При прецизионном поливе измерение влажности почвы может включать большую группу узлов, расположенных вдоль большого участка земли, передавая периодические данные центральному контроллеру, после чего контроллер оценивает данные и принимает решение активировать или не активировать полив.
Обычно полив осуществляется с помощью нескольких или даже одного водяного клапана или насоса.
Поэтому может быть большое количество значений влажности почвы и, в большинстве случаев, один единственный привод. Для реализации замкнутого контура регулирования требуется одно репрезентативное значение для измерения влажности почвы.
Простые методы агрегирования данных, например, средняя, медиана, максимум и минимум, обычно используются для уменьшения объема трафика данных в пределах домена беспроводной сети датчиков. Агрегирование данных используется для осуществления нечеткого контроля в прецизионной ирригационной системе.
Динамику процесса любой оросительной системы лучше всего описать с помощью модели гидрологического баланса. Эта модель устанавливает, что изменение запасов воды в течение определенного периода времени в определенном месте происходит в результате притока воды за вычетом оттока воды.
Для минимизации управляющего сигналом при сохранении влажности почвы ниже определенных пороговых значений может быть реализована замкнутая система орошения.
Исходя из гидрологического баланса, динамику процесса для оросительной системы можно охарактеризовать как блочный элемент с двумя входами, такими как эффективный полив и внешние факторы и одним выходом, таким как влажность почвы, где эффективным орошением является управляющее действие, а внешним фактором является сумма остальных элементов, таких как осадки, капиллярное повышение, испарение, транспирация растений, сток воды и глубокая фильтрация.
Под агрегированием данных понимается сбор необработанных данных из различных источников в целях их упрощения и получения менее объемных и более точных данных, однако такое обобщение данных может представлять собой потерю точности.
Если несколько датчиков влажности почвы размещены на большой площади орошения, то при одновременных показаниях в разных местах получаются разные значения измерения, потому что орошение может быть неравномерным, а также потому, что поля могут иметь разные характеристики в разных зонах, то есть разный сток, разная фильтрация и разное повышение капилляров.
Для реализации замкнутого контура регулирования необходимо получить одно оценочное репрезентативное значение для измерения влажности почвы, если измерения датчиков площади доступны по результатам измерений.
Для оценки используются простые методы агрегирования статистических данных или низкоуровневые, поскольку процесс агрегирования происходит в микроконтроллере с ограниченными ресурсами, такими как: память, тактовая частота и дополнительными вычислительными нагрузками, например, выполнение алгоритма управления.
Система замкнутого цикла состоит из группы узлов, распределенных по орошаемой площади с целью внедрения сетевой системы управления.
Узел контроллера периодически каждую минуту получает от узла датчика отфильтрованные данные о влажности почвы, затем контроллер совмещает несколько одновременных измерений для получения одного и того же результата, репрезентативного значения, для всей площади орошения путем выполнения соответствующего алгоритма агрегирования данных. На основании этого значения контроллер выполняет алгоритм управления и принимает решение об открытии или закрытии клапана, посылая управляющее сообщение на узел привода.