近年来，因为新疆农田出产办理技能和办理形式停滞不前，农业出产办理人员水平纷歧，农情根底数据信息缺少，资源不能合理运用和同享，使该区农业的进一步开展遭到了严峻的约束。因而，跟着农田膜下滴灌等节水灌溉技能的大面积推行运用，迫切需求提出与现有的节水灌溉设备、办法和灌溉技能等相配套的农田出产检测办理体系，以进步该区农田出产的办理技能和办理水平。现在国内已开发的一些农田出产办理体系产品，因为没有解决农田信息收集的空间变异、农田灌溉、上肥等的智能确诊决议计划、渠系运转办理常识模型构建等瓶颈问题，使农田出产办理体系产品缺少实时性、时效性和有用性，与灌溉、上肥等自动操控设备成为两张皮，不能真实到达精准操控灌溉、上肥的意图。本体系运用地理信息、空间数据处理、WiFi、蓝牙、ARM、iOS等技能，树立土壤墒情、温度、PH值等数据收集体系，并进行收集数据的剖析处理和数据模型树立，研讨水分监测探头布设的办法，为农田出产办理体系的常识模型和决议计划模型的树立供给牢靠的、实时的数据支撑。终究完成农田灌溉、上肥、施药确诊的归纳确诊决议计划。
1、规划原理
1．1 土地平坦度
土地平坦工程是土地开发收拾项意图中心工程，意图是要到达便于机械化耕耘，发挥机械功率，进步机耕质量，灌水便利均匀，利于压盐、排水、改进土壤等，满意作物高产稳产对水分及土质的需求。土地平坦工程是完成农田水利化、农业机械化的重要条件，是建造高产稳产、旱涝保收高规范农田的重要措施，内容包含田块优化布局、地步平坦及土壤改进等，其间地步平坦是中心内容。地步平坦既要契合地上灌溉排水要求，又要便于耕耘保水保肥和田间办理，要结合整个项目区的地势、土地运用办法和水土保持计划等归纳考虑。平坦后的田块应有利于作物的成长发育，有利于田间机械化作业，有利于水土保持，满意灌溉排水要求和防风要求，便于经营办理。田面平坦精度是田块规划的一个重要方针。
在进行田块设计时，可以用许多方针来描绘其特色，如田块的巨细、方向、田面平坦度、田面斜度等，其间田面平坦度（用P表明）和田面斜度（用θ表明）可以用来表征田块平坦精度。田面平坦度是指衡量田面崎岖程度的方针，一般用各测点到拟合平面垂直间隔的规范差来表明，平坦度的数值越小，阐明田面崎岖越小，田面越平坦。田面斜度是指为了满意田间灌溉的需求而规划的田面沿水流方向歪斜的视点。因而，农田平坦精度点评体系的中心算法包含田面平坦度算法和田面斜度算法。
假定土地平坦后的拟合平面方程为：Z=AX+BY+C
已知有若干的样本点，无妨设恣意样本点坐标为：（Xi，Yi，Zi）
式中，di为田块内第i个测点间隔拟合平面的垂直间隔，cm；d为一切测点间隔拟合平面垂直间隔的平均值，cm；n为田块内一切测点的数量。当P值越小时，阐明田面崎岖越小，田面越平坦。P=0是理论上可到达的最佳精度，而较高的P值则意味着较差的土地平坦精度。在美国，惯例平地办法和激光平地技能所能到达的田面最小P值分别为2～2．5 cm和小于1．2 cm，在葡萄牙则是3～4 cm和小于1．7cm。
规范误差P反映了田面平坦的整体状况，要想点评田间地上形状的散布差异及特征，可运用散布误差核算给出定量描绘。首要核算田块内各测点到拟合平面的垂直间隔di（cm），再依据小于某一数值（如3 cm）的测点的累积百分比数来反映地上平坦度的散布状况。以美国土地运用局规则的规范为例，激光平地后，田块内误差值小于1．5 cm的测点的累积百分数最大可达80％以上。
1．2 GPS面积丈量仪原理
GPS面积丈量仪选用GPS全球卫星定位体系可以供给实时的经度、纬度、高程等导航和定位信息，运用GPS的定位功用，得出各个点的坐标，再通过数学办法核算出间隔、面积等数据。因为地球是一个椭球，为了准确核算间隔或面积，一般选用投影的办法转化成平面坐标。在我国，关于大比例尺的地图一般选用高斯一克吕格投影进行转化，但是投影法核算非常复杂，难以在单片机中完成。为了简化核算，将地球视为正球体。取地球半径为6 371 116 m，则可转化成平面坐标：
式中：R为地球半径，x为经度，m；y为纬度，m。则在地球表面Y经度处，经度差、纬度差各为一度的方格面积为：
2、农田农情监控仪规划
