2%（45°入射角，360°旋轉）

分辨率: 1.25 W/m²

漂移: < ± 2% / 年

無線節點

工作溫度:  

● 可充電電池時，- 25–60°C（-13– 140°F）

● 鋰電池: - 40–70°C（-40–158°F）

發射功率: 12.6 mW（+11 dBm），不可調

可靠傳輸距離（視距條件下）:

● HOBOnet安裝高度 1.8 m（6 ft）：457.2 m（1,500 ft）

● HOBOnet安裝高度 3 m（10 ft）：609.6 m（2,000 ft）

無線數據通信標準: : IEEE 802.15.4

無線工作頻率:

RXW-RGF-900: 904-924 MHz

RXW-RGF-868: 866.5 MHz

RXW-RGF-922: 916-924 MHz

RXW-RGF-921: 921 MHz

調制方式: OQPSK（Offset Quadrature Phase Shift Keying，偏移正交相移鍵控）

傳輸速率:  250 kbps，不可調

占空比: <1%

記錄間隔: 1 分鐘–18 小時

數據通道數: 2

電池類型/電源:

● 兩節 AA 1.2V 可充電 NiMH 電池，內置太陽能板供電

● 兩節 AA 1.5V 鋰電池（-40–70°C）或（-40–158°F）

電池壽命:

● NiMH 電池；典型 3–5 年（溫度 -20–40°C、朝向太陽布置（詳見說明書），不符合該條件則壽命減少）

● 鋰電池：典型1年

內存: 16 MB

整體參數

尺寸與重量:

● 傳感器: 高 4.1 cm × 直徑 3.2 cm（1.61 × 1.26 in.）

● 電纜長度: 2 m (6.56 ft)

● 節點: 16.2 × 8.59 × 4.14 cm (6.38 × 3.38 × 1.63 in)

● 重量: 傳感器和電纜共 109 g（3.85 oz）

材料:

● 傳感器: 陽極氧化鋁外殼，亞克力漫射罩，O 形圈密封

● 節點: PCPBT，硅橡膠密封

防護等級:

● 傳感器: 防風雨

● 節點: IP67, NEMA 6

Carbon Node 碳水通量綜合氣象監測網絡