【正文】 需求變化。對(duì)于站點(diǎn)的具體管理，大地塊分為幾個(gè)較小的現(xiàn)場(chǎng)管理特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)變量的單位，每一方都提供了個(gè)性化的水分和養(yǎng)分的投入獲取最 大利潤(rùn)，作物產(chǎn)量和水分利用效率，并減少對(duì)環(huán)境的影響。網(wǎng)站的具體管理的好處已經(jīng)被報(bào)道了很多年。植物需要氮匹配交貨增加化肥使用效率，在一些大田作物的凈回報(bào)率，并減少了馬鈴薯作物模擬硝態(tài)氮淋失。個(gè)別基于樹的大小的應(yīng)用比傳統(tǒng)治療整體施氮柑橘顆粒肥料減少了 38％至 40％的氮使用量。邏輯上似乎變率顆粒施肥的好處將是浮息施肥視為良好?？臻g變化的管理也被證明能增加玉米的利潤(rùn)和提高糧食產(chǎn)量的土豆和高粱。 現(xiàn)場(chǎng)的具體灌溉在中心樞紐和大田作物線性移動(dòng)系統(tǒng)得到了最徹底的測(cè)試。更不用說(shuō)發(fā)展已發(fā)生的固定灌溉系統(tǒng)，這是在高價(jià)值作物和商業(yè) 園藝永久外文翻譯（譯文） 13 使用?，F(xiàn)場(chǎng)的具體固定灌溉技術(shù)將適用于果園，葡萄園、風(fēng)景、苗圃和溫室，每個(gè)都有獨(dú)特的管理挑戰(zhàn)。水和樹木，植物和藤本植物營(yíng)養(yǎng)素的需求都隨著土壤條件，海拔，氣候變化而變化。種植在陡峭的山坡上的葡萄園和果園，由于壓力變化使得創(chuàng)建和維護(hù)，防止徑流灌溉更加困難。商業(yè)苗圃和溫室包含接近許多不同的觀賞植物品種彼此必須處理不斷變化的庫(kù)存和嚴(yán)格的環(huán)境法規(guī)。一個(gè)典型的單閥發(fā)射器控制不同的水流量，如果有不同大小或水的要求不同的植物存在，有些會(huì)吸收過(guò)多的水，而其他人將得到水太少?？刂泼绹?guó)干旱地區(qū)景觀灌溉也是很重要的，因?yàn)榇?量的水使用于公共草坪草和觀賞植物。 轉(zhuǎn)換傳統(tǒng)的固定灌溉系統(tǒng)，以允許特定水分和養(yǎng)分得傳輸會(huì)造成許多小的管理單位，每個(gè)管理單位必須具有獨(dú)立控制閥門。此外，每個(gè)都應(yīng)該有感應(yīng)傳感器，如溫度和土壤濕度傳感器，這是常用的閉環(huán)控制灌溉使用。現(xiàn)場(chǎng)的具體固定灌溉系統(tǒng)的控制是有限的。用于閉鎖電磁閥控制在每行兩個(gè)柑桔果園邊音。每個(gè)橫向均勻灌溉行中，這是分組的大小的一半的樹木。為控制水流量對(duì)土壤水分的反饋的基礎(chǔ)上盆栽。 設(shè)計(jì)系統(tǒng)，以控制閉鎖閥和閱讀灌溉控制傳感器。在上述每個(gè)系統(tǒng)之間的閥門，傳感器和控制器是昂貴的布線，安裝，并需經(jīng)動(dòng)物和機(jī)器損壞。認(rèn)識(shí)到發(fā)展太陽(yáng)能供電，具有獨(dú)立的灌溉土壤水分傳感器控制器這一點(diǎn)。但是，系統(tǒng)并沒有包含任何通信手段的集中聚集的傳感器數(shù)據(jù)或遠(yuǎn)程監(jiān)控和重新編程。無(wú)線通信已用于監(jiān)測(cè)場(chǎng)傳感器，雖然很多使用大型電池和太陽(yáng)能電池板或仍需要灌溉控制連接閥門。 最近的低成本，低功耗無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)非常適合取代在許多農(nóng)業(yè)中應(yīng)用的溝通媒介線。在這篇文章中，我們描述了一個(gè)太陽(yáng)能供電，為特定地址提供水肥的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)化學(xué)品的使用和閥門控制兩種傳感與網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)功能完全自主的單位。大或小的閥門可用于允許多個(gè)噴頭或滴灌灌水器，或 個(gè)別植物或樹木管理。每個(gè)閥門是一個(gè)獨(dú)特的可編程的時(shí)間表，以配合不同的水分和養(yǎng)分的要求，可改變，以適應(yīng)疾病，生長(zhǎng)發(fā)育，或季節(jié)性的變化。