農業噴灌的可視化控制
背景
“民以食為天”，糧食安全關系一個國家和民族的基本生存，聯合國發布《2022年全球糧食危機報告》稱全球或面臨嚴重的糧食短缺。糧食生產離不開澆水和施肥，要想獲得高產穩產，必須采用更加科學高效的節水灌溉技術，實現水肥一體化作業和管理。噴灌是利用管道將有壓水送到灌溉地段，并通過噴頭分散成細小水滴，均勻地噴灑到田間，對作物進行灌溉。它作為一種先進的機械化、半機械化灌水方式，可以廣泛應用于大田糧食生產。
噴灌的主要優點有：
⑴節水效果顯著，水的利用率可達90%。噴灌與地面灌溉相比，1立方米水可以當2立方米水用。
⑵作物增產幅度大，一般可達20%—40%，因增加了15%—20%的播種面積；可改善了田間小氣候和農業生態環境。
⑶大大減少了田間渠系建設及管理維護和平整土地等的工作量。
⑷減少了農民用于灌水的費用和用工量，減少生產投入，增加農民收入。
⑸有利于實現農業機械化、自動化，產業化、現代化。
⑹避免由于過量灌溉造成水資源浪費和土壤次生鹽堿化。
概況
農業噴灌項目采用變頻器驅動高效深井泵實現輸水管道的恒壓和變壓控制，用Hi3861承擔主控，采用DAYU200做上位機，完成系統的可視化控制。
開發環境
- DevEco Studio for OpenHarmony3.0.0.900
- OH系統版本：OpenHarmony 3.2.3.3
- 上位機開發語言： ETS
- DevEco Device Tool V3.0 Release
- 開發板：DAYU200，BEAIPI-HM-Nano
主控-Hi3861
主控-Hi3861使用socket創建TCP服務端，接收來自上位機DAYU200的控制命令，同時回復狀態數據到DAYU200。
static void TCPServerTask(void)
{
//服務端地址信息
struct sockaddr_in server_sock;
//客戶端地址信息
struct sockaddr_in client_sock;
int sin_size;
struct sockaddr_in *cli_addr;
//連接Wifi,
WifiConnect("******", "********");
//創建socket
if ((sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
{
perror("socket is error\r\n");
exit(1);
}
bzero(&server_sock, sizeof(server_sock));
server_sock.sin_family = AF_INET;
server_sock.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
server_sock.sin_port = htons(_PROT_);
//調用bind函數綁定socket和地址
if (bind(sock_fd, (struct sockaddr *)&server_sock, sizeof(struct sockaddr)) == -1)
{
perror("bind is error\r\n");
exit(1);
}
//調用listen函數監聽(指定port監聽)
if (listen(sock_fd, TCP_BACKLOG) == -1)
{
perror("listen is error\r\n");
exit(1);
}
printf("start accept\n");
//調用accept函數從隊列中
while (1)
{
sin_size = sizeof(struct sockaddr_in);
if ((new_fd = accept(sock_fd, (struct sockaddr *)&client_sock, (socklen_t *)&sin_size)) == -1)
{
perror("accept");
continue;
}
cli_addr = malloc(sizeof(struct sockaddr));
printf("accept addr\r\n");
if (cli_addr != NULL)
{
memcpy(cli_addr, &client_sock, sizeof(struct sockaddr));
}
//處理目標
ssize_t ret;
while (1)
{
if ((ret = recv(new_fd, recvbuf, sizeof(recvbuf), 0)) == -1)
{
printf("recv error \r\n");
}
if(NULL != strstr(recvbuf,"ON")) {
printf("START ON !\r\n");
IoTGpioSetOutputVal(8, 1);
IoTGpioSetOutputVal(14, 1);
}
if(NULL != strstr(recvbuf,"OFF")) {
printf("START OFF !\r\n");
IoTGpioSetOutputVal(8, 0);
IoTGpioSetOutputVal(14, 0);
}
if ((ret = send(new_fd, buf, strlen(buf) + 1, 0)) == -1)
{
perror("send : ");
}
sleep(1);
}
close(new_fd);
}
}
上位機-DAYU200
- DAYU200與主控Hi3861采用TCP通信，??參考文檔Socket連接??。
- 首頁界面，點擊“開始”按鈕進控制頁面
3.可視化控制頁面，點擊“噴灌”和“停噴”可以開啟和關閉噴灌系統。
演示系統組成
1.演示系統由水泵，三叉噴頭，支架，管路，變頻器，Hi3861開發板和DAYU200開發板共同組成。
2.演示視頻，視頻中上位機是HDMI驅動的顯示器和DAYU200開發板的觸摸屏同時顯示。（視頻在審核中）
展望
88年前，毛澤東同志提出“水利是農業的命脈”；2022年2月22日，《中共中央國務院關于做好2022年全面推進鄉村振興重點工作的意見》發布，2022年將建設高標準農田1億畝，累計建成高效節水灌溉面積4億畝。統籌規劃、同步實施高效節水灌溉與高標準農田建設。
相信OpenHarmony及相關輕富設備會在鄉村振興的大趨勢中發揮舉足輕重的作用。
