sensor_compensation_service.h

См. документацию.

 
#ifndef SENSOR_COMPENSATION_SERVICE_H
#define SENSOR_COMPENSATION_SERVICE_H
 
#include <Arduino.h>
#include <map>
#include "../../include/business/ISensorCompensationService.h"
#include "../../include/sensor_types.h"
#include "../../include/validation_utils.h"
 
<<<<<<< HEAD
// ===================== КОНСТАНТЫ ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ =====================
constexpr float UNIVERSAL_GAS_CONSTANT = 8.314F;
constexpr float FARADAY_CONSTANT = 96485.0F;
constexpr float STANDARD_TEMP_K = 298.15F;
constexpr float DEFAULT_POROSITY = 0.45F;
constexpr float DEFAULT_CEMENTATION = 1.5F;
constexpr float DEFAULT_SATURATION = 2.0F;
constexpr float DEFAULT_EPSILON_N = 0.01F;
constexpr float DEFAULT_EPSILON_P = 0.008F;
constexpr float DEFAULT_EPSILON_K = 0.012F;
constexpr float DEFAULT_DELTA_N = 0.0041F;
constexpr float DEFAULT_DELTA_P = 0.0053F;
constexpr float DEFAULT_DELTA_K = 0.0032F;
constexpr float NPK_SAND_EPSILON_N = 0.011F;
constexpr float NPK_SAND_EPSILON_P = 0.009F;
constexpr float NPK_SAND_EPSILON_K = 0.013F;
constexpr float NPK_LOAM_DELTA_N = 0.0039F;
constexpr float NPK_LOAM_DELTA_P = 0.0050F;
constexpr float NPK_LOAM_DELTA_K = 0.0030F;
constexpr float NPK_LOAM_EPSILON_N = 0.010F;
constexpr float NPK_LOAM_EPSILON_P = 0.008F;
constexpr float NPK_LOAM_EPSILON_K = 0.012F;
constexpr float NPK_CLAY_DELTA_N = 0.0033F;
constexpr float NPK_CLAY_DELTA_P = 0.0043F;
constexpr float NPK_CLAY_DELTA_K = 0.0025F;
constexpr float NPK_CLAY_EPSILON_N = 0.009F;
constexpr float NPK_CLAY_EPSILON_P = 0.007F;
constexpr float NPK_CLAY_EPSILON_K = 0.011F;
constexpr float NPK_PEAT_DELTA_N = 0.0029F;
constexpr float NPK_PEAT_DELTA_P = 0.0036F;
constexpr float NPK_PEAT_DELTA_K = 0.0019F;
constexpr float NPK_PEAT_EPSILON_N = 0.013F;
constexpr float NPK_PEAT_EPSILON_P = 0.010F;
constexpr float NPK_PEAT_EPSILON_K = 0.016F;
constexpr float NPK_SANDPEAT_DELTA_N = 0.0041F;
constexpr float NPK_SANDPEAT_DELTA_P = 0.0052F;
constexpr float NPK_SANDPEAT_DELTA_K = 0.0032F;
constexpr float NPK_SANDPEAT_EPSILON_N = 0.011F;
constexpr float NPK_SANDPEAT_EPSILON_P = 0.009F;
constexpr float NPK_SANDPEAT_EPSILON_K = 0.013F;
// ===================== КОНСТАНТЫ ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ =====================
 
struct ArchieCoefficients
{
    float m;  // Коэффициент цементации
    float n;  // Коэффициент насыщенности
    float a;  // Коэффициент пористости
 
    ArchieCoefficients() : m(DEFAULT_CEMENTATION), n(DEFAULT_SATURATION), a(DEFAULT_POROSITY) {}
    ArchieCoefficients(float cementation, float saturation, float porosity) