На волне перехода от традиционного сельского хозяйства к умному сельскому хозяйству «точное восприятие» является ключевым условием достижения высокого-качества и высокой-урожайности сельскохозяйственных культур и эффективного использования ресурсов. Основным компонентом, который поддерживает стабильную работу и точную передачу данных различных сельскохозяйственных датчиков, является плата интеллектуального сельскохозяйственного датчика. Хотя он не контактирует напрямую с почвой и сельскохозяйственными культурами, он представляет собой «нервный центр» датчиков, соединяющийся с такими ключевыми звеньями, как мониторинг окружающей среды и восприятие состояния роста, и становится важным краеугольным камнем для продвижения сельскохозяйственного производства от «ориентированного на опыт» к «управляемому данными».
1. Адаптироваться к различным сельскохозяйственным сценариям и удовлетворять разнообразные потребности в восприятии.
Основным требованием умного сельского хозяйства является получение в реальном-времени и точных ключевых данных в среде сельскохозяйственного производства, а функциональные различия датчиков в разных сценариях выдвигают различные требования к адаптивности печатных плат. В сценарии посадки в поле датчики, используемые для контроля температуры, влажности, значения pH и проводимости почвы, требуют печатной платы с превосходной устойчивостью к коррозии почвы и влаге. Поскольку датчики часто закапываются под землей или близко к поверхности, поверхность печатной платы необходимо обрабатывать специальным покрытием, чтобы избежать коротких замыканий, вызванных проникновением соли и влаги в почву. В то же время обеспечивается стабильное соединение между модулем сбора данных и модулем беспроводной передачи, позволяющее загружать данные о почве на облачную платформу в режиме реального времени.
В сельском хозяйстве (например, в теплицах) сценарии применения печатных плат датчиков более сложны. Для датчиков температуры и влажности, концентрации углекислого газа и интенсивности освещения печатная плата должна адаптироваться к требованиям интеграции нескольких модулей: она должна содержать высокоточные-схемы обработки сигналов чипа обнаружения, быть совместимой с маломощными модулями беспроводной связи, такими как Bluetooth и LoRa, а также иметь низкие-энергетические характеристики. - большинство датчиков в теплицах работают от аккумулятора, а оптимизация схемы печатной платы может эффективно снизить потребление энергии, продлить срок службы оборудования и снизить стоимость ручного управления. замена аккумулятора. В сфере животноводства и птицеводства сенсорная плата, используемая для контроля концентрации аммиака и качества воздуха в птичнике, должна быть ориентирована на ее устойчивость к химической коррозии, избегать повреждений печатной платы, вызванных раздражающими газами, такими как аммиак, и обеспечивать непрерывность данных мониторинга.
Кроме того, в области аквакультуры печатные платы датчиков, используемые для контроля температуры воды, растворенного кислорода и мутности, также должны обладать водонепроницаемыми герметизирующими свойствами. Печатная плата частично погруженных датчиков должна образовывать с корпусом плотную водонепроницаемую конструкцию, и в то же время используется специальная схема схемы для компенсации электромагнитных помех от водоема, обеспечивающая точность данных о качестве воды и обеспечивающая надежную основу для регулирования среды роста водных животных.
2. Технические характеристики поддерживают сельскохозяйственное производство, повышают надежность и стабильность данных.
Технические характеристики печатной платы интеллектуального сельскохозяйственного датчика напрямую определяют производительность датчика в сложных сельскохозяйственных условиях, а его основные преимущества в основном отражаются в трех аспектах: анти-помехоустойчивость, адаптируемость к окружающей среде и эффективность передачи сигнала.
В среде сельскохозяйственного производства существует большое количество источников электромагнитных помех, таких как работа двигателей сельскохозяйственной техники и излучение линий электропередачи высокого-напряжения. Если защита от-помех печатной платы недостаточна, это приведет к отклонению данных, собираемых датчиками. По этой причине в печатных платах интеллектуальных сельскохозяйственных датчиков обычно используются технологии «изоляции заземления» и «покрытия экранирующего слоя»: за счет разделения клемм заземления сигнальной цепи и цепи питания можно избежать влияния колебаний мощности на сбор сигнала; В то же время поверхность печатной платы покрыта металлическим экранирующим слоем, который блокирует проникновение внешнего электромагнитного излучения, обеспечивая точность сбора ключевых данных, таких как температура почвы, влажность и концентрация углекислого газа, для удовлетворения потребностей точного регулирования в сельскохозяйственном производстве.
С точки зрения адаптации к окружающей среде, печатные платы интеллектуальных сельскохозяйственных датчиков должны выдерживать экстремальные условия, такие как высокая температура, низкая температура, высокая влажность и сильное ультрафиолетовое излучение. Например, в северном Китае температура на полях зимой ниже, а летом в теплице выше. Подложка, используемая для печатной платы, такая как модифицированный материал FR-4, должна иметь широкий диапазон температурной устойчивости, чтобы гарантировать отсутствие таких проблем, как растрескивание подложки или отслоение паяного соединения при экстремальных температурах; В то же время слой паяльной маски печатной платы изготовлен из чернил, устойчивых к высоким температурам и ультрафиолетовому излучению, чтобы предотвратить старение слоя паяльной маски, вызванное длительным воздействием солнечного света, и продлить срок службы датчика.
Эффективность передачи сигналов — ключ к обеспечению регулирования сельскохозяйственного производства в-режиме реального времени. Плата интеллектуального сельскохозяйственного датчика оптимизирует компоновку схемы, сокращает путь передачи сигнала и уменьшает затухание сигнала. Например, между модулем беспроводной передачи и модулем сбора данных печатная плата использует метод проводки «короткий путь с низким импедансом», который позволяет быстро передавать данные, собранные датчиком, на облачную платформу. Фермеры могут просматривать данные в режиме реального времени через мобильное приложение и своевременно корректировать объем орошения, количество удобрений или состояние вентиляции теплицы в соответствии с изменениями данных, обеспечивая динамичное и точное управление сельскохозяйственным производством.