3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主程序如圖4所示，無線傳感網(wǎng)絡(luò)程序圖如圖5所示，數(shù)據(jù)無線傳輸如圖6所示。

4 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)

4.1 APP參數(shù)

APP的實(shí)現(xiàn)主要采用UI設(shè)計(jì)法和程序編譯法。本研究的APP服務(wù)系統(tǒng)總體上分為手機(jī)客戶端APP端和服務(wù)器端Server端，其結(jié)構(gòu)如圖7所示。

研究中的數(shù)據(jù)表大致可分為用戶信息表和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息表。其中，用戶信息表主要用來存放該系統(tǒng)中所有用戶的項(xiàng)目信息，表中的某些字段可以為空，如表1所示。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息表主要用來存放和交互山地墑情和酸堿度監(jiān)測(cè)得到的數(shù)據(jù)，如表2所示。

4.2 土壤酸堿度數(shù)據(jù)獲取

土壤酸堿度(pH值)數(shù)據(jù)主要取決于檢測(cè)溶液中氫離子的濃度，利用公式(1)進(jìn)行pH值的檢測(cè)，即

pH= E0-EC/54.2+0.1984t+7 (1)

其中，E0為電極零電位，EC為測(cè)量電極的電位，t為實(shí)時(shí)攝氏溫度。電極檢測(cè)氫離子濃度設(shè)置兩個(gè)玻璃電極，基準(zhǔn)電極的電位E0始終保持不變，測(cè)量電極對(duì)氫離子產(chǎn)生相應(yīng)的影響，測(cè)量電極電位EC隨著氫離子的濃度變化而變化，從而通過監(jiān)測(cè)電極的電位及當(dāng)前土壤溫度實(shí)現(xiàn)土壤酸堿度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

4.3 土壤墑情數(shù)據(jù)獲取

土壤墑情的獲取依賴于土壤水分傳感器采集的信號(hào)電壓與控制中心構(gòu)成的土壤水分傳感器的標(biāo)定。通過烘干法重復(fù)試驗(yàn)，獲取土壤含水率與土壤水分傳感器的輸出電壓之間的關(guān)系，即

y=-1.638u2+15.174u-6.452 (2)

其中，y為土壤含水率，u為土壤水分傳感器的輸出電壓。通過檢測(cè)土壤水分傳感器的輸出電壓，即可檢測(cè)出土壤含水率，從而得到土壤相對(duì)含水量。

5 系統(tǒng)效果及創(chuàng)新點(diǎn)

5.1 系統(tǒng)效果

為了驗(yàn)證土壤信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精度，2019年7月對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)地試驗(yàn)，如圖8所示。

系統(tǒng)測(cè)試數(shù)據(jù)如表3所示。

5.2 系統(tǒng)創(chuàng)新點(diǎn)

1)根據(jù)復(fù)雜山地的區(qū)域、高差及坡度不同，設(shè)計(jì)了分區(qū)的土壤墑情及酸堿度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，區(qū)別于傳統(tǒng)統(tǒng)一監(jiān)測(cè)，有效地節(jié)約了水資源及人力資源。

2)系統(tǒng)結(jié)合當(dāng)前“互聯(lián)網(wǎng)+”及智能移動(dòng)終端的概念，將APP有機(jī)地融入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，彌補(bǔ)傳統(tǒng)固定終端的不足，為數(shù)字農(nóng)業(yè)、智能農(nóng)業(yè)提供借鑒。

6 結(jié)論

研究的丘陵地區(qū)農(nóng)田土壤信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”及APP，針對(duì)西南丘陵地區(qū)山地坡度和高差不同影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的問題，可以對(duì)山地農(nóng)田土壤信息監(jiān)測(cè)，對(duì)農(nóng)田土壤進(jìn)行分區(qū)墑情及酸堿度監(jiān)測(cè)。試驗(yàn)結(jié)果表明：系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了山地分區(qū)域進(jìn)行墑情及酸堿度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，完成了APP與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有效融合，達(dá)到了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的，有效提高了西南地區(qū)山地農(nóng)作物產(chǎn)量，很大程度地為實(shí)現(xiàn)智能農(nóng)業(yè)發(fā)展提供參考。

聲明：本文所用圖片、文字來源《農(nóng)機(jī)化研究》，版權(quán)歸原作者所有。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請(qǐng)與本網(wǎng)聯(lián)系

相關(guān)鏈接：檢測(cè)，土壤，監(jiān)測(cè)