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基于MQTT协议的肥液参数远程监测系统设计与实现

文献类型： 中文期刊

作者： 陈金龙 1 ; 卢闯 1 ; 任妮 1 ; 戴秀 1 ;

作者机构： 1.江苏省农业科学院农业信息研究所

关键词： 水肥一体化;远程监测;肥液参数;双重ADC同步采样;数据滤波

期刊名称： 中国农机化学报

ISSN： 2095-5553

年卷期： 2025 年 46 卷 007 期

页码： 97-103

收录情况： 北大核心

摘要： 水肥一体化是实现节水节肥和减少生态污染的重要技术，其中肥液EC、pH值的精准检测和肥液参数的稳定远程传输是水肥一体化装备应用研究的重点。针对水肥一体机的肥液参数精准监测开展应用研究，综合兼顾电压检测的量程及分辨力，设计高精度电压检测电路，对肥液传感器输出原始信号进行转化、分压、跟随及滤波，经高精度电压检测电路后的EC、pH传感器信号，输入至控制器高速ADC模块进行双重ADC同步规则采样，将模拟信号转换为数字信号，实现对肥液EC、pH参数采样的时序同步。综合考虑信号滤波效果及实时响应速度，合理选取滤波器长度，对ADC采样结果的数字信号实行滑动平均滤波，以滤除周期性及高频性等随机干扰信号，确保ADC采样结果的准确性。高精度硬件电压检测电路和高效传感器数据检测算法的有效融合设计，能够使肥液传感器精准检测肥液EC、pH值。对计算出的肥液EC、pH值，经由JSON格式规格化后，由控制器通过RS232通信上传至4G DTU模块，并采用MQTT协议远程传输数据至云平台端，以提供有价值的决策参考。试验验证表明，设计的肥液参数精准监测系统，电压检测电路精度高，传感器数据检测算法高效灵活，电压采集综合平均相对误差为1.98‰,远程通信稳定可靠，数据流收发成功率为99.88%。

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[3]水肥一体化技术提高水肥利用效率研究进展. 李传哲,许仙菊,马洪波,安霞,盛金元,张永春. 2017

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