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多通道农业数据采集系统搭建

共计 30 章节
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01
课程导入与系统总览
明确多通道农业数据采集系统的核心目标 · 典型应用场景（如温室 · 大田
课程导入系统总览
02
农业数据采集需求分析与指标定义
学习如何与农艺专家沟通 · 将农业生产需求转化为可量化的采集指标… · 湿度
农业数据采集需求…指标定义
03
多通道传感器选型与接口特性
对比常见农业传感器的输出类型（模拟电… · 数字I2C/SPI/UART · 脉冲
多通道传感器选型接口特性
04
采集系统硬件架构设计
基于需求设计多通道采集节点的硬件框图 · 包括传感器接口 · 信号调理
采集系统硬件架构…基于需求设计多通…
05
模拟信号调理与多路复用技术
针对农业现场微弱信号与长线传输问题 · 学习放大 · 滤波
模拟信号调理多路复用技术
06
高精度ADC与多通道同步采集
深入理解ADC分辨率 · 采样率 · 信噪比与有效位数
ADC高精度
07
数字传感器总线与多通道扩展
学习I2C · SPI · UART
数字传感器总线多通道扩展
08
采集节点主控编程与通道调度
基于选定的MCU/MPU平台 · 编写多通道采集驱动程序 · 实现通道轮询
采集节点主控编程通道调度
09
农业现场数据预处理与质量控制
在采集端实现异常值剔除 · 滑动平均 · 中值滤波
农业现场数据预处…质量控制
10
多通道数据帧格式与本地存储
设计统一的数据帧结构（含通道ID · 时间戳 · 数值
多通道数据帧格式本地存储
11
有线传输组网与Modbus协议应用
学习RS-485总线布线规范 · 终端电阻与接地 · 掌握Modbus RTU协议帧结构
Modbus有线传输组网
12
无线传输技术选型与组网
对比LoRa · NB-IoT · Wi-Fi
无线传输技术选型组网
13
采集网关硬件搭建与边缘计算
搭建以树莓派或工业网关为核心的汇聚节… · 实现多通道数据接收 · 协议转换
采集网关硬件搭建边缘计算
14
系统供电与低功耗设计
分析太阳能+蓄电池供电方案 · 计算多通道采集系统功耗 · 设计电源管理策略（休眠唤醒
系统供电低功耗设计
15
设备防护与农业环境适应性
针对高温高湿 · 粉尘 · 雷击
设备防护农业环境适应性
16
多通道数据采集系统集成与联调
将传感器 · 采集节点 · 网关与供电系统集成
多通道数据采集系…联调
17
采集系统上位机软件与可视化
使用Python或LabVIEW开发… · 实现多通道实时数据接收 · 曲线显示
采集系统上位机软…可视化
18
数据入库与远程监控平台对接
设计数据库表结构存储多通道时序数据 · 通过MQTT/HTTP将数据上传至云… · 实现远程监控与设备管理
数据入库远程监控平台对接
19
系统精度校准与计量验证
学习传感器校准方法（零点 · 量程 · 多点校准）
系统精度校准计量验证
20
现场部署与长期运行测试
制定田间部署方案（布点 · 走线 · 防破坏）
现场部署长期运行测试
21
多通道数据采集故障诊断与排查
总结常见故障（通道无数据 · 数据跳变 · 通信中断
多通道数据采集故…排查
22
采集系统抗干扰与信号完整性
分析农业现场电磁干扰源 · 学习屏蔽 · 双绞
采集系统抗干扰信号完整性
23
多通道数据同步与时间统一
设计基于GPS/北斗或网络时间协议的… · 确保多节点多通道数据在时间轴上对齐 · 满足后续分析需求
多通道数据同步时间统一
24
数据采集频率与功耗平衡优化
针对不同农业参数变化速率 · 动态调整采样频率与上传周期 · 在保证数据有效性的前提下降低系统功耗…
数据采集频率功耗平衡优化
25
系统可扩展性与通道扩容设计
设计模块化采集节点与软件配置接口 · 支持后续增加通道类型与数量 · 完成一次通道扩容实战
系统可扩展性通道扩容设计
26
农业数据采集标准与规范遵循
了解农业物联网相关标准（如数据格式 · 传感器接口 · 安全要求）
农业数据采集标准规范遵循
27
完整项目实战
多通道温室环境采集系统搭建 · 完成一个包含温度 · 湿度
完整项目实战多通道温室环境采…
28
完整项目实战
大田土壤多参数采集节点开发 · 温度 · EC
完整项目实战大田土壤多参数采…
29
系统测试报告与文档撰写
学习编写系统设计文档 · 测试报告与用户手册 · 整理多通道采集系统的技术资料
系统测试报告文档撰写
30
课程总结与系统演进方向
回顾多通道农业数据采集系统搭建的关键… · 讨论边缘AI · 自组网
课程总结系统演进方向