Авторы: Ковнаций Б.Д., Белецкий О.В.
Источник: Материалы студенческой секции X Международной научно-технической конференции в рамках V Международного Научного форума Донецкой Народной Республики Информатика, Управляющие
Системы, Математическое
и Компьютерное Моделирование
(ПИИВС-2020). — Донецк: ДОННТУ, 2019. — с. 87-90.
Ковнацкий Б.Д.,Белецкий О.В. Микроконтроллерное устройство сбора данных о влажности грунта.Предлагается использование устройства на базе микроконтроллера для сбора, обработки и отправки на сервер данных о влажности грунта. В статье рассмотрены проблемы с которыми сталкивается сельское хозяйство. Приведен пример устройства повышающего эффективность полива, показан алгоритм взаимодействия его элементов между собой.
Остановить или замедлить научно-технический прогресс и оптимизацию эксплуатации природных ресурсов невозможно. Однако при эксплуатации любых ресурсов всегда возможны и необходимы такие решения (организационные, технические, хозяйственные), которые обеспечивают, с одной стороны, их не - истощительность, а с другой — максимально щадящий природу режим их использования. Одним из важнейших природных ресурсов является вода а главным водопотребителем - сельское хозяйство. В качестве решения для оптимизации расходов воды а так же для эффективного планирования ее расходов на длительных промежутках времени предлагается использовать устройство сбора данных о влажности грунта на базе микроконтроллера.
Не имея возможности точно и регулярно измерять влажность почвы, фермеры применяют избыточный полив, что влечет за собой нецелевой расход воды. Таким образом создается огромная излишняя циркуляция воды, зачастую приводящая к эрозии почвы и потребности вносить дополнительные удобрения.
Потребность в мониторинге влажности почвы имеет насущную необходимость на фермерских хозяйствах, обеспечивающих полив культур с помощью искусственной ирригации.[1] В зависимости от погодных условий, характеристик почвы, типа растений и фазы их роста требуется различная интенсивность полива.
С учётом всего вышесказанного, формируется цель работы. Создать устройство, которое будет собирать, хранить и отправлять информацию о влажности грунта на сервер. А так же разработать программу содержащую в себе базу данных и предоставляющую интерфейс для просмотра хранящихся на сервере данных.
Для реализации данной системы понадобится некоторое кол-во датчиков именуемых гигрометрами а так же плата Arduino(Uno/Nano)[2] на базе микроконтроллера ATmega328 который будет принимать данные со всех датчиков.
Для микроконтроллера необходимо написать программу, которая будет собирать информацию с датчиков и отправлять данные на сервер. Следовательно для сервера,в качестве которого мы будем использовать персональный компьютер, нам необходимо реализовать базу данных и приложение позволяющее работать с имеющейся информацией. Программы будут написаны на языках программирования С,C# .
Главным звеном устройства будет микроконтроллер, который будет опрашивать датчики. Каждый из датчиков будет отправлять данные о влажности грунта в своем секторе, после чего с микроконтроллера данные будут отправлены на компьютер, где специальная программа будет принимать эти данные и сохранять их.
Площадь больших сельскохозяйственных предприятий а так же теплиц разделена на секторы,на каждом из которых произрастают различные культуры растений. На каждый сектор устанавливается датчик влажности а он в свою очередь подключается к микроконтроллеру.[3] Ардуино опрашивает датчики с некоторым интервалом времени, формирует струкуру данных и отправляет ее на сервер. Сервер в свою очередь получает и схораняет информацию в базу данных. Посредством приложения пользователь может просматривать имеющиеся данные, анализировать и обрабатывать их.
Как мы видим, данное устройство предоставляет точный контроль влажности грунта в реальном времени, что позволяет значительно снизить нецелевое использование водного ресурса при орошении полей и теплиц. Так же устройство позволит уменьшить количество вреда наносимого экологии, что является не менее актуальной проблемой в наши дни.