由導(dǎo)電性，壓力，土壤水分，或流量傳感器數(shù)據(jù)可能允許閉環(huán)控制灌溉和施肥。在以往的工作，壓力傳感器被用來(lái)改進(jìn)水的應(yīng)用精度相比灌溉和提供的換行和發(fā)射器堵塞自動(dòng)檢測(cè)。 外文翻譯（譯文） 14 本研究的目的是：（ 1）設(shè)計(jì)具有低功耗，無(wú)線通信智能閥門控制器；（ 2）設(shè)計(jì)一個(gè)能源管理系統(tǒng)，使單機(jī)每個(gè)閥門控制器操作；（ 3）制定一個(gè)溝通協(xié)議，連接中央控制器的閥門控制器領(lǐng)域。 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 由于這個(gè)系統(tǒng)應(yīng) 用于在果園，溫室，景觀和苗圃，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)必須是多面手，足以在許多環(huán)境中運(yùn)作。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)使信息傳遞從一個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)路由通過(guò)中間節(jié)點(diǎn)到任何網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)。如圖 1：這個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是增加了不使用大功率發(fā)射而增加無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。這使得在節(jié)點(diǎn)安置上具有更大的靈活性，因?yàn)楸砻婊蛐盘?hào)弱得節(jié)點(diǎn)可能由于通信路線而受到阻隔。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是裁員 。一個(gè)失敗的節(jié)點(diǎn)沒有禁用網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)槎鄠€(gè)路由路徑存在。在這里介紹的系統(tǒng)，操作員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)控制器的中央節(jié)點(diǎn)地址和灌溉計(jì)劃，以及它們分發(fā)給網(wǎng)絡(luò)中的單個(gè)節(jié)點(diǎn)?？蛇x的個(gè)人電腦可以提供一個(gè)圖形界面，但 不要求操作該系統(tǒng)。 硬件 藍(lán)牙協(xié)會(huì)為基礎(chǔ)的技術(shù)進(jìn)行了審議，因?yàn)樗鼈円言谵r(nóng)業(yè)環(huán)境上進(jìn)行了測(cè)試測(cè)試。藍(lán)牙被認(rèn)為是沒有這方面發(fā)展的，由于其高能耗，短距離，并為網(wǎng)狀路由網(wǎng)絡(luò)缺乏適當(dāng)?shù)闹С?。一個(gè)定制的系統(tǒng)由于沒有選擇實(shí)施穩(wěn)健的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)軟件的復(fù)雜性，只需要一個(gè)微控制器和無(wú)線收發(fā)器。相反，商用低功率，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行了測(cè)試，性能不錯(cuò)。 我們第一代的無(wú)線原型設(shè)計(jì)采用 ZigBee 演示板。該網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的處理由公司的 ZigBee 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施。當(dāng)時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)了執(zhí)行不支持電池供電的路由器，可以睡之間的 無(wú)線電通訊。雖然網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)的主要特征，路由器一般都需要有主線路電源。