16、基于物联网与OTSU算法的自动化灌溉及病虫害检测系统

基于物联网与OTSU算法的自动化灌溉及病虫害检测系统

1. 物联网与农业灌溉背景

物联网（IoT）是一项能实现全球设备数据无缝传输的前沿技术，它让人类世界与计算机系统直接相连，极大地提高了效率和准确性，同时减少了人工干预。在农业领域，水是至关重要的资源，灌溉对于节水意义重大。传统的人工灌溉方式不仅需要熟练劳动力，在大面积农场应用时还存在诸多局限，而且无法自动识别和分类植物病害。如果不能及时发现病害，将会导致农产品产量和质量大幅下降，还需要大量人力进行农场监测。在偏远地区，农民获取专家帮助也十分困难。

因此，开发具备自动检测植物感染功能的自动化灌溉系统具有重要意义，它能帮助发展中国家如印度在减少人工干预的情况下增加收入。借助物联网构建的智能灌溉网络，通过识别植物病害的外部特征，可有效解决传统灌溉方法的弊端。

2. 相关研究工作

过去，为实现节水目标，人们采用了多种灌溉网络机制，其中一些常见方法如下：
| 方法 | 具体内容 |
| ---- | ---- |
| 热成像 | 关注植物遮荫温度的传播来进行灌溉控制。 |
| 土壤水分直接测量 | 直接获取土壤水分数据以制定灌溉计划。 |
| 作物水分胁迫指数（CWSI） | 通过该指数评估作物水分状况。 |

此外，还有众多相关研究成果：
- S Maheswararajah等人在智能灌溉系统的无线传感器网络中提出了对孤立节点的管理方法。
- Viani等人基于无线传感器和执行网络技术，运用模糊逻辑构建了农业灌溉决策支持系统。
- M. Ayaz等人探讨了无线传感器和物联网在农业中的应用前景及面临的挑战。