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智能澆灌系統(tǒng)是實現(xiàn)智能種植的先進技術(shù)，通過傳感器和控制器，自動監(jiān)測環(huán)境狀況、土壤狀況，并且根據(jù)檢測指標進行澆水、施肥等工作，所有操作都可以通過智能終端完成，遠程操作即可改變澆灌策略。

通過現(xiàn)代化的科學技術(shù)，達到節(jié)水、省時、省力的目的。

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的 問題

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)灌溉往往存在以下幾種問題：

·取水麻煩，費時費力

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

·手動進行播種、消殺、采摘分揀等操作，過于繁瑣和耗費體力

·對農(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

·傳統(tǒng)農(nóng)作，農(nóng)人需要長期呆在田里，“足蒸暑土氣，背灼炎天光”，像腰間盤突出等關(guān)節(jié)問題作為“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，實現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)？”

自動澆灌 方案

LoRa技術(shù)為智慧農(nóng)業(yè)的未來提供了一個穩(wěn)固的平臺，因為它很容易部署，且可幫助農(nóng)場主通過數(shù)據(jù)管理擴大經(jīng)營。基于多方面考慮，澤耀科技提出了“智慧農(nóng)業(yè)自動澆灌方案”。

網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)

方案簡介

常見的LoRa農(nóng)業(yè)傳感器如拓撲圖所示，其中智慧農(nóng)業(yè)自動澆灌方案含大田·大棚種植、監(jiān)控中心、控制中心。

該項目所用到的開關(guān)控制，需要通過我們的模塊來實現(xiàn)無線傳輸，使用的主要設(shè)備有電臺A810小型氣象站、土壤傳感器、智能攝像頭等。

靠主站通訊來發(fā)送指令，發(fā)送到每個從站（每個開關(guān)），控制農(nóng)業(yè)灌溉每條管路，每個開關(guān)會執(zhí)行打開或者關(guān)閉動作。給到數(shù)據(jù)后，再通過輸出一個脈沖電流，控制一個電磁頭開關(guān)，相當于是水閥的電磁頭，閥門會打開打開或者關(guān)閉。去按照預(yù)設(shè)或者現(xiàn)場要求，來完成開關(guān)動作。

在收到數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)之后，回傳回來一些主站需要的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)，例如：太陽能供電系統(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)對于功耗和距離的要求更為苛刻，如果無法達到一定的覆蓋，則系統(tǒng)很難收回成本，項目的推進會非常困難。

基于此選擇了A810。

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

可以很好的滿足智慧農(nóng)業(yè)自動澆灌方案中的通信需求。

實現(xiàn)功能

1.環(huán)境監(jiān)測：智能環(huán)境監(jiān)測可以對環(huán)境各項數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測（溫度、濕度、光照度等），還可以通360°攝像頭對植物、周圍環(huán)境、澆灌狀況進行實時監(jiān)控，并通過智能主機直接將數(shù)據(jù)信息傳到云端服務(wù)器。

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

3.智能控制：系統(tǒng)支持在固定時間和周期性對植物進行循環(huán)操作（澆水、施肥、補光等），亦可通過設(shè)定固模擬的環(huán)境場景，一鍵完成澆灌工作。

方案優(yōu)勢

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田由于位置偏僻，周圍無蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋，只有LoRa技術(shù)可以實現(xiàn)一個自動化的遠距離網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

2.覆蓋范圍廣。LoRa技術(shù)信號強大可靠，覆蓋范圍廣，甚至在農(nóng)村地區(qū)也一樣。A810電臺實測最遠通訊距離可達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，就可能會造成難以預(yù)計的經(jīng)濟損失。A810采用的AES對稱加密技術(shù)，可以有效保證數(shù)據(jù)在通信過程中的安全，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，會導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯誤或遺漏，甚至可能導(dǎo)致整個數(shù)據(jù)丟包，往來信息斷斷續(xù)續(xù)、錯漏不斷。A810使用的FEC前向糾錯，高效的循環(huán)交織糾錯編碼，最大糾錯64bit，可以保證數(shù)據(jù)信號的準確可靠。

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，如常見的大風暴雨，丘陵山地的地形，都會成為信號傳輸?shù)母蓴_因素。A810采用的LORA擴頻，多信道抗干擾。且內(nèi)建多種異常處理機制，保證模塊長時間穩(wěn)定運行。