开发背景: 随着科技的发展，农业领域也在逐渐数字化、智能化。然而，农业生产涉及的数据量巨大，包括气候、土壤、作物生长情况等各种信息，这些数据的处理和分析需要专业的技术和工具。农田环境土壤数据是农业生产中最重要的因素之一，对于保障农作物的生长和质量起到至关重要的作用。而传统的监测需要布置大量的传感器或者需要人工干预，不仅耗时耗力而且工作效率低。利用自主导航的数据采集系统和物联网技术，就可以建立起一个实时农田数据监测并且可以进行人机交互的多模态深度融合下的智慧农业系统，这将大大提高农业生产过程中自动化程度，提高智能化水平和农业生产效率，从而促进整个农业产业的发展，为未来农业生产打下坚实的智能化基础。

目前，农业智能化的项目背景是多方面的，不仅涵盖了技术层面的革新，也包含了社会经济效益的提升和智慧农业建设的需要。这些因素共同推动了农业智能化的发展和应用，以实现农业生产的智慧化、精准化和高效化。
   硬件架构: 以 STM32F103C8T6 为核心处理器，外接多个传感器，包括土壤综合传感器、光照传感器、温度传感器、GPS传感器、视觉传感器、避障传感器，二氧化碳传感器等。还配备OLED 屏显示模块、太阳能充电及 12V 锂电池供电模块（含降压模块）、ESP-01S WIFI集成模块等。

软件部分: 开发环境使用Keil5软件，开发语言使用C语言和C++语言,通过MQTT协议对接云平台。通过Keil5编写程序采集传感器数据，同时采集数据上传到云平台,实现数据远程传输。

云平台选用点灯科技，其拥有强大技术团队，提供设备互动、数据上报、配置下发等功能，支持与产品打通实现数据存储计算与智能分析，用户可通过 APP 或智能助手远程控制设备，云平台界面可直观显示各项实时农业数据。

系统功能:

1. 病虫害检测: 系统使用OpenMV模块对农作物的叶片进行图片处理和图片识别，再结合相关神经网络算法进行分析检测农作物生长状况。

2. 基础环境数据的实时监测功能: 通过传感器采集传感器运行数据，实现对作物生长环境的实时监测。

3. 自动巡检的采集数据功能: 利用OpenMV、GPS与超声波，结合提前规划好的巡检路线，在系统巡检途中遇到障碍物可以停止运动并报警到上位机。

4. 一键运行降低人力成本和时间成本: 自动化检测可以降低人力成本和时间成本，提高工作效率。

5. 自动巡检功能: 系统使用OpenMV模块进行道路分析，机器视觉搭配寻迹，实现不同地形路面的行驶，最大效率实现各种农田数据采集。

6. 农田土壤检测功能: 利用伸缩杆将土壤综合传感器插入土壤中，对农作物的土壤进行氮磷钾含量的检测并上报到上位机。

使用说明: 使用前接入12V电源，确保工作环境中有可以正常使用的WIFI连接。打开电源设备开始工作，进入初始化程序，OLED会显示“正在初始化，请耐心等待”，屏幕开始显示环境数据时则设备进入正常工作模式，若是未显示则按复位键，重新启动设备。

设备有两种工作模式，普通模式下可以通过设备自带按钮手动启动巡检，按钮按下后，设备在自带的各种传感器支持下进行全自动巡检，以实现用户目标农田区域的数据采集。通过WIFI模块使用MQTT协议进行实时数据传输(农田各点环境数据，设备所在位置，设备运行状态)，农田某点数据异常时及时通过APP反馈用户，针对性地做出调整; 远程模式下，确保设备正常启动情况下，通过APP对云平台发送相关指令，经过云平台转发设备实现远程控制，通过设备的远程控制和采集数据的远程上发实现了高效的智慧农业管理。