ІНТЕЛЕКТУАЛЬНА ІНФОРМАЦІЙНО-ВИМІРЮВАЛЬНА СИСТЕМА ЕКСПРЕС-АНАЛІЗУ ПАРАМЕТРІВ ГРУНТІВ

М. Павлишин, А. Литовченко, І. Гусар

Анотація


Мета роботи. Дослідження та розроблення апаратно-програмних засобів для експрес-аналізу параметрів ґрунтів.
Методи досліджень: моделювання; методи безпосередніх вимірювань у польових експериментах; аналітичні методи обробки результатів вимірювання; експертні оцінювання; прогнозування.
Результати. Запропоновані апаратно-програмні засоби дають змогу:
1. Вимірювати такі параметри ґрунтів:
- вологість ґрунту в діапазоні від 10 до 95 %;
- температуру ґрунту в діапазоні від 0 до 100 градусів Цельсія;
- рН ґрунту в діапазоні від  0 до 14 водневих одиниць;
- електропровідність ґрунту (стандартні вимоги);
- концентрацію СО2  та СН4 над поверхнею ґрунту (міжнародні стандартні методики) в діапазоні від 10 до 3000 ррm.
2. Виконувати обробку результатів вимірювання за заданими та змінними алгоритмами.
3. Формувати інтегральну оцінку поточного стану ґрунту.
4. Прогнозувати можливі зміни стану ґрунту в коротко- та середньостроковій перспективі.
Висновки. Використання розробленої авторами інформаційно-вимірювальної системи (ІВС) дає змогу оперативно отримувати результати про поточний стан ґрунтів, а саме: температури ґрунту, вологості ґрунту, рН  показника та електропровідності на необхідних глибинах. Часові затрати на отримання такої інтегральної характеристики складає максимум 5 хвилин, що надає суттєві переваги перед традиційними методиками аналізу параметрів ґрунту, суттєво підвищує ефективність процесів вимірювання і робить доступним вимірювання параметрів безпосередньо на полі агрономами або технологами.
На цьому етапі система протестована та готова до використання. Інтерфейсом користувача можна встановити критичні параметри ґрунту, з виходом за які система надсилає сповіщення на станцію (або користувачу). Також, уводячи у відповідні поля параметр для аналізу, система показує до якої групи можна віднести теперішні дані.
Окрім цього, дані з датчиків можна записати на зовнішню пам’ять. Це допомагає далі у порівнянні і веденні статистики та спрощує аналіз змін ґрунту і дає змогу робити прогнози.
Інформаційно-вимірювальна система може використовуватись сільськогосподарськими підприємствами та регіональними екологічними підрозділами.
Отримані результати підтверджують доцільність застосування методів експрес-аналізу параметрів ґрунту з використанням інтелектуальних апаратно-програмних портативних засобів. Потреба в таких ІВС сягає до 1000 штук на рік.

Ключові слова


експрес-аналіз; агромоніторинг; моделювання; прогнозування; мікроконтролер; ефективність

Повний текст:

PDF

Посилання


Кравчук В. І. та інші Біосфера, агротехнології, інженерні рішення. Монографія. Укр НДІПВТ ім. Погорілого, Дослідницьке 2015. С. 238 .

Білоруська енциклопедія: В 18 т. Т.13: Проміле – Релаксін / Редкол.: Пашков Г. П. та ін. М.: БелЕн, 2001. Т.13 С. 105-576 ISBN 985-11-0216-4 ( N/13).

Wigner E. Оn the guantum correction for thermodynamic eguilibrium. Physical Review, 40 : 749 -759, June 1932.

Emran M. Amin, Nemai C. Karmakar. A Passive RF Sensor for Detecting Simultaneous Partial Disccharge Signals Using Time – Freguency Analysis, Sensors Journal IEEE, vol.16, no. 8, 2016. Р. 2339 - 2348.

Шметер С. М. Влажность земли // Физическая энциклопедия / Гл. ред. Прохоров А. М., М. Советская энциклопедия, 1988. Т.1. С. 704.

Павлишин М., Павлишин М., Гусар І. Розподілена інтелектуальна система агромоніторингу з використанням інтернет речей // Техніко-технологічні аспекти розвитку та випробування нової техніки і технологій для сільського господарства України: зб. наук. пр. УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого, Дослідницьке, 2019. Вип 24 (38). С. 214-219.

Усольцев В.А. Измерение влажности. Л. Гидрометеоиздат, 1959.

Берлинер М. А. Измерения влажности. Изд. 2-е. перераб. и доп. М.Энергия. 1973.

Francois Auger, Paulo Gonсalvеs. Time – Frequency Toolbox For Use with MATLAB / Francois Auger, Patrick Flandrin, Paulo Goncalvеs, Olivier Lemoine // Technical documentation. – CNRS ( France), Rice Univesity ( USA), 1996.

Tilp J., Stankovic S. Prediction- based time – varying filtering for speech enhancement in cellular telephony, Image and Signal Processing and Analysis 2000. IWISPA 2000. Proceedings of the First International Workshop on, 2000. Р. 273-278.

Djurovic I., Stankovic L., Ohsumi A., Ijima H. Recursive realization of the robust STFT. Signal Processing and Its Applications 2003. Proceedings. Seventh International Symposium on, vol. 1, 2003. Р. 157-160.

Dakovic M., Ivanovic V., Stankovic L. On the S-method based instantaneous frequency estimation. Signal Processing and Its Applications 2003. Proceedings. Seventh International Symposium on, vol. 1, 2003. Р. 605-608.