基于iOS的便攜式多變量農(nóng)田數(shù)據(jù)監(jiān)控儀設計
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式中，di為田塊內(nèi)第i個測點距離擬合平面的垂直距離，cm；d為所有測點距離擬合平面垂直距離的平均值，cm；n為田塊內(nèi)所有測點的數(shù)量。當P值越小時，說明田面起伏越小，田面越平整。P=0是理論上可達到的最佳精度，而較高的P值則意味著較差的土地平整精度。在美國，常規(guī)平地方法和激光平地技術(shù)所能達到的田面最小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。
標準偏差P反映了田面平整的總體狀況，要想評價田間地面形狀的分布差異及特征，可利用分布偏差計算給出定量描述。首先計算田塊內(nèi)各測點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)的測點的累積百分比數(shù)來反映地面平整度的分布狀況。以美國土地利用局規(guī)定的標準為例，激光平地后，田塊內(nèi)偏差值小于1．5 cm的測點的累積百分數(shù)最大可達80％以上。
1．2 GPS面積測量儀原理
GPS面積測量儀采用GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)能夠提供實時的經(jīng)度、緯度、高程等導航和定位信息，利用GPS的定位功能，得出各個點的坐標，再通過數(shù)學方法計算出距離、面積等數(shù)據(jù)。由于地球是一個橢球，為了精確計算距離或面積，一般采用投影的方式轉(zhuǎn)換成平面坐標。在我國，對于大比例尺的地圖通常采用高斯一克呂格投影進行轉(zhuǎn)換，然而投影法計算十分復雜，難以在單片機中實現(xiàn)。為了簡化計算，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：
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)控儀設計
農(nóng)業(yè)具有地域分散、對象多樣、環(huán)境因子不確定等特點。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要依靠人的經(jīng)驗進行，無法對農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)全程進行實時精準監(jiān)控，實現(xiàn)最優(yōu)化的生產(chǎn)?？焖佟⒂行Р杉兔枋鲇绊懽魑锷L環(huán)境的空間變量信息，是實踐“精細農(nóng)業(yè)”的重要基礎(chǔ)。因此進行農(nóng)田環(huán)境監(jiān)控、隨時掌握農(nóng)業(yè)環(huán)境因素變化，從而采取相應的最優(yōu)對策顯得十分重要。
傳統(tǒng)的農(nóng)田信息監(jiān)測主要靠農(nóng)業(yè)技術(shù)人員實地現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)、A／D轉(zhuǎn)換、通過PC保存分析數(shù)據(jù)，或者通過數(shù)傳電臺的方式進行數(shù)據(jù)傳輸。這些方式存在很多問題：由于農(nóng)業(yè)環(huán)境相對惡劣，嚴寒、高溫、高濕等氣候因素很容易導致PC無法正常工作：PC機因其體積較大、費用較高、功耗顯著造成性能價格比低；無法實現(xiàn)遠程監(jiān)測，即便使用數(shù)傳電臺，也會受到地形的限制，距離僅限于幾十公里之內(nèi)；無法進行24小時實時監(jiān)測。因此，農(nóng)業(yè)環(huán)境的遠程實時監(jiān)控問題亟待解決。
目前國內(nèi)外的研究大多采用單片機作為微控制器，由于其自身性能的局限性，使得系統(tǒng)功能擴展時出現(xiàn)一系列不可預知的調(diào)試問題。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.biyoush.com/article/161482.htm
本設計提出了基于ARM、WiFi、藍牙的嵌入式農(nóng)田環(huán)境信息采集發(fā)送系統(tǒng)設計方案，降低功耗和成本，可靠性強，易于升級?？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)田長勢圖片、主要蟲害狀況，氣象信息，種植面積，種植品種，灌溉狀況，施肥情況，測土情況等。
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