李宝生++康健丽++禹化有++李凤平

摘 要：文章采用远距离无线串口透传技术设计了小米种植智能管理系统，该系统主要由温度监控模块、适度监控模块、水分监控模块温和管理主机组成。当超出了预设的作物最佳生长范围时，管理主机会根据系统设定自动控制风机和灌溉管道阀开关来调节。管理系统通过合理的施肥原则以及施肥技术等方面对谷子进行合理的施肥。实验结果表明，由管理系统种植的小米和普通种植的小米品质都能够满足人们的要求，但管理系统种植的小米谷粒较为饱满，口感更好。

关键词：小米；自动智能管理系统；施肥

中图分类号：S515 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）02-0157-02

Abstract： In this paper， the remote wireless serial transmission technology is used to design the millet planting intelligent management system， which is mainly composed of temperature monitoring module， moderate monitoring module， water monitoring module and management host. When the optimal growth range of the crop is exceeded， the management host will adjust it according to the system setting automatic control fan and irrigation pipe valve switch. The management system carries on the reasonable fertilization to the millet through the reasonable fertilization principle and the fertilization technology and so on. The results show that the quality of millet planted by management system and common millet can meet the requirements of people， but the millet planted by management system is more full and tastes better.

Keywords： millet； automatic intelligent management system； fertilization

引言

小米，中國古称为粟或援，亦称作粱，俗称谷子。谷子为禾本科（Gramineae）狗尾草属（Setaria）植物。带壳的谷子是假果粒，圆形或卵圆形；壳由内外程组成，色泽有黄、乳白、灰、褐等多种。谷子去壳后的颖果即为小米，色泽有黄、灰白、褐或黑色；因其粒小，直径2mm左右，故名。我国是小米的起源地，在长长的历史长河中小米在人们的食物中占有重要地位，它抗寒抗旱等优势，是五谷之一。它的生长发育期比其他植物较短，对环境有强大的适应性，不像小麦那样经常那样浇水就可以很好生长，它的存储条件很简单，不容易变质，是我国北方地区主要的农作物。小米品质的优劣不仅受遗传因素的影响，而且还与水小生长期间的环境条件和栽培技术有很大关系其中肥料对小米品质性状有很大影响。迄今，许多研究人员对肥料施用量和施用期与小米品质的关系进行了研究，现将近年来国内关于肥料对小米品质影响的研究进行分析，以期为我国优质小大面积生产提供科学的肥料运筹依据。

1 小米不施肥种植

小米在不同的生长发育阶段，需要的水分和温度也是不一样的。如果对大鹏的某个点进行温度湿度的检测不能反映整个大棚的湿度和温度。[1]因此针对传统大棚这样一个缺点，本系统设计了大棚温湿度和土壤水分自动智能管理系统，从而大棚内的参数会得到及时、充分的调节。这一系统主要由温度传感器、湿度传感器、水分传感器和无线通信装置等构成。系统通过检测整个大棚的温度和湿度，通过反馈调节使大棚温度和湿度保持在一个恒定的范围，从而使小米处于去最有利的生长环境。系统通过传感器检测周围环境信息，通过无线通讯模块将采集到的信传输至上位机管理机，同时将数据存储在数据库SQL2008中。管理机对接受到的数据进行分析、处理，跟预设值进行比较，判断该时刻温度和湿度是否符合预定值，如果不符合则进行温度和湿度调节。存储在SQL2008的数据还可以用来数据回放，将历史数据显示。

采用无线串口透传模块E17TTL100-SMA可以使传输的距离加长，从而保证数据传输的准确性和稳定性。该模块的核心是无线射频芯片，工作频率为440MHz，供电直流电压为1.5-3.5V，醉倒功率可达1000mW，接受的电流大小为38uA。该芯片还有低功耗特性，休眠时电流仅为2uA。通过串口通信可以传输到2000m外的距离；具有标准的TTL接口，接收方和发信方之间就像连接了一条串行总线，不需要编写复杂的通信协议，使设计更加方便，该接口可以支持多种波特率。该模块以串口通信的方式与控制器进行通信，两者之间的比特率设置为9600进行通讯。[3]由于无线模块一直是等待接受信息，考虑到节能，本设计为当主节点接收到指令后，先处理接收到的指令，在执行发送，把数据上传至上位机。

