На хвилі переходу від традиційного сільського господарства до розумного сільського господарства «точне сприйняття» є ключовою передумовою для отримання високо-якісних і високо-врожайних культур і ефективного використання ресурсів. Основним компонентом, який підтримує стабільну роботу та точну передачу даних різних сільськогосподарських датчиків, є плата розумного сільськогосподарського датчика. Незважаючи на те, що він безпосередньо не контактує з ґрунтом і культурами, він схожий на «нервовий центр» датчиків, з’єднуючись із ключовими зв’язками, такими як моніторинг навколишнього середовища та сприйняття стану росту, і стає важливим наріжним каменем для просування сільськогосподарського виробництва від «керованого досвідом» до «керованого даними».
1, Адаптація до різноманітних сценаріїв сільського господарства та виконання різноманітних потреб у сприйнятті
Основною вимогою розумного сільського господарства є отримання-точних ключових даних у реальному часі в середовищі сільськогосподарського виробництва, а функціональні відмінності датчиків у різних сценаріях висувають різні вимоги до адаптивності друкованих плат. У сценарії посіву в полі датчики, які використовуються для моніторингу температури ґрунту, вологості, значення pH і провідності, вимагають друкованої плати з чудовою стійкістю до корозії ґрунту та вологи. Оскільки датчики часто ховають під землею або близько до поверхні, поверхню друкованої плати потрібно обробити спеціальним покриттям, щоб уникнути коротких замикань, спричинених проникненням солі та вологи в ґрунт. У той же час забезпечується стабільне з’єднання між модулем збору даних і модулем бездротової передачі, щоб дані про ґрунт можна було завантажити на хмарну платформу в режимі реального часу.
У сільському господарстві (наприклад, в теплицях) сценарії застосування сенсорних друкованих плат більш складні. Що стосується датчиків температури та вологості повітря, концентрації вуглекислого газу та інтенсивності освітлення, їхня друкована плата має адаптуватися до вимог до багатомодульної інтеграції: вона має містити високо-схеми обробки сигналу мікросхеми виявлення, бути сумісною з мало-модулями бездротового зв’язку, такими як Bluetooth і LoRa, а також мати низькі-енергетичні характеристики - більшість тепличних датчиків покладаються на живлення від акумулятора, і Оптимізація схеми друкованої плати може ефективно зменшити споживання енергії, подовжити життєвий цикл обладнання та знизити вартість ручної заміни батареї. У тваринництві та птахівництві друкована плата датчика, яка використовується для моніторингу концентрації аміаку та якості повітря в розпліднику, повинна зосереджуватися на своїй стійкості до хімічної корозії, уникати пошкодження друкованої плати, викликаного подразливими газами, такими як аміак, і забезпечувати безперервність даних моніторингу.
Крім того, у сфері аквакультури сенсорні друковані плати, які використовуються для моніторингу температури води, розчиненого кисню та каламутності, також повинні мати водонепроникні характеристики ущільнення. Плата частково занурених датчиків повинна утворювати щільну водонепроникну конструкцію з оболонкою, і в той же час використовується спеціальна схема схеми для компенсації електромагнітних перешкод від водойми, забезпечуючи точність даних про якість води та забезпечуючи надійну основу для регулювання середовища росту водних тварин.
2. Технічні характеристики підтримують сільськогосподарське виробництво, підвищують надійність і стабільність даних
Технічні характеристики друкованої плати розумного сільськогосподарського датчика безпосередньо визначають продуктивність датчика в складних сільськогосподарських середовищах, а його основні переваги в основному відображені в трьох аспектах: здатність до -перешкод, адаптивність до навколишнього середовища та ефективність передачі сигналу.
У сільськогосподарському виробництві існує велика кількість джерел електромагнітних перешкод, як-от робота двигунів сільськогосподарської техніки та випромінювання високовольтних ліній електропередачі. Якщо здатність друкованої плати проти -перешкод недостатня, це призведе до відхилення даних, зібраних датчиками. З цієї причини в друкованих платах розумних сільськогосподарських датчиків зазвичай використовуються технології «ізоляції заземлення» та «покриття екрануючого шару»: завдяки розділенню клем заземлення сигнального кола та ланцюга живлення можна уникнути впливу коливань потужності на отримання сигналу; У той же час металевий захисний шар покритий поверхнею друкованої плати, щоб блокувати зовнішнє електромагнітне випромінювання, забезпечуючи точність збору ключових даних, таких як температура ґрунту, вологість і концентрація вуглекислого газу, щоб задовольнити потреби точного регулювання в сільськогосподарському виробництві.
Що стосується адаптації до навколишнього середовища, друковані плати розумних сільськогосподарських датчиків повинні витримувати екстремальні умови, такі як висока температура, низька температура, висока вологість і сильне ультрафіолетове випромінювання. Наприклад, на півночі Китаю температура на полях нижча взимку і вища в теплиці влітку. Підкладка, яка використовується для друкованої плати, наприклад модифікований матеріал FR-4, повинна мати широкий діапазон температурної стійкості, щоб гарантувати відсутність таких проблем, як розтріскування підкладки або від’єднання паяного з’єднання за екстремальних температур; У той же час шар паяльної маски на друкованій платі виготовлено зі стійких до високих температур і ультрафіолетового випромінювання чорнила, щоб запобігти старінню шару паяльної маски, викликане тривалим впливом сонячного світла, і подовжити термін служби датчика.
Ефективність передачі сигналу є ключем до-забезпечення регулювання сільськогосподарського виробництва в реальному часі. Плата розумного сільськогосподарського датчика оптимізує схему схеми, скорочує шлях передачі сигналу та зменшує затухання сигналу. Наприклад, між модулем бездротової передачі та модулем збору даних друкована плата використовує метод з’єднання «короткий шлях, низький імпеданс», який дозволяє швидко передавати дані, зібрані датчиком, на хмарну платформу. Фермери можуть переглядати дані в режимі реального часу за допомогою мобільного додатку та своєчасно регулювати кількість поливу, кількість добрив або стан вентиляції теплиці відповідно до змін даних, досягаючи динамічного та точного управління сільськогосподарським виробництвом.