In de golf van transformatie van traditionele landbouw naar slimme landbouw is 'nauwkeurige perceptie' een belangrijke voorwaarde voor het bereiken van gewassen van hoge-kwaliteit en hoge- opbrengst en efficiënt gebruik van hulpbronnen. Het kernonderdeel dat de stabiele werking en nauwkeurige datatransmissie van verschillende landbouwsensoren ondersteunt, is de slimme landbouwsensorprint. Hoewel het niet direct in contact komt met de bodem en gewassen, is het als het ‘zenuwcentrum’ van sensoren, dat verbinding maakt met belangrijke schakels zoals milieumonitoring en de perceptie van groeitoestanden, en een belangrijke hoeksteen wordt om de landbouwproductie te bevorderen van ‘ervaringsgestuurd’ naar ‘datagedreven’.
1, Pas je aan aan diverse landbouwscenario's en draag uiteenlopende perceptiebehoeften
De kernvereiste van slimme landbouw is het verkrijgen van realtime en nauwkeurige sleutelgegevens in de agrarische productieomgeving, en de functionele verschillen van sensoren in verschillende scenario's hebben uiteenlopende eisen aan het aanpassingsvermogen van printplaten naar voren gebracht. In het veldplantscenario vereisen sensoren die worden gebruikt om de bodemtemperatuur, vochtigheid, pH-waarde en geleidbaarheid te monitoren een printplaat met uitstekende weerstand tegen bodemcorrosie en vocht. Omdat sensoren vaak ondergronds of dichtbij het oppervlak worden begraven, moet het printplaatoppervlak worden behandeld met een speciale coating om kortsluiting in het circuit te voorkomen die wordt veroorzaakt door infiltratie van zout en vocht in de bodem. Tegelijkertijd wordt de stabiele verbinding tussen de data-acquisitiemodule en de draadloze transmissiemodule gewaarborgd, zodat bodemgegevens in realtime naar het cloudplatform kunnen worden geüpload.
In de facilitaire landbouw (zoals kassen) zijn de toepassingsscenario's van sensorprintplaten complexer. Voor sensoren voor luchttemperatuur en -vochtigheid, kooldioxideconcentratie en lichtintensiteit moet hun printplaat worden aangepast aan de integratievereisten met meerdere modules: deze moet signaalverwerkingscircuits met detectiechips met hoge-precisie bevatten, compatibel zijn met draadloze communicatiemodules met laag-vermogen, zoals Bluetooth en LoRa, en ook lage- vermogenskenmerken hebben. - De meeste kassensoren zijn afhankelijk van batterijvoeding, en optimalisatie van de printplaatcircuitlay-out kan het energieverbruik effectief verminderen, de levensduur van apparatuur verlengen en de kosten van een handmatige batterij verlagen vervanging. In de vee- en pluimveefokkerij moet de sensorprintplaat die wordt gebruikt om de ammoniakconcentratie en de luchtkwaliteit in de fokkerij te monitoren zich richten op de weerstand tegen chemische corrosie, het voorkomen van schade aan de printplaat veroorzaakt door irriterende gassen zoals ammoniak, en het waarborgen van de continuïteit van de monitoringgegevens.
Bovendien moeten op het gebied van de aquacultuur sensorprintplaten die worden gebruikt om de watertemperatuur, opgeloste zuurstof en troebelheid te monitoren, ook waterdichte afdichtingsprestaties hebben. De printplaat van gedeeltelijk ondergedompelde sensoren moet een strakke waterdichte structuur vormen met de schaal, en tegelijkertijd wordt een speciale circuitindeling gebruikt om elektromagnetische interferentie van het waterlichaam te compenseren, waardoor de nauwkeurigheid van de waterkwaliteitsgegevens wordt gegarandeerd en een betrouwbare basis wordt geboden voor het reguleren van de groeiomgeving van waterdieren.
2, technische kenmerken ondersteunen de landbouwproductie, verbeteren de betrouwbaarheid en stabiliteit van gegevens
De technische kenmerken van slimme landbouwsensor-pcb's bepalen direct de prestaties van de sensor in complexe landbouwomgevingen, en de belangrijkste voordelen ervan worden voornamelijk weerspiegeld in drie aspecten: anti-interferentievermogen, aanpassingsvermogen aan de omgeving en efficiëntie van signaaloverdracht.
Er is een groot aantal bronnen van elektromagnetische interferentie in de agrarische productieomgeving, zoals de werking van de motoren van landbouwmachines en de straling van hoog-transmissielijnen. Als het anti-interferentievermogen van pcb onvoldoende is, zal dit leiden tot afwijkingen in de gegevens die door sensoren worden verzameld. Om deze reden maken slimme printplaten voor landbouwsensoren gewoonlijk gebruik van technologieën voor "aardingsisolatie" en "afschermingslaagdekking": door de aardingsterminals van het signaalcircuit en het stroomcircuit te scheiden, wordt de impact van stroomfluctuaties op de signaalverwerving vermeden; Tegelijkertijd wordt een metalen afschermingslaag op het oppervlak van de printplaat bedekt om te voorkomen dat externe elektromagnetische straling binnendringt, waardoor de nauwkeurigheid van de verzameling van belangrijke gegevens, zoals bodemtemperatuur, vochtigheid en kooldioxideconcentratie, wordt gegarandeerd om te voldoen aan de behoeften van nauwkeurige regulering in de landbouwproductie.
In termen van aanpassingsvermogen aan de omgeving moeten printplaten voor slimme landbouwsensoren omgaan met extreme omstandigheden zoals hoge temperaturen, lage temperaturen, hoge luchtvochtigheid en sterke ultraviolette straling. In Noord-China is de temperatuur op de velden bijvoorbeeld lager in de winter en hoger in de kas in de zomer. Het substraat dat voor PCB's wordt gebruikt, zoals FR-4-gemodificeerd materiaal, moet een breed temperatuurtolerantiebereik hebben om ervoor te zorgen dat er geen problemen zullen optreden zoals barsten van het substraat of losraken van de soldeerverbinding onder extreme temperaturen; Tegelijkertijd is de soldeermaskerlaag van de printplaat gemaakt van hittebestendige en UV-bestendige inkt om veroudering van de soldeermaskerlaag veroorzaakt door langdurige blootstelling aan zonlicht te voorkomen en de levensduur van de sensor te verlengen.
De efficiëntie van de signaaloverdracht is de sleutel tot het garanderen van real-time regulering van de landbouwproductie. De slimme landbouwsensorprint optimaliseert de circuitindeling, verkort het signaaloverdrachtspad en vermindert de signaalverzwakking. Tussen de draadloze transmissiemodule en de data-acquisitiemodule maakt de printplaat bijvoorbeeld gebruik van een "korte weg, lage impedantie" bedradingsmethode, waardoor de door de sensor verzamelde gegevens snel naar het cloudplatform kunnen worden verzonden. Boeren kunnen de gegevens in realtime bekijken via een mobiele app en de irrigatiehoeveelheid, bemestingshoeveelheid of kasventilatiestatus tijdig aanpassen aan de gegevenswijzigingen, waardoor een dynamisch en nauwkeurig beheer van de landbouwproductie wordt bereikt.