农作物营养缺乏传感器。

简介

农业仍然是像印度和非洲这样的发展中国家的支柱,它是这些国家大多数人口的主要生计来源。

问题:

发展中国家的农民目前需要手工评估作物质量,这可能导致或可能不会导致正确的评估。

小农户因技术的使用而分离

过量使用氮肥会给农民带来经济和经济损失。

现有的系统要么过于昂贵,要么过于复杂,要么过于狭窄,要么局限于某些作物品种。

•数据收集和共享几乎不可用于农场传感数据

现有解决方案:

KONICA Meltina SPAD-502表:

这是一种手持装置,具有一种类似于夹子的装置,可以通过非破坏性地检测叶子的叶绿素浓度来识别营养缺陷的迹象。

在我自己使用SPAD表之后,我就意识到了它的根本缺陷,SPAD表是专为研究人员和科学家使用的。它不需要由农民使用,SPAD表输出SPAD值,这是需要解释的特定作物品种,以确定和量化养分缺乏,一个普通的农民将缺乏这些工具。叶色图:在光谱的另一端是卑微的叶色图表。

叶色图是由国际水稻研究所提供的,以帮助农民在施肥过程中做出更明智的决定,但是它被它的缺陷所阻碍,导致它从农民工具箱中脱落。

我的目标是现在设定,我希望农场是一个设备,将是准确的,像SPAD米,同时价格低廉,并提供农民可操作的数据,他们的作物,而易于解释。

解决方案:农场:低成本传感器农业咨询系统

这里是我们提出的设计的草图,该设备将是一个崎岖的矮胖设备,具有低功耗的显示器和大的电池,具有无线连接和GPS。用途:农场主会周期性地四处走动,采集作物的各种叶子,所有这些数据都用GPS设备的时间和位置印记存储起来。这使得有可能的多个农民共享相同的设备,利用他们的农田地理围垦。每星期测量两次。

数据传输到云服务器,将数据与同一作物ValITy的名义数据库以及播种日期进行比较。从平均统计量中提取叶叶绿素的发散,从而得到详细的施肥计划,并将其与当地天气报告一起提供给农民,使用交互式语音响应(IVRS)在农民的当地语言中的普通电话上。因此农民可以在一开始就纠正任何作物的营养问题。

这是我们项目的基本设计,这个系统即使是一个没有受过教育的农民也很容易使用。一种作物通过它的叶子表达它的营养需求。因此,有可能通过它的叶子来评价作物的营养含量。上面的框图说明了各种元件和传感元件。光谱传感器由多波长光源组成,其波长为650nm(深红色)、605nm(橙色)、940nm(红外)、810nm(近红外)、1330nm(中红外)激光二极管。采用MSP430G2553单片机,通过脉宽调制对LED和激光二极管的强度进行调节。基于HDC1000的土壤水分附着在土壤穿刺探头上,传感器本身被密封,以避免损坏,但由于电容传感方法,传感器的灵敏度不受影响。FANKCORDER原型1将只使用650nm和940nm LED用于SPAD感测,其他特性将很快在未来版本中添加,

最初我想要使用的光传感器是Ti OPT101传感器,但令我沮丧的是,它对红外光谱不敏感。我最终决定使用AMS的TSL2561 I2C光传感器,因为它内置了放大滤波和ADC转换。我拿起SpkFooy的TSL2561传感器,并设计了我自己的自定义变型,包括定制的LED和驱动程序。

这里是我们的初始原型的布局:

我们选择了粒子电子是我们的项目中心连接到各种外围设备,如GPS模块,OLED。该装置具有两个外部JST连接器以连接叶叶绿素夹传感器和土壤湿度传感器探头。

农作物营养缺乏传感器。项目相关文件下载

FarmCorderCode.zip
电路图


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