有一條規(guī)定適用于電池供電的“像燈塔”網(wǎng)絡(luò)允許，但沒有 ZigBee 的供應(yīng)商可以發(fā)現(xiàn)，在已實(shí)施的軟件。這是決定使用，而不是企圖實(shí)施這一系統(tǒng)的時(shí)間同步不同的技術(shù)。 我們的第二代樣機(jī)采用低功率無(wú)線模塊。專為電池供電的網(wǎng)專門低功率無(wú)線模塊，這樣通常被稱為一個(gè)“刺”，這是定義為一個(gè)小顆粒或小斑點(diǎn)，因?yàn)檫@是在傳感器的研究結(jié)果僅在立方毫米大小的目標(biāo)。這些模塊進(jìn)行編程的 Tiny OS，一個(gè)開放原始碼作業(yè)系統(tǒng)的無(wú)線傳感器書面。微小的操作系統(tǒng)包括其自 己的通 外文翻譯（譯文） 15 圖 1 網(wǎng)狀網(wǎng)的布設(shè)無(wú)線閥門控制 信協(xié)議，但運(yùn)行的 TinyOS 的 ZigBee 兼容的模塊正在開發(fā)。 ZigBee 的規(guī)定將提供行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的好處，如供應(yīng)商產(chǎn)品的互操作性，安全性和市場(chǎng)性。第二代樣機(jī)進(jìn)行了測(cè)試使用兩種通信協(xié)議：廣播消息組件滴灌時(shí)使用的現(xiàn)場(chǎng)控制器發(fā)送信息到下游閥門控制器，以及一個(gè)網(wǎng)狀路由例程多跳被用來(lái)發(fā)送來(lái)自上游的消息閥門控制器到現(xiàn)場(chǎng)控制器。網(wǎng)狀網(wǎng)的測(cè)試表明，從現(xiàn)場(chǎng)控制器發(fā)送消息給閥門控制器不可靠或有效率的預(yù)期。 軟件 該網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是處理與無(wú)線模塊包括軟件。形成和網(wǎng)狀網(wǎng)運(yùn)行情況如下。接 通電源后，自動(dòng)開始成立的節(jié)點(diǎn)通過(guò)發(fā)送 “路由更新 ”的信息網(wǎng)絡(luò)。路由更新信息進(jìn)行廣播，使每個(gè)節(jié)點(diǎn)相鄰節(jié)點(diǎn)可以決定的 “成本 ”相互之間的路由消息。這些資料是用來(lái)確定從一個(gè)遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)閥門控制器的基本節(jié)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)控制器路由信息的最佳途徑。每個(gè)遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)上創(chuàng)建一個(gè)路由表，其中包括為每個(gè)相鄰的節(jié)點(diǎn)條目。每個(gè)鄰居是一個(gè)路由成本相關(guān)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，最短路徑到基地和鏈路質(zhì)量指標(biāo)發(fā)送 /接收成功率從路由更新消息。遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息傳遞給鄰居用最低的成本稱為母公司。如果傳輸失敗，該消息被重新路由到下一個(gè)成本最低的鄰?fù)馕姆g（譯文） 16 居。路由更新信息轉(zhuǎn)交了每 5分鐘，以確保在每個(gè)節(jié)點(diǎn)的路由表進(jìn)行了更新的網(wǎng)絡(luò)條件變化，減少的可能性，即興改道是必要的。一旦建立了這些路由路徑，消息可以被發(fā)送到相應(yīng)的上游或下游遠(yuǎn)程從底部到遙遠(yuǎn)。上游的訊息已通過(guò)跳從一個(gè)節(jié)點(diǎn)到最佳路由的下沿，直至達(dá)成了基本節(jié)點(diǎn)。下游節(jié)點(diǎn)之間的消息只是跳沿上游消息反向節(jié)點(diǎn)，直到到達(dá)目的地的路線。該基地的現(xiàn)場(chǎng)控制器編程，運(yùn)行節(jié)點(diǎn)制造商的軟件。遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編程，一個(gè)與 TinyOS 的編程中使用的 C語(yǔ)言擴(kuò)展編寫的代碼。