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隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，監(jiān)測戶外和大棚的作物生長環(huán)境確實變得至關(guān)重要。通過監(jiān)測作物生長環(huán)境，我們可以及時了解土壤養(yǎng)分、溫濕度、光照等關(guān)鍵參數(shù)的變化，從而優(yōu)化農(nóng)作物的生長條件，提高產(chǎn)量和質(zhì)量。同時，監(jiān)測環(huán)境參數(shù)還可以幫助我們預防病蟲害的發(fā)生，及時采取措施進行防治。
本篇文章介紹了一款物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，它采用開源硬件行空板（Unihiker）為核心，配備RS485土壤傳感器、溫濕度傳感器、CO2傳感器、環(huán)境光傳感器等，實時監(jiān)測大棚和戶外作物生長環(huán)境。通過WiFi上傳數(shù)據(jù)至拿鐵熊貓（Lattepanda）服務器，使用Flask Web網(wǎng)頁端查看數(shù)據(jù)，還可實時監(jiān)測作物狀態(tài)。系統(tǒng)還設立室外氣象站，監(jiān)測風向、風速、溫度、氣壓和雨量等參數(shù)。上傳的數(shù)據(jù)可用于土壤養(yǎng)分、環(huán)境光照和環(huán)境參數(shù)的實時分析，為智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展提供數(shù)據(jù)支持。整體程序使用Python編寫，具備自動運行和斷網(wǎng)自動重連功能。拿鐵熊貓（Lattepanda）服務器可顯示節(jié)點狀態(tài)和數(shù)據(jù)，方便及時維護。這一系統(tǒng)將為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更科學、精確的數(shù)據(jù)支持。
硬件清單
土壤氮磷鉀傳感器 x5
拿鐵熊貓（Lattepanda）delta x1
行空板（Unihiker）x6
二氧化碳傳感器 SEN0536 x3
環(huán)境光傳感器 SEN0540 x3
氣象站 SEN0186 x1
485轉(zhuǎn)UART模塊 DFR0845 x5
溫濕度傳感器 SEN0334 x1
Unihiker擴展板 MBT0008 x6
Power Adapter FIT0639 x6
SCI x 6
WIFI 監(jiān)控攝像頭 x1
攝像頭 x5
路由器 x1
防水箱體 x6
電源轉(zhuǎn)接模塊 x 6
功能
1.實時監(jiān)測大棚內(nèi)“一米田”內(nèi)主要環(huán)境指標（土壤參數(shù)：土壤溫濕度、土壤pH、土壤營養(yǎng)鹽，環(huán)境參數(shù)：二氧化碳濃度 、溫濕度、光照強度）。
2.苗情監(jiān)測：圖像采集按時自動發(fā)送命令遠程拍照，自動展示最新作物苗情圖片。
3.氣象站監(jiān)測：實時監(jiān)測大棚外氣象情況（風向、風速、溫度、氣壓和雨量）。
4.將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)在云端顯示。
5.離線節(jié)點設備在線預警。
方案拓撲圖
行空板（Unihiker）作為主要的監(jiān)測核心，并結(jié)合了RS485土壤傳感器，I2C 溫濕度傳感器，I2C CO2傳感器，I2C 環(huán)境光傳感器等，采集不同節(jié)點的土壤養(yǎng)分，包括溫濕度、PH和氮磷鉀數(shù)據(jù)，同時采集空氣二氧化碳、溫濕度，環(huán)境光等的數(shù)據(jù)，同時還配備了USB攝像頭連接行空板（Unihiker），對作物的成長進行拍攝。各個節(jié)點的行空板（Unihiker）和拿鐵熊貓（Lattepanda）都在同一個局域網(wǎng)下，行空板（Unihiker）通過無線WIFI將數(shù)據(jù)上傳至拿鐵熊貓（Lattepanda）的本地服務器。在氣象站節(jié)點中，行空板（Unihiker）通過UART通訊收集氣象站數(shù)據(jù)。
硬件連接
1.以節(jié)點1土培生菜為例，節(jié)點1-節(jié)點5接線相同
USB攝像頭和行空板（Unihiker）的USB連接。RS485土壤傳感器，485轉(zhuǎn)UART模塊（DFR0845）和行空板（Unihiker）擴展板（MBT0008）連接方式如下表。485轉(zhuǎn)UART模塊和土壤傳感器之間使用接線柱連接較牢固，485轉(zhuǎn)UART模塊和行空板Uihiker擴展板使用杜邦線連接，建議使用熱熔膠二次固定，防止電線松動。
2.SCI，傳感器（SEN0536，SEN0540 ，SEN0334）和Uihiker連接方式如圖：
軟件設置
1.在LP服務器搭建環(huán)境
2.安裝服務器程序Siot
3.安裝Web應用框架Flask
4.路由器設置
5.在lattepanda網(wǎng)頁登錄路由器頁面設置，固定Lattepanda、六個Unihiker的IP。
6.編碼
該物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地檢測土壤養(yǎng)分，包括溫濕度、PH和氮磷鉀數(shù)據(jù)，同時還能監(jiān)測戶外和大棚的作物生長環(huán)境。通過無線WIFI，將大棚環(huán)境和室外氣象站的傳感器數(shù)據(jù)和圖片實時上傳云端，提供土壤養(yǎng)分、環(huán)境光照、環(huán)境參數(shù)的實時分析，為家庭精準農(nóng)業(yè)提供必要的數(shù)據(jù)支持。
關(guān)于該項目的詳細的介紹，您可以訪問“DF創(chuàng)客社區(qū)”—“物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)土壤養(yǎng)分和氣象站監(jiān)測系統(tǒng)”了解更多。
上海智位機器人
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