摘要：农业物联网终端（如土壤墒情传感器、田间气象站、虫情测报灯）是智慧农业的 “数据中枢”，需在户外田间长期运行 —— 面临雨水浸泡、农药腐蚀、昼夜温差（-10℃~40℃）、电池供电（续航需 6 个月以上）等挑战。其 PCB 若设计不当，会出现三大问题：一是防水防腐

农业物联网终端（如土壤墒情传感器、田间气象站、虫情测报灯）是智慧农业的 “数据中枢”，需在户外田间长期运行 —— 面临雨水浸泡、农药腐蚀、昼夜温差（-10℃~40℃）、电池供电（续航需 6 个月以上）等挑战。其 PCB 若设计不当，会出现三大问题：一是防水防腐不足，雨水与农药渗入 PCB，导致线路短路，某农场的土壤传感器因 PCB 未做密封，雨季时 50% 设备因进水失效；二是功耗过高，电池频繁更换，增加农户维护成本，某气象站因 PCB 功耗超 100mW，电池仅 3 个月就需更换；三是通信不稳定，田间遮挡多，LoRa 信号衰减严重，数据上传成功率低至 70%。这些问题直接影响智慧农业的精准度（如灌溉时机误判）与经济性（维护成本超预期）。

农业物联网终端 PCB 的设计需聚焦 “户外防护、低功耗、强通信” 三大核心：首先是全场景防水防腐工艺。田间终端需抵御雨水、露水、农药（如除草剂、杀虫剂）的侵蚀，PCB 需达到 IP67 防护等级（水下 1m 浸泡 30 分钟无渗漏）。具体措施包括：一是 “整体灌封”，PCB 核心区域（MCU、LoRa 模块）采用环氧灌封胶（如汉高 Henkel Loctite EA 9466）灌封，灌封厚度≥3mm，灌封胶需具备耐农药腐蚀特性（浸泡在除草剂中 30 天无开裂、无溶胀）；二是 “边缘密封”，PCB 边缘涂覆硅酮防水胶（道康宁 734， Shore 硬度 50±5），宽度≥2mm，防止潮气从板边渗入；三是 “表面防腐”，焊盘采用沉金工艺（金层厚度≥1.5μm），避免农药中的化学物质腐蚀铜箔，某土壤传感器经防腐处理后，在田间运行 1 年，焊盘氧化率仅 0.3%，远低于 OSP 处理的 12%。

其次是极致低功耗设计。农业终端多依赖锂电池（容量 5000mAh）供电，需将 PCB 功耗控制在 50mW 以内，才能实现 6 个月以上续航。需从元件与电路两方面优化：元件选用超低功耗型号 ——MCU 采用 STM32L0 系列（静态电流 0.2μA），传感器芯片用 SHT30（功耗 3.7μA），LoRa 模块用 SX1278（休眠电流 1.2μA）；电路设计采用 “休眠 - 唤醒” 模式，终端每 30 分钟唤醒一次（采集数据 + 上传，耗时 10 秒，功耗 50mW），其余时间休眠（功耗 0.5μA），日均功耗可降至 0.01mAh，5000mAh 电池可续航超 5 年。同时，PCB 电源线路采用 1oz 铜箔（线宽≥0.8mm），减少线路损耗，电源转换效率提升至 92% 以上。

最后是LoRa 通信信号优化。田间树木、作物会导致 LoRa 信号衰减，需通过 PCB 设计提升通信稳定性：一是 “高频基材选型”，LoRa 模块的 PCB 用罗杰斯 RO4350B（介质损耗角正切 tanδ≤0.004@1GHz），信号在 433MHz 频段传输 1km 的衰减率从 6dB 降至 3dB，数据上传成功率从 70% 提升至 98%；二是 “天线匹配设计”，LoRa 天线与模块的阻抗需精准匹配（50Ω±3%），通过 Polar SI9000 软件计算布线参数，天线馈线长度控制在 5cm 以内，减少信号反射；三是 “接地优化”，天线区域的接地铜箔面积≥2cm²，形成 “地平面”，增强信号辐射效率。某田间气象站通过通信优化，数据上传成功率稳定在 99%，无需人工补传数据。

针对农业物联网终端 PCB 的 “防水防腐、低功耗、强通信” 需求，捷配推出户外专用解决方案：防水防腐采用环氧灌封（IP67）+ 硅酮密封 + 1.5μm 沉金，耐农药腐蚀；低功耗设计含 STM32L0 MCU+SX1278 模块，日均功耗≤0.01mAh，续航超 5 年；LoRa 通信用罗杰斯 RO4350B 基材 + 50Ω 阻抗匹配，1km 衰减≤3dB。同时，捷配的终端 PCB 通过 IP67 防水测试、耐农药腐蚀测试（30 天无损坏），适配土壤监测、气象采集、虫情测报等农业场景。此外，捷配支持 1-4 层农业终端 PCB 免费打样，48 小时交付样品，批量订单可提供户外老化测试报告，助力农业物联网厂商研发适应田间环境的终端产品，降低农户维护成本，推动智慧农业落地。

来源：捷配工程师小捷