用于灌溉控制和傳感閥的主要特點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)程序，軟件實(shí)時(shí)時(shí)鐘，存儲(chǔ)和執(zhí)行時(shí)間表，以及個(gè)人傳感器測(cè)量程序。一 次性閥命令。例如，打開，關(guān)閉，切換閥被送往使用命令消息組件制造商提供。消息類型是一個(gè)需要額外創(chuàng)建數(shù)據(jù)命令。例如，灌溉時(shí)間。經(jīng)常性的閥門生產(chǎn)基地和其他命令被觸發(fā)由傳統(tǒng)命令消息或在存儲(chǔ)日程條目。根本驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的閥門。 打開閥門，為指定的持續(xù)時(shí)間的推移一直在等待，然后關(guān)閉閥門。該命令用來(lái)發(fā)送時(shí)間戳來(lái)同步與現(xiàn)場(chǎng)控制器遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘。時(shí)間戳被自動(dòng)傳送到節(jié)點(diǎn)時(shí)加入網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，一旦每一天。造成的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)發(fā)送其軟件時(shí)鐘的當(dāng)前時(shí)間。并引起相應(yīng)的傳感器或板載電壓即太陽(yáng)能電池板，電池，熱敏電阻將測(cè)得的模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器在郵件中返回到現(xiàn) 場(chǎng)控制器。這四個(gè)命令中都沒有使用這里的測(cè)試。相反，所有傳感器輸入和內(nèi)部電壓轉(zhuǎn)交遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)每 10分鐘。 造成這個(gè)命令是在一個(gè)反復(fù)出現(xiàn)的時(shí)間間隔執(zhí)行。例如，一個(gè)傳感器讀數(shù)出現(xiàn)可安排每 30分鐘或一個(gè)灌溉周期，每 4天。在執(zhí)行對(duì)一個(gè)或多個(gè)星期特定時(shí)間的命令。例如，可以安排灌溉周期運(yùn)行在每星期二和星期六 19:00上午安排一次，時(shí)間安排一個(gè)單一指揮執(zhí)行發(fā)生在稍后的時(shí)間和日期。既然目標(biāo)是讓運(yùn)行在遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)無(wú)動(dòng)力損失連續(xù)多年，計(jì)劃被存放在 RAM 中。附表可存儲(chǔ)在非易失性 EEPROM，但在速度較慢的訪問時(shí)間和更高的能源消耗為代價(jià)。預(yù) 定的命令被刪除個(gè)別或一次全部使用附表刪除一個(gè)或刪除所有命令。 另一個(gè)基于無(wú)線模塊后獲得通過(guò)，我們的第三代閥門控制器設(shè)計(jì)，在這里討論。移動(dòng)這些模塊的理由是網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)軟件，仍然使用 TinyOS 的消息，但包括改善下游，該公司有興趣開發(fā)農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)和控制產(chǎn)品，從而提供了一個(gè)很好的機(jī)會(huì)，并增加未來(lái)商業(yè)化合作的可能性。如圖 2這里設(shè)備使用的無(wú)線模塊，工作在916兆赫。 外文翻譯（譯文） 17 圖 2 閥門控制器框圖的主要成分 原型電路板提供了弩技術(shù)的閥門控制器遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)的發(fā)展。它包括一個(gè) 51針連接器接口與無(wú)線模塊， V 電壓調(diào)節(jié)器，熱敏電阻 ，信號(hào)多路復(fù)用器和輸入 /輸出 I/ O 的接線端子。