农业具有地域涣散、方针多样、环境因子不确定等特色。传统农业出产首要依托人的经历进行，无法对农业的出产全程进行实时精准监控，完成最优化的出产。快速、有用收集和描绘影响作物成长环境的空间变量信息，是实践“精密农业”的重要根底。因而进行农田环境监控、随时把握农业环境要素改变，然后采纳相应的最优对策显得非常重要。
传统的农田信息监测首要靠农业技能人员实地现场收集数据、A／D转化、通过PC保存剖析数据，或许通过数传电台的办法进行数据传输。这些办法存在许多问题：因为农业环境相对恶劣，酷寒、高温、高湿等气候要素很简单导致PC无法正常作业：PC机因其体积较大、费用较高、功耗显着形成功用价格比低；无法完成长途监测，即使运用数传电台，也会遭到地势的约束，间隔仅限于几十公里之内；无法进行24小时实时监测。因而，农业环境的长途实时监控问题亟待解决。
现在国内外的研讨大多选用单片机作为微操控器，因为其本身功用的局限性，使得体系功用扩展时呈现一系列不行预知的调试问题。在数据传输部分有的选用CDMA模块，但本钱太高，不宜推行。
本规划提出了根据ARM、WiFi、蓝牙的嵌入式农田环境信息收集发送体系规划计划，下降功耗和本钱，牢靠性强，易于晋级。可收集的农田数据有：包含土壤墒情、盐碱度、营养、土壤平坦度、农田长势图片、首要虫灾状况，气候信息，栽培面积，栽培种类，灌溉状况，上肥状况，测土状况等。
3、根据iOS的农田数据办理信息体系规划
资源严峻是我国和国际面对的严峻问题。关于水资源本来就匮乏的新疆来说，干旱产生非常频频，水资源供求矛盾日趋尖利。但另一方面，农业用水因为灌溉设备、技能、办法落后，又存在着严峻的糟蹋现象，水分运用功率低。本研讨以农田节水灌溉和进步水分运用功率为方针，树立新疆部分农田水分动态监测、预告和灌溉决议计划体系。从取得最佳经济效益和进步水分运用功率的视点进行归纳剖析，提出灌与不灌、灌溉期和灌溉量等决议计划主张，服务于各级政府和农业出产部门。本项目将区域气候形式、遥感测墒模型、土壤水分预告模型和灌溉决议计划模型有机结合在一起，完成了较长时段内的土壤水分预告和灌溉决议计划。灌溉决议计划引入了方针函数模型，将灌溉决议计划和经济效益、水分运用功率有机地结合起来。表现了资源运用的科学性；将数值天气预告产品运用到土壤水分预告模型中，可供给格点化的土壤水分预告信息，更便于大范围运用；研讨了单点土壤水分预告模型和区域土壤水分预告模型，完成了点面结合，可一起满意当地和区域需求，并进行周年服务，有利于进步服务质量和作用。
以作物办理常识模型为智能决议计划支撑，树立根据田区作物产值、土壤营养和苗情监测的农田准确上肥决议计划支撑体系。本体系可接纳GPS信号、录入与修正特色数据，查询和剖析农田信息的时空差异，生成根据田区差异的肥料运筹和耕种密度处方。
iOS是由苹果公司为iPhone开发的操作体系。它首要是给iPhone、iPod touch以及iPad运用。就像其根据的Mac OSX操作体系相同，它也是以Darwin为根底的。iOS的体系架构分为4个层次：中心操作体系层（the Core OS layer），中心服务层（the Core Services layer），媒体层（the Media layer），可轻触层（the Cocoa Touch layer）。
iOS的用户界面的概念根底上是可以运用多点触控直接操作。操控办法包含滑动，轻触开关及按键。与体系交互包含滑动（swiping）、轻按（tapping）、揉捏（pdnching）及旋转（reverse pinching）。
通过监控仪收集到的各种数据传输到iPad后。根据iOS的数据软件可对数据进行办理。
4、运用实例
体系已成功运用在某农业演示基地的农作物出产办理体系中，体系包含农田根底数据收集、历史数据比照剖析、水分监测探头布设。软件主界面如图2所示。
通过对农田数据的收集和剖析。可以对农作物施行精密化栽培。
5、结束语
针对现在的农田手持机功用单一，无法进一步给出确诊和决议计划，以上选用多变量数据收集的剖析确诊决议计划体系。运用根据iOS的数据办理信息体系，并选用多种传感器监测土壤，以达到多变量归纳收集剖析的意图。通过对某农业演示基地实践运用，结果表明，根据iOS的便携式多变量农田数据监控仪可以对农田施行愈加精密化的栽培，在解放劳动力和进步经济收益方面，有着显着的作用。
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