1. 项目介绍

（1）项目背景

农业是国民经济的重要组成部分，提高农业生产效益和资源利用效率对实现农业可持续发展至关重要。利用物联网技术结合智能灌溉、喷雾和施肥系统，可以实现对农作物生长环境的精确监测和控制，提高农业生产的效率和质量。

本次FastBond2活动以苹果为研究对象，对苹果产业在生产过程中出现的问尝试通过现有条件进行解决。

苹果产业处于不断发展并扩大规模效益的良好发展态势中，但是苹果树病虫害严重影响果实的品质、降低产品的经济价值。随着现代农业的发展，规模化果园中农药的种类与用量也在不断加大，农药可有效防治病害对苹果树的破坏及害虫对果实的啃食，有助于保障苹果树健康生长，农药施用是防病治虫保产争丰收的必备手段。但是农药的大量使用所导致的土壤退化、果实农药残留、水源和环境污染、农药浪费等一系列问题正日益凸显。

（2）项目介绍

本次预期实现其操作流程标准化和作业的规模化、精量控制精准喷施，在适宜的外界温湿度及风速条件下进行施药有效提高化学药剂喷施的利用率，既达到药效又降低药液的蒸发和漂移量，减少对非靶标物的影响。

2. 方案框图

本项目的主要框图如下，得捷网站链接如下：https://www.digikey.cn/schemeit/project/农业物联网下苹果园的冠层喷施系统设计-880b7776084842a1b02b01e1a1a7f7dc

主要思路如下：

1.在整个系统供电方面，采用太阳能给蓄电池充电，然后作为整个系统的主要能源。

2.感知部分，通过ATMOS41气象站获得温度、湿度、光照和风速等多种传感器数据。为系统的运转提供数据支持。

3.控制部分，通过控制阀进行药液或者是水的选择。设计采用循环回路，实现节约灌溉。

4.通信部分，通过LoRa长距离传输控制命令，实现系统的功能联动。有关指令从主控端通过无线通信模块传输到受控端无线接收模块，通过传递给微控制芯片进行信息提取后，完成与主控端指令传输过程中的通信交互控制、指令解码、响应确认、超时及错误重传、故障中断等过程，进行流程控制。

3. 主要元器件

• 主要元器件
• 主控 MSP430 Ti
• 传感器：ATMOS41 自动气象站
• 控制单元：电磁阀门2W-250-25
• 无线通信模块：LoRa, Ashining A39

主控 MSP430

MSP430是一款由德州仪器（TI）推出的16位超低功耗、具有精简指令集（RISC）的混合信号处理器（Mixed Signal Processor）。该系列单片机多应用于需要电池供电的便携式仪器仪表中。MSP430单片机将多个不同功能的模拟电路、数字电路模块和微处理器集成在一个芯片上，以提供“单片机”解决方案。它具有针对实际应用需求的特点，如低功耗、高集成度、易于开发等。

ATMOS41 自动气象站

自动气象站是一种能够自动收集和传递气象信息的观测装置。根据需要，它可以建设在某一地区，以弥补空间区域上气象探测数据空白的重要手段。这种气象站能够全天候现场监测风速、风向、雨量、空气温度、空气湿度、光照强度、土壤温度、土壤湿度、蒸发量、大气压力等十几个气象要素。

自动气象站通常由气象传感器、微电脑气象数据采集仪、电源系统、防辐射通风罩、全天候防护箱和气象观测支架、通讯模块等部分构成。它可以通过专业配套的数据采集通讯线与计算机进行连接，将数据传输到气象计算机数据库中，用于统计分析和处理。

电磁阀门2W-250-25

电磁阀门是一种用电磁控制的工业设备，用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。电磁阀门可以配合不同的电路来实现预期的控制，而控制的精度和灵活性都能够保证。电磁阀门有很多种，不同的电磁阀门在控制系统的不同位置发挥作用，最常用的是单向阀、安全阀、方向控制阀、速度调节阀等。电磁阀门的结构简单紧凑、体积小，动作时间极短，响应速度极快，使用寿命长，无电刷磨损，免维护，安装使用方便。但也有一些缺点，如成本较高，维修较困难，寿命较短，对环境的污染较严重，密封性能差。

LoRa, Ashining A39

LoRa是一种长距离、低功耗的无线通信技术，也称为“Long Range”或“Long Range Wireless”技术。它主要用于物联网（IoT）设备的连接，可以有效地延长电池寿命并实现长距离通信。

LoRa的主要特点包括：

长距离通信：LoRa技术能够实现数公里的通信距离，使得物联网设备之间的连接更为便捷。

低功耗：LoRa设备可以使用较小的电池供电，并可以运行数月甚至数年之久，极大地延长了设备的寿命。

安全性高：LoRa采用了扩频技术，使得数据传输过程更为安全，不易受到干扰或窃听。

灵活性：LoRa网络可以根据需要灵活配置，可以适应各种不同的应用场景。

易于部署：LoRa设备的部署和维护相对简单，可以快速地构建起大规模的物联网网络。

LoRa的应用范围广泛，包括智能家居、智慧城市、工业物联网等领域。例如，通过在家庭中安装LoRa设备，可以实现远程控制家电、监测家庭环境等功能；在城市中部署LoRa网络，可以实现对交通、环境等方面的智能监测和管理；在工业生产中引入LoRa技术，可以实现设备的远程监控和维护，提高生产效率。

自动气象采集采用 ATMOS41 自动气象站（METER 公司，普尔曼，美国华盛顿州）， 其可同时采集温度、湿度、光照、风速等 12 种传感数据。

4. 心得体会

通过这次的fastbond2阶段一的项目经历，让我把之前学的东西都汇总串起来，也提高了我的解决能力，希望fastbond2越办越好！