圖 2顯示了電路元件和連接的簡(jiǎn)化框圖的閥門和傳感器。閥門驅(qū)動(dòng)和傳感器激勵(lì)的控制，由單片機(jī)輸出的無(wú)線模塊。輸入通道多工器允許微控制器上的連續(xù)測(cè)量，包括板級(jí)溫度，太陽(yáng)能電池板電壓和六個(gè)外部傳感器的信號(hào)，每一個(gè)單八模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器 ADC 的輸入。第二個(gè) ADC 輸入測(cè)量電池電壓。一個(gè)閥門的開關(guān)電路相連的原型板閥控制。 一個(gè) ，一七零毫安鎳鎘電池由兩個(gè) 200毫瓦 伏， 15毫安太陽(yáng)能電池板從 的兩個(gè)系列面板構(gòu)造構(gòu)造被選定為每年更 換電池不連續(xù)節(jié)點(diǎn)操作。被選中的太陽(yáng)能電池板充電過(guò)程中，提供比預(yù)期的 9伏電池的最大電壓較高的峰值電壓，電流，將提供足夠的費(fèi)用，以補(bǔ)充由節(jié)點(diǎn)所使用的所有能量。一種鎳鎘電池的選擇，因?yàn)樗苓m應(yīng)多收，一般不超過(guò)鎳金屬外文翻譯（譯文） 18 氫化物和鋰離子電池化學(xué)昂貴，并已提供脈沖高一低內(nèi)阻當(dāng)前用更少的電壓降（林登和 Reddy， 2021）。鎳鎘的缺點(diǎn)是自放電約 15％至每月 20％，較鎳氫電池和鋰離子的大小和處置的限制。淺從低功耗電路電壓放電也可能會(huì)導(dǎo)致抑郁癥通常被稱為記憶效應(yīng)，這將減少電池的有效容量。不過(guò)，淺放電 /充電周期可能會(huì)增加鎳鎘電池 的使用壽命，使每天數(shù)千次，超過(guò)從深放電循環(huán)的預(yù)期。 許多無(wú)線傳感器主要是用于僅 3V電壓，但是一個(gè)更高的水平的操作，用在這里，以提供為一個(gè) 1英寸或 1/8inch 閉鎖電磁閥提供足夠的電壓。該閥門被評(píng)為 12 VDC 或以上，但有效地操作在 電 slightlylarger 與存儲(chǔ)電容泵提高。雙向電流來(lái)控制閥門的 H 橋開關(guān)電路的兩個(gè) N 溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管和兩個(gè) P 溝道 MOSFET 組成。另外兩個(gè) N 溝道 MOSFET 的反向信號(hào)微控制器驅(qū)動(dòng)的 P溝道 MOSFET。四個(gè)二極管被用來(lái) 抑制感應(yīng)電壓時(shí)產(chǎn)生的閥門關(guān)閉 MOSFET 的峰值。閥門被打開或關(guān)閉一個(gè)由電池 80ms 脈沖。 無(wú)線模塊有一個(gè)射頻 1/4wave 或 1/2wave 偶極天線使用。電路元件被安置在一個(gè)翻蓋式聚碳酸酯外殼。提供在戶外測(cè)試污垢和水分保護(hù)。在鉆洞的天線，閥門，電線盒和傳感器。該天線是直接安裝在框，電纜端口被用來(lái)提供一個(gè)閥門和傳感器導(dǎo)線密封。一個(gè)基本節(jié)點(diǎn)的無(wú)線模塊和 RS 232網(wǎng)關(guān)組成的連接通過(guò)串行電纜連接到嵌入式控制器，它作為現(xiàn)場(chǎng)控制器充當(dāng)了遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。在現(xiàn)場(chǎng)控制器是用一個(gè) 12 V 電源供電電源，但也可能使用的太陽(yáng)能電 池板充電器 12V的鉛酸電池。一個(gè)高效率開關(guān)穩(wěn)壓器提供 5 V 至嵌入式控制器，以及一個(gè) 3 V 線性穩(wěn)壓器提供的電源為基本節(jié)點(diǎn)。 在現(xiàn)場(chǎng)控制器包含一個(gè)鍵盤，允許入境的時(shí)間表和手動(dòng)閥門遙控操作，液晶顯示器 LCD 來(lái)查看狀態(tài)信息。幾個(gè)鍵被標(biāo)記功能：時(shí)間，進(jìn)度表，手動(dòng)控制，節(jié)點(diǎn)狀態(tài)，輸入和刪除。其余的鑰匙編號(hào)為 0到 9的地址，時(shí)間，命令，一個(gè)無(wú)線調(diào)制解調(diào)器等投入可用于嵌入式無(wú)線接入控制器，但沒有用在這里。