低成本开源移动植物冠监测系统：农业研究与未来传感器应用

本文档探讨了一篇关于移动开源植物机盖监控系统的论文，发表在《现代仪器》杂志2017年第六期，由Daniel K. Fisher和Yanbo Huang共同完成，两位作者来自美国农业研究服务署的作物生产系统研究单元，位于石维尔，密西西比州。论文的主题聚焦于利用现代农业技术提升农业生产力，尤其是通过精确农业和表型分析来识别和应对农田中的空间变异。 移动农用车辆，如拖拉机和喷雾器，被看作是潜在的移动传感平台，它们在田间作业时可以收集大量数据。文章的核心创新在于开发了一个基于微控制器的开源硬件和软件集成系统。这个系统主要包括以下组件： 1. 微控制器：作为核心处理器，微控制器负责系统的所有逻辑控制和数据处理，使得设备能够高效地协调各种传感器的工作。 2. 蓝牙无线电：用于无线通信，允许系统与外部设备（如计算机或远程服务器）进行数据交换，方便数据管理和远程监控。 3. GPS接收器：提供精确的位置信息，这对于作物定位、跟踪生长环境变化和农田管理至关重要。 4. 红外温度传感器：用于测量植物或土壤的温度，有助于了解作物生长状况、热应力和病虫害等问题。 5. 超声波距离传感器：用来探测作物与机盖的距离，或者作物间的间距，有助于评估作物密度和生长状态。 6. 微型SD卡存储：作为非易失性存储，用于长期保存数据，以便后续分析和回顾。 7. 电压调节组件：确保系统稳定运行，即使在不同的电源条件下也能正常工作。 该系统设计的成本低廉，仅为292美元，这表明开源硬件在农业研究领域的经济可行性。在实践中，这个系统在大豆田中进行了实地测试，展示了其在实时监测植物机盖温度、作物生长环境等方面的有效性。论文的研究成果不仅验证了这种移动监控系统在农业领域的实用价值，也为其他类似或基于传感器的应用提供了可参考的设计框架。 这篇论文的发表不仅推动了农业技术的创新，还强调了开源硬件和软件在农业科学中的作用，有助于降低研究门槛，促进农业科技的共享和发展。对于那些寻求低成本、易定制和高效率解决方案的农业研究者而言，这篇文章提供了宝贵的经验和启示。