基于iOS的便攜式多變量農(nóng)田數(shù)據(jù)監(jiān)控儀設(shè)計(jì)
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時(shí)間：2011-09-19
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式中，di為田塊內(nèi)第i個(gè)測(cè)點(diǎn)距離擬合平面的垂直距離，cm；d為所有測(cè)點(diǎn)距離擬合平面垂直距離的平均值，cm；n為田塊內(nèi)所有測(cè)點(diǎn)的數(shù)量。當(dāng)P值越小時(shí)，說(shuō)明田面起伏越小，田面越平整。P=0是理論上可達(dá)到的最佳精度，而較高的P值則意味著較差的土地平整精度。在美國(guó)，常規(guī)平地方法和激光平地技術(shù)所能達(dá)到的田面最小P值分別為2～2．5 cm和小于1．2 cm，在葡萄牙則是3～4 cm和小于1．7cm。
標(biāo)準(zhǔn)偏差P反映了田面平整的總體狀況，要想評(píng)價(jià)田間地面形狀的分布差異及特征，可利用分布偏差計(jì)算給出定量描述。首先計(jì)算田塊內(nèi)各測(cè)點(diǎn)到擬合平面的垂直距離di(cm)，再根據(jù)小于某一數(shù)值(如3 cm)的測(cè)點(diǎn)的累積百分比數(shù)來(lái)反映地面平整度的分布狀況。以美國(guó)土地利用局規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)為例，激光平地后，田塊內(nèi)偏差值小于1．5 cm的測(cè)點(diǎn)的累積百分?jǐn)?shù)最大可達(dá)80％以上。
1．2 GPS面積測(cè)量?jī)x原理
GPS面積測(cè)量?jī)x采用GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)能夠提供實(shí)時(shí)的經(jīng)度、緯度、高程等導(dǎo)航和定位信息，利用GPS的定位功能，得出各個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，再通過(guò)數(shù)學(xué)方法計(jì)算出距離、面積等數(shù)據(jù)。由于地球是一個(gè)橢球，為了精確計(jì)算距離或面積，一般采用投影的方式轉(zhuǎn)換成平面坐標(biāo)。在我國(guó)，對(duì)于大比例尺的地圖通常采用高斯一克呂格投影進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然而投影法計(jì)算十分復(fù)雜，難以在單片機(jī)中實(shí)現(xiàn)。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，將地球視為正球體。取地球半徑為6 371 116 m，則可轉(zhuǎn)換成平面坐標(biāo)：
式中：R為地球半徑，x為經(jīng)度，m；y為緯度，m。則在地球表面Y經(jīng)度處，經(jīng)度差、緯度差各為一度的方格面積為：
2 農(nóng)田農(nóng)情監(jiān)控儀設(shè)計(jì)
農(nóng)業(yè)具有地域分散、對(duì)象多樣、環(huán)境因子不確定等特點(diǎn)。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要依靠人的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，無(wú)法對(duì)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)全程進(jìn)行實(shí)時(shí)精準(zhǔn)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的生產(chǎn)?？焖佟⒂行Р杉兔枋鲇绊懽魑锷L(zhǎng)環(huán)境的空間變量信息，是實(shí)踐“精細(xì)農(nóng)業(yè)”的重要基礎(chǔ)。因此進(jìn)行農(nóng)田環(huán)境監(jiān)控、隨時(shí)掌握農(nóng)業(yè)環(huán)境因素變化，從而采取相應(yīng)的最優(yōu)對(duì)策顯得十分重要。
傳統(tǒng)的農(nóng)田信息監(jiān)測(cè)主要靠農(nóng)業(yè)技術(shù)人員實(shí)地現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)、A／D轉(zhuǎn)換、通過(guò)PC保存分析數(shù)據(jù)，或者通過(guò)數(shù)傳電臺(tái)的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。這些方式存在很多問(wèn)題：由于農(nóng)業(yè)環(huán)境相對(duì)惡劣，嚴(yán)寒、高溫、高濕等氣候因素很容易導(dǎo)致PC無(wú)法正常工作：PC機(jī)因其體積較大、費(fèi)用較高、功耗顯著造成性能價(jià)格比低；無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，即便使用數(shù)傳電臺(tái)，也會(huì)受到地形的限制，距離僅限于幾十公里之內(nèi)；無(wú)法進(jìn)行24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。因此，農(nóng)業(yè)環(huán)境的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控問(wèn)題亟待解決。
目前國(guó)內(nèi)外的研究大多采用單片機(jī)作為微控制器，由于其自身性能的局限性，使得系統(tǒng)功能擴(kuò)展時(shí)出現(xiàn)一系列不可預(yù)知的調(diào)試問(wèn)題。在數(shù)據(jù)傳輸部分有的采用CDMA模塊，但成本太高，不宜推廣。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/161482.htm
本設(shè)計(jì)提出了基于ARM、WiFi、藍(lán)牙的嵌入式農(nóng)田環(huán)境信息采集發(fā)送系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，降低功耗和成本，可靠性強(qiáng)，易于升級(jí)?？刹杉霓r(nóng)田數(shù)據(jù)有：包括土壤墑情、鹽堿度、養(yǎng)分、土壤平整度、農(nóng)田長(zhǎng)勢(shì)圖片、主要蟲(chóng)害狀況，氣象信息，種植面積，種植品種，灌溉狀況，施肥情況，測(cè)土情況等。
評(píng)論