农业技术的研究：多维数据融合的环境监测，采用多传感器无线信号

编辑|牧童

◆◇前言◇◆

适当的生态条件是理想植物发育、提高收获产量、有效利用水和不同资源以及有效利用水及其他资源的基础。自动化为了节约成本，开发了土壤条件和超过植物生长，允许在高频劳动力需求较少。

该项目的主要目标是使用Arduinomega分析封闭路径下的大气条件，如土壤湿度和温度。使用温室可以更大程度地提高生产力，自动化提供直流泵，其中温度和湿度，继电器根据动作打开和关闭条件。这使得直流泵能够为未来的工艺输送水。

使用不同的传感器。这些自动化过程可以使用包括Arduino在内的各种电气组件来完成。Arduino的主要优点是易于理解和修改。我们可以使用物联网基础收集信息。物联网基础帮助人们尽快收集有关自动化更新的当前状态信息。

程序控制框架已成为先进温室的标准.并以不断变化为创新力量。这些程序控制框架可以保持环境条件，从而使框架能够工作。任何控制框架的主要部分都是估计控制器、信息准备、信息安全、信息呈现和记录。

在自然控制框架中，每个参数都必须在一定范围内不断保持。尽管如此，商业温室栽培还没有这样的模式。在农业地区，特别是新兴国家，地球控制创新的使用仍然受到限制，主要是因为其成本高。

因此，对自然观测和控制框架进行可支持的改进，以促进温室气体的产生是不可避免的。在本文中，我们提出了一个框架，可以收集与温室环境和产量状况相关的数据，并根据收集的数据对温室进行控制，从而预测和跟踪气候条件得到良好控制的情况。

通过对气候条件的深入观察，这项探索有理由在传感器标志和参考估计之间建立关系，分解产量的发展、进步及其所揭示的自然变量。

此外，控制程序将提供信息采购和控制、实时图形显示、日期和时间标签，并将其存储以供现在或以后使用。此外，通过毫不拖延地持续观察各种自然变量，农学家有能力看到发展条件是如何波动的，并以扩大有效性的特定最终目标来应对这些进步。

1.方法论

该项目的目标是概述一个简单易用的基于微控制器的电路，用于筛选和记录对正常栖息地的温度、土壤湿度和日光的估计，这些估计会不断改变和控制，所有这些都会使它们简化，以实现最大的植物发育和产量。

所使用的控制器是一种低功耗、成本高且易于访问的控制器。它与不同的传感器模块对话，不断牢记最终目标，即根据收获的基本状态，通过单独推动冷却器、喷雾器、滴液器和灯，有效控制苗圃内的光照、空气循环和废物处理过程。集成的液体宝石显示器(LCD)同样用于不断显示从不同传感器获得的信息，并且类似的信息被串行发送到远程PC，在那里完成信息记录。

使用容易接近的分段降低了组装和维护成本。由于产品可以随时更换，所以外形适应性很强。因此它将能够仔细地适应客户的特殊需求。

2.节水灌溉农业自动控制器

对于天气监测系统和灌溉控制器，我们需要测量大气温度、湿度、风速、风向、辐射、土壤温度、日照和降雨量等参数。

该项目的主要目标是报告一种开发的基于成本时间，基于微控制器的灌溉调度程序，该程序执行用户定义的功能并输出命命，以获得适当的执行器。对土壤湿度传感器进行了建模、模拟和测试，以低成本实现准确可靠的测量。采用低成本、高性能、小型温度传感器，使用相同的PCB电路也可以测量湿度。

翻斗式雨量计用于测量降雨量。在预设量的降水量下降后，操纵杆倾斜、倾倒收集的水并发送电信号。风速计是一种用于测量风速的设备，是一种常见的气象站仪器。

因此，目前的研究重点是精准农业、土填保持和作物灌溉调度以及提高用水效率的水量控制。有必要开发新的本地灌溉控制器，以提高农业生产力以及水和其他营养物质的投入使用效率。本系统介绍了以PICI6F877A单片机为核心的灌溉控制系统的设计与开发。该系统由微控制器、外围设备组成，包括RTC、LCD和用于打开/关闭电机的驱动电路继电器。

3.使用无线传感器网络和GPRS模块的自动化灌溉系统

开发了一种自动化灌溉系统，以优化农业作物的用水。该系统有一个由放置在植物根区的土壤湿度和温度传感器组成的分布式无线网络。此外，网关单元处理传感器信息，触发致动器并将数据传输到网络应用程序。

开发了一种具有温度和土壤湿度阈值的算法，该算法被编程到基于微控制器的网关中以控制水量。该系统由光伏电池板供电，具有基于蜂窝互联网接口的双工通信链路，可以通过网页对数据检查和灌溉调度进行编程。

该自动化系统在鼠尾草作物田里进行了136天的测试，与农业区的传统做法相比，节水率高达90%。自动化系统的复制品已在订单中成功使用了18个月。由于其能源自主性和低成本，该系统有可能在水资源有限的地理隔离地区使用。

4.屋顶种楠绿色屋顶和雨水的充分理

该报告预计将成为更好地接受屋顶种植的争论基础，基于对绿色屋顶的测量。实验表明，年蒸发系数可以达到降雨量的45%-70%。在选择理想基质时，记录了峰值运行的本质减少。根据降雨量等级，当使用有效基质时径流系数会随着河道的增加而下降，峰值径流减少52%、29%和17%。考虑10.0m单层施工技术的河道径流系数比多层施工技术高45%。

5.基于模糊逻辑的智能控制在温室灌溉系统自动化中的应用及与常规系统的对比评价

历史上广泛的绿色屋顶是为自然降水而设计的，植物选择侧重于耐寒多肉植物，如能够在恶劣的水胁迫条件下生存的景天属植物。尽管这似乎是建立和维护绿色屋顶系统的一个方便的解决方案，但在更广泛的层面上，这并不能优化绿色屋顶的功能和性能。

本文通过大量的文献研究，介绍了灌溉对大面积绿化屋顶的绿化屋顶功能和性能的影响。斯里兰卡气候条件下的绿色屋顶节能潜力巨大。用假设的12种广泛的绿色屋顶类型模拟了斯里兰卡不同气候带条件下绿色屋顶基底的平均持水量。结果证明了人工灌溉的要求，并为建立考虑位置因素的水分平衡模型以维持设定的土壤水分目标提供了关键方向。

6.利用无线传感器网络进行温室监测

灌溉的想法并不是什么新鲜事，灌溉可以追溯到埃及人，可能在没有记录的历史上更久远。甚至还有自动化和滴灌系统的想法。

高效的正常更新生长所需的水量目前是可用的。如果开发这些系统，可以减少灌溉用水的浪费。灌溉控制器是整个灌溉系统的“大脑”。它监督流向植物的水和肥料，因此使农民或园丁能够通过使用最佳数量的水和化肥来获得最佳结果:一个成功的作物或一个美丽的花园。

在现代温室中、需要几个测量点来追踪当地的气候参数——大型温室自动化系统的各个部分都能正常工作。布线这使得测量系统昂贵且易受攻击。

电缆测量点一旦安装就很难重新定位。因此，由配备有无线电和一个或多个传感器的小型无线传感器节点组成的无线传感器网络(WSN)，是构建所需测量系统的一种有吸引力且具有成本效益的选择。

作为温室环境生产过程的监控。确保最佳气候条件对作物生长性能有直接影响，但通常会增加所需的设备成本。传统的温室设施需要绿色努力来连接和分配所有传感器和数据采集系统。

这些设施需要许多数据和电线沿着温室分布，这使得系统复杂而昂贵。由于这个原因，以及其他原因，例如分布式执行器的不可用性，通常只有单独的传感器位于一个固定点上，该固定点被选为整个温控动态的代表。

本文将ZigBeeCC2530平台用于为环境监测系统开发的各种类型的传感器，以通过多位决策融合增强多传感器无线信号的聚合。

ZigBee是一种基于的短距离无线传输标准由ZieBeeAllianceZigBee协议制定。对于无线传感器网络来说，它是低成本、低功耗和以250kbps的传输速率进行距离传输的。其主要应用包括温度、湿度等类型的数据监测、工厂自动化、家庭自动化、远程监控和家庭设备控制。

参考文献：

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