張靜 朱亮亮 萬德勝 梅林

摘 要：20世紀(jì)的農(nóng)業(yè)化學(xué)較大提高了農(nóng)作物產(chǎn)量，但隨著化肥農(nóng)藥過度濫用，地力衰減，農(nóng)作物品質(zhì)下降，環(huán)境污染等問題嚴(yán)重影響到農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。隨著九十年代植物聲頻技術(shù)及幾年納米材料技術(shù)的高速發(fā)展。當(dāng)前，農(nóng)業(yè)正處于化學(xué)農(nóng)業(yè)向物理農(nóng)業(yè)的過渡時(shí)期。植物聲頻控制技術(shù)成為物理農(nóng)業(yè)的核心技術(shù)。聲頻控制技術(shù)與信息化技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)化，包括電、磁、光、熱等物理農(nóng)業(yè)技術(shù)組裝集成為配套技術(shù)系統(tǒng)。

大功率智能聲波助長(zhǎng)系統(tǒng)具有監(jiān)測(cè)分析農(nóng)作物固有聲波頻率、聲波發(fā)射、周圍環(huán)境自動(dòng)檢測(cè)分析、系統(tǒng)通信、遠(yuǎn)程控制、人機(jī)交互等功能，系統(tǒng)由一臺(tái)主機(jī)和多臺(tái)從機(jī)組成。

系統(tǒng)工作時(shí)，主機(jī)能夠檢測(cè)各自范圍內(nèi)農(nóng)作物的自發(fā)聲波頻率、周圍環(huán)境、生長(zhǎng)狀況、溫度和濕度等信息。通過分析計(jì)算所得信息，選擇合理波段、周期、節(jié)奏的聲波信號(hào)發(fā)射，并將聲波信號(hào)的信息無線發(fā)送給從機(jī)。從機(jī)根據(jù)接收到的聲波信號(hào)信息，發(fā)射相應(yīng)的聲波信號(hào)，促進(jìn)從機(jī)信號(hào)范圍內(nèi)植物的生長(zhǎng)。主機(jī)和從機(jī)的設(shè)置，擴(kuò)大了系統(tǒng)促長(zhǎng)聲波的覆蓋范圍，從機(jī)單一的聲波發(fā)射功能也降低了系統(tǒng)的成本，有利于在大面積種植同種作物的農(nóng)田里使用。

除了檢測(cè)與發(fā)射聲波的功能外，該系統(tǒng)能夠根據(jù)監(jiān)測(cè)的信息，自動(dòng)分析、推斷植物當(dāng)前的生長(zhǎng)情況。并將檢測(cè)和分析結(jié)果儲(chǔ)存下來，定期按指定的格式將重要信息發(fā)送到用戶手機(jī)上。使用者可以以短信的形式與系統(tǒng)交互，調(diào)整系統(tǒng)的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、管理的功能，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程更加智能化。同時(shí)系統(tǒng)具有自動(dòng)學(xué)習(xí)功能，綜合分析近期檢測(cè)信息、發(fā)射聲波基本信息、用戶調(diào)整指令等，不斷優(yōu)化分析算法，以達(dá)到最佳的促進(jìn)效果。

與普通的聲波助長(zhǎng)儀相比，大功率智能聲波助長(zhǎng)系統(tǒng)該系統(tǒng)能夠根據(jù)檢測(cè)的當(dāng)前環(huán)境信息選擇最有效的聲波信號(hào)發(fā)射，同時(shí)遠(yuǎn)程控制、人機(jī)交互等智能功能讓操作更加便捷、節(jié)省勞動(dòng)力，系統(tǒng)一主多從的設(shè)置增加聲波信號(hào)覆蓋范圍，降低總體成本。具有廣闊的市場(chǎng)前景及推廣價(jià)值。

該系統(tǒng)具有以下創(chuàng)新點(diǎn)：

（1）、系統(tǒng)由是一臺(tái)主機(jī)和多臺(tái)從機(jī)設(shè)備組成的“一主多從”系統(tǒng)。較單主機(jī)系統(tǒng)，擴(kuò)大了聲波信號(hào)覆蓋范圍，降低使用成本。

（2）、系統(tǒng)根據(jù)從機(jī)收集的各類信息分別做出不同判斷，因地制宜，從而達(dá)到最好的促進(jìn)效果。

（3）、智能化的人機(jī)交互功能。檢測(cè)，記錄環(huán)境、植物生長(zhǎng)信息及發(fā)射的聲波信息，定期給用戶發(fā)送指定格式的信息，種植者可以遠(yuǎn)程數(shù)字化的了解作物的生長(zhǎng)狀態(tài)，相比普通聲波助長(zhǎng)儀更加智能化。

（4）、用戶可以在客戶端上隨時(shí)查看，控制系統(tǒng)的運(yùn)行。

（5）、系統(tǒng)具有自動(dòng)學(xué)習(xí)的功能，在運(yùn)行的過程中，不斷優(yōu)化分析算法。

設(shè)計(jì)方案：

根據(jù)農(nóng)作物固有聲波頻率監(jiān)測(cè)分析、周圍環(huán)境自動(dòng)分析、系統(tǒng)通信、遠(yuǎn)程控制、人機(jī)交互、聲波發(fā)射等功能，設(shè)計(jì)一臺(tái)主機(jī)和多臺(tái)從機(jī)。

系統(tǒng)工作時(shí)，各個(gè)從機(jī)都能夠檢測(cè)各自范圍內(nèi)農(nóng)作物的自發(fā)聲波頻率、周圍環(huán)境及生長(zhǎng)狀況等信息，并將采集到的信息傳輸?shù)街鳈C(jī)進(jìn)行處理，主機(jī)分析計(jì)算所得信息，選擇合理波段、時(shí)間等指標(biāo)，傳回給從機(jī)發(fā)射相應(yīng)聲波，以達(dá)到最佳效果。

該系統(tǒng)能夠記錄、分析和判斷各類信息。從而自主調(diào)節(jié)相應(yīng)功能。采用太陽能電池板作為電源，環(huán)保高效，

通過遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，定期向用戶發(fā)送生長(zhǎng)狀況等，同時(shí)系統(tǒng)具有自動(dòng)學(xué)習(xí)功能，根據(jù)用戶不同要求，優(yōu)化分析算法，相比其他普通系統(tǒng)更加智能化。

系統(tǒng)可選擇手動(dòng)操作和智能化操作。系統(tǒng)智能化主要體現(xiàn)在自動(dòng)感受陽光，實(shí)現(xiàn)一定光強(qiáng)控制開機(jī)，定時(shí)關(guān)機(jī)。

大功率智能聲波助長(zhǎng)系統(tǒng)通過聲頻控制技術(shù)，與植物自發(fā)聲頻率發(fā)生諧振，提高光合效率，加快細(xì)胞分裂速度，促使細(xì)胞合成期的DNA合成，促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育。從而達(dá)到增產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗蟲、抗病等目的。同時(shí)能夠降低對(duì)環(huán)境的污染，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，加速農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，培養(yǎng)綠色無污染農(nóng)作物。