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智能澆灌系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)智能種植的先進(jìn)技術(shù)，通過(guò)傳感器和控制器，自動(dòng)監(jiān)測(cè)環(huán)境狀況、土壤狀況，并且根據(jù)檢測(cè)指標(biāo)進(jìn)行澆水、施肥等工作，所有操作都可以通過(guò)智能終端完成，遠(yuǎn)程操作即可改變澆灌策略。

通過(guò)現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)，達(dá)到節(jié)水、省時(shí)、省力的目的。

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的 問(wèn)題

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)灌溉往往存在以下幾種問(wèn)題：

·取水麻煩，費(fèi)時(shí)費(fèi)力

·設(shè)備繁多，難以統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)智能感知、控制管理

·手動(dòng)進(jìn)行播種、消殺、采摘分揀等操作，過(guò)于繁瑣和耗費(fèi)體力

·對(duì)農(nóng)業(yè)種植灌溉缺乏控制或者控制不完善，主要依靠傳統(tǒng)的人工管理，不利于故障排查和節(jié)能改進(jìn)

·傳統(tǒng)農(nóng)作，農(nóng)人需要長(zhǎng)期呆在田里，“足蒸暑土氣，背灼炎天光”，像腰間盤(pán)突出等關(guān)節(jié)問(wèn)題作為“職業(yè)病”而普遍存在

“那如何在人煙稀少、基站覆蓋不足的環(huán)境，智能操控澆灌設(shè)備，實(shí)現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)？”

自動(dòng)澆灌 方案

LoRa技術(shù)為智慧農(nóng)業(yè)的未來(lái)提供了一個(gè)穩(wěn)固的平臺(tái)，因?yàn)樗苋菀撞渴?，且可幫助農(nóng)場(chǎng)主通過(guò)數(shù)據(jù)管理擴(kuò)大經(jīng)營(yíng)?；诙喾矫婵紤]，澤耀科技提出了“智慧農(nóng)業(yè)自動(dòng)澆灌方案”。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

方案簡(jiǎn)介

常見(jiàn)的LoRa農(nóng)業(yè)傳感器如拓?fù)鋱D所示，其中智慧農(nóng)業(yè)自動(dòng)澆灌方案含大田·大棚種植、監(jiān)控中心、控制中心。

該項(xiàng)目所用到的開(kāi)關(guān)控制，需要通過(guò)我們的模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸，使用的主要設(shè)備有電臺(tái)A810小型氣象站、土壤傳感器、智能攝像頭等。

靠主站通訊來(lái)發(fā)送指令，發(fā)送到每個(gè)從站（每個(gè)開(kāi)關(guān)），控制農(nóng)業(yè)灌溉每條管路，每個(gè)開(kāi)關(guān)會(huì)執(zhí)行打開(kāi)或者關(guān)閉動(dòng)作。給到數(shù)據(jù)后，再通過(guò)輸出一個(gè)脈沖電流，控制一個(gè)電磁頭開(kāi)關(guān)，相當(dāng)于是水閥的電磁頭，閥門(mén)會(huì)打開(kāi)打開(kāi)或者關(guān)閉。去按照預(yù)設(shè)或者現(xiàn)場(chǎng)要求，來(lái)完成開(kāi)關(guān)動(dòng)作。

在收到數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)之后，回傳回來(lái)一些主站需要的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)，例如：太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的電壓情況，環(huán)境的溫濕度，二氧化碳光照的數(shù)值，土壤里的溫適度以及含水量或者PH值數(shù)據(jù)等等。

設(shè)備選擇

不同于其他應(yīng)用，農(nóng)業(yè)對(duì)于功耗和距離的要求更為苛刻，如果無(wú)法達(dá)到一定的覆蓋，則系統(tǒng)很難收回成本，項(xiàng)目的推進(jìn)會(huì)非常困難。

基于此選擇了A810。

A810是一款具有高穩(wěn)定性，工業(yè)級(jí)的無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)。電臺(tái)核心模塊采用ASR6505作為射頻芯片，LORA擴(kuò)頻調(diào)制，具有RS232和RS485接口。采用了高效的循環(huán)糾錯(cuò)算法，編碼效率高，糾錯(cuò)能力強(qiáng)，大大提高了電臺(tái)的抗干擾性和高穩(wěn)定性。

可以很好的滿足智慧農(nóng)業(yè)自動(dòng)澆灌方案中的通信需求。

實(shí)現(xiàn)功能

1.環(huán)境監(jiān)測(cè)：智能環(huán)境監(jiān)測(cè)可以對(duì)環(huán)境各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)（溫度、濕度、光照度等），還可以通360°攝像頭對(duì)植物、周圍環(huán)境、澆灌狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并通過(guò)智能主機(jī)直接將數(shù)據(jù)信息傳到云端服務(wù)器。

2.設(shè)備控制：可以實(shí)時(shí)監(jiān)控受控設(shè)備（施肥器、水泵、電池閥、噴灑頭等）的狀態(tài)，并通過(guò)智能主機(jī)直接將數(shù)據(jù)信息傳到云端服務(wù)器。

3.智能控制：系統(tǒng)支持在固定時(shí)間和周期性對(duì)植物進(jìn)行循環(huán)操作（澆水、施肥、補(bǔ)光等），亦可通過(guò)設(shè)定固模擬的環(huán)境場(chǎng)景，一鍵完成澆灌工作。

方案優(yōu)勢(shì)

1. 私有網(wǎng)絡(luò)。廣泛部署LoRa網(wǎng)絡(luò)成本非常低，且容易部署。例如袁隆平院士的鹽堿地水稻試驗(yàn)田由于位置偏僻，周圍無(wú)蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋，只有LoRa技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)自動(dòng)化的遠(yuǎn)距離網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

2.覆蓋范圍廣。LoRa技術(shù)信號(hào)強(qiáng)大可靠，覆蓋范圍廣，甚至在農(nóng)村地區(qū)也一樣。A810電臺(tái)實(shí)測(cè)最遠(yuǎn)通訊距離可達(dá)10km，更有中繼功能的加持。

3.信息傳輸?shù)陌踩孕枰玫奖ＷC。在全智能化的操作中，往來(lái)的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)如果被第三方窺視或者惡意篡改，就可能會(huì)造成難以預(yù)計(jì)的經(jīng)濟(jì)損失。A810采用的AES對(duì)稱加密技術(shù)，可以有效保證數(shù)據(jù)在通信過(guò)程中的安全，即便數(shù)據(jù)被截獲也難以破解，秘鑰用戶可自行設(shè)置。

4.遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)要保證其可靠性。不可靠的傳輸造成的傳輸失敗，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或遺漏，甚至可能導(dǎo)致整個(gè)數(shù)據(jù)丟包，往來(lái)信息斷斷續(xù)續(xù)、錯(cuò)漏不斷。A810使用的FEC前向糾錯(cuò)，高效的循環(huán)交織糾錯(cuò)編碼，最大糾錯(cuò)64bit，可以保證數(shù)據(jù)信號(hào)的準(zhǔn)確可靠。

5.保證模塊數(shù)傳的穩(wěn)定抗干擾。農(nóng)業(yè)環(huán)境復(fù)雜，天氣多變，干擾因素非常復(fù)雜多元，如常見(jiàn)的大風(fēng)暴雨，丘陵山地的地形，都會(huì)成為信號(hào)傳輸?shù)母蓴_因素。A810采用的LORA擴(kuò)頻，多信道抗干擾。且內(nèi)建多種異常處理機(jī)制，保證模塊長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。