Введение 3
Глава 1. Микроклимат 5
1.1 Факторы формирования микроклимата 8
Глава 2. Микроклимат и сельское хозяйство 11
2.1 Агроклиматические параметры 13
2.2 Агроклиматическое районирование 20
2.3 Неблагоприятные и опасные явления погоды 21
Глава 3.Пратическая часть 25
3.1 Программная составляющая датчика 25
3.1.1 Операционная система Ubuntu 25
3.1.2 Платформа Arduino 27
3.2 Технические характеристики 28
3.2.1 Датчик влажности почвы 31
3.2.2 Датчик температуры и влажности воздуха 32
3.2.3 Микроконтроллер 33
3.3 Лабораторные исследования 34
3.3.1 Первое исследование 34
3.3.2 Калибровка датчика влажности почвы 36
Заключение 38
Список используемых источников 40
Приложение 1- Программа для датчика 43
Небольшие территории часто характеризуются постоянными, типичными климатическими условиями. Но в границах малых по площади участков местности в слое воздуха ниже стандартного уровня измерений, фиксируются достаточно сильные различия метеорологического режима, обусловленные свойствами подстилающей поверхности. В таком случае можно сказать о микроклимате ограниченных участков. Он оказывает большое влияние на развитие растительного покрова и жизнь всех живых организмов. Так именно с микроклиматом тесно связана среда обитания, источники питания, а так же здоровье. Так же микроклиматологический режим имеет большое значение для целого ряда практических задач, на пример для изучения опасных и неблагоприятных явлений.
Из всех отраслей, у сельскохозяйственного производства самая сильная взаимосвязь с климатическими условиями. Оно взаимодействует со сложной системой природных условий, основная часть которых, зависит от метеорологических факторов являющихся наиболее непостоянными. Влияние этих факторов на объекты и процессы роста с/х культур, в особенности на этапе формированияплодовитости растений, обуславливает количество урожая, качество конечной продукции, ее себестоимость.
Сельское хозяйство тесно связано с метеорологическими факторами, в том числе с агроклиматическими условиями. Эти условия непосредственно влияют на рост и развитие растений, формирование урожая.
С помощью внедрения новых более урожайных сортов, защитой их от болезней и вредителей, улучшением земель и повышением их плодородия связь сельского хозяйства с климатом и погодой не ослабевает, а напротив, усиливается. Одна из причин этого состоит в том, что с повышением культуры земледелия для создания значительной органической массы растениям необходимо использовать большее количество света, тепла, влаги и элементов питания. Таким образом, рост сельского хозяйства предполагает все более полный, точный и дифференцированный учет природно¬климатических условий каждого природного региона.С бурным развитием технологий в наше время происходит их активное внедрение в работу сельского хозяйства и климатические факторы всё менее влияют на замкнутые с/х системы...
В ходе выполнения исследований в рамках выпускной квалификационной
работы получены следующие результаты:
1. проведен обзор литературных источников по микроклимату и влиянию
параметров микроклимата на произрастание сельскохозяйственных
культур;
2. сформулированы требования к устройству мониторинга параметров
микроклимата при выращивании сельскохозяйственных культур.
Наиболее важными параметрами являются температура воздуха,
влажность воздуха, влажность почвы;
3. разработано программное обеспечение для осуществления сбора
данных с датчиков устройства мониторинга параметров микроклимата;
4. выявлено, что датчики температуры и влажности воздуха передают
данные измерений в цифровом виде с учетом калибровочных данных,
заложенных на заводе-изготовителе. Однако, датчик влажности почвы
позволяет получать данные в единицах кода АЦП, которые требуют
перевода в единицы влажности почвы;
5. осуществлена калибровка датчика влажности почвы. Полученная
аппроксимация с достаточно высокой точностью описывает данные
измерений (R2=0,9781).
Как уже упоминалось ранее, технический прогресс не стоит на месте.
Появляются всѐ более современные технологии, которые внедряются во все
сферы жизни человека. Так что, не удивительно, что IoT-технологии также
используются в метеорологии для мониторинга параметров микроклимата. Это
позволяет лучше предсказывать погоду и быстрее реагировать на опасные
явления и предпринимать меры по защите.
Данные технологии значительно упрощают сельскохозяйственную
деятельность в замкнутых пространствах, практически сведя роль человека, в уходе за растениями, к нулю, так как данный процесс в замкнутых помещениях
может быть полностью автоматизирован.
1 Агрометеорология. / Под редакцией Кулик М.С. – Л.:
Гидрометеоиздат,1978. – 126 с.
2 Алисов Б.П. Курс климатологии. Часть 1,2 / Алисов Б.П., Дроздов О.А.,
Рубинштейн Е.С. – Л.:Гидрометеоиздат,1952. – 487 с.
3 Алпатьев А.М. Влагооборот культурных растений. - Л.:Гидрометеоиздат,
1954.-323 с.
4 Вериго С.А. Почвенная влага и ее значение в сельскохозяйственном
производстве /С.А. Вериго, А.А. Разумова - Л.: Гидрометеоиздат, 1963. –
288 с.
5 Максимов С.А. Погода и сельское хозяйство. – Л.: Гидрометеоиздат.
1965. – 203 с.
6 Методические указания по обобщению результатов микроклиматических
исследований для целей сельского хозяйства. - Л.: Гидрометеоиздат
,1982. – 60 с.
7 Микроклимат СССР:/Под редакцией Гольцберг И. А.. - Л.:
Гидрометеоиздат, 1967. – 285 с.
8 Ницис В.Э. Косвенный метод расчета непрерывной продолжительности
температурно-влажностного комплекса //Труды ГГО-1980-вып.440//
9 Оке Т.Р. Климаты пограничного слоя. - Л.: Гидрометеоиздат, 1982. – 358
с.
10 Роде А.А. Основы учения о почвенной влаге. – Л.: Гидрометеоиздат,
1965. – 664 с.
11 Романова Е.Н. Методы использования систематизированной
климатической и микроклиматической информации при развитии и
совершенствование градостроительных концепций /Е.Н. Романова,
Е.О.Гобарова, Е.Л. Жильцова – СПБ: Гидрометеоиздат,2000. 160 с.
12 Романова Е.Н Методы мезо- и микроклиматического районирования для
целей оптимизации размещений сельскохозяйственных культур с
применением технологии автоматизированного расчета / Е.Н.Романова,
Е.О. Гобарова, Е.Л. Жильцова – СПБ: Гидрометеоиздат, 2003. – 104 с.
13 Романова Е. Н. Микроклиматология и еѐ значение для сельского
хозяйства / Романова Е. Н., Мосолова Г.И., Берсенева И. А. - Л.:
Гидрометеоиздат, 1983 – 244 с.
14 Руднев Г.В. Агрометеорология. – Л.: Гидрометеоиздат, 1973. – 344 с.
15 Руководство по изучению микроклимата для сельскохозяйственного
производства. - Л.: Гидрометеоиздат, 1979. – 152 с... 28