小米植物在大棚内进行光合作用会使很多水分蒸发，导致大棚内湿度不足，与此同时还会产生热量，使大棚温度升高。如果没有精确地温度传感器和湿度传感器，将无法精确地对温度和湿度进行精确反馈调节。本系统选用温度湿度模块AM2302，该模块为数字输出周围环境的温度和湿度，它主要由电容式湿敏元件和高精度温度元件组成。连接方式为3引脚，电源电压为3.5V至5.5V。单总线数据线SDA引脚是三态结构，用于数据交换和控制，确保其具有超快速响应和高可靠性和抗干扰能力。数据总线降低到至少800s，STM32F103处理器从睡眠模式转换到高速模式，从数据总线SDA串行数据输出40Bit数据，其次是高湿度，低湿度，高温度，低温度和奇偶校验，发送后数据自动进入睡眠模式。endprint

2 小米施肥种植

2.1 谷子的施肥原则

（1）有机物肥料和无机物肥料相结合。谷子在种植中可以加入有机肥，可以增加土壤有机质，改善土壤理化性状，提高土壤保水保肥能力，增强微生物活性，提高化肥利用率。因此，有机肥应该是绿谷子的主要肥料。为了实现小米高产，优质，高效，要坚持多种形式的有机肥投入，适量适量中，小量化肥，提高土壤肥力。（2）大量、中量、微量元素配合。绿谷子施肥技术的重要内容是合理应用各种营养元素。人们必须重视氮磷钾肥的合理配方施用，及时补充必要的硼，锌等微量元素，以获得高而稳定的谷子产量。（3）用地和养地相结合。为了使土壤肥料的良性循环必须是由投入产出平衡形成的小米物质和能源，必须坚持土地利用与开发相结合。如果土壤肥力被破坏或消耗，土壤的复壮能力和谷子的产量和质量就会降低。（4）肥料使用要严格按照国家绿色食品肥料使用准则标准执行禁止使用未经国家和省级农业部门注册的化学或生物肥料的绿色小米生产。严禁使用硝酸盐肥料。

2.2 谷子的施肥技术

（1）谷子的需肥特点。谷子属于耐瘠薄作物。要想获得较高的产量，必须满足谷子对养分需要。根据研究资料和近年来本区域谷子配方施肥“3414”肥效试验结果表明：谷子每生产100kg籽粒，约需从土壤中吸收纯氮2.5kg、磷1.25kg、钾1.75kg。谷子在整个生育期中，对氮素需要量较多，在幼苗期吸氮量占全生育期的2%～4%。拔节到孕穗期吸收量占全生育期的60%～80%。开花到成熟期吸氮9%～30%，且在不同的产量水平下，谷子吸收氮的差异明显。产量较高原因主要是土壤氮素供应充足，这样会使得植株生长快，叶片功能期延长，光合作用较强，干物质积累多。尤其是需要有磷促进和调节小米，磷足够生长，可以增强抗旱，抗寒，减少粮食，粒重，促进早期热量。小米还具有较强的吸钾能力。籽粒钾含量较高，钾能提高茎秆韧性和抗倒伏能力，抗病蟲害。硼锌能加强谷子的一些重要生理功能，植株生长茂盛，根系良好，籽粒饱满。因此，在作物种植中，要注意氮，磷，钾肥与硼，锌等微量元素的适当配位水平。（2）谷子的施肥量。根据土壤条件，土壤类型，土壤养分测试结果等，通过施肥生产绿色小米，然后根据土壤养分含量参考配方施肥建议，按照公式，小调整施肥原则被执行了。

3 结束语

无肥智能管理系统实现了小米生长环境中温湿度土壤水分的实时智能管理，大大降低了管理人员的劳动强度。科学施肥是通过合理的施肥技术和施肥量获得的作物，这样的施肥技术具有一定的经济效益和社会效益。两者从品质上都能够满足要求，但是通过合理施肥种植的小米谷粒更为饱满。

参考文献：

[1]吴昊，何鹏，杨曼.基于Android的温室大棚监控管理信息系统研究[J].农机化研究，2013，35（11）：79-83.

[2]贺霞.忻州市优质小米生产基地建设绿色施肥技术[J].现代农业，2014（10）：30-31.

[3]周曦，何振宇，单鸣雷，等.输配电开闭所环境及安全综合监控系统的设计[J].计算机工程与设计，2013，34（07）：2609-2613+2618.

[4]何禹.小米拔节期施肥培土对产量的影响[J].吉林农业，2017（05）：75.

[5]张淋江，刘亚威.水产养殖智能管理系统水质调节应用[J].科技创新与应用，2017（05）：45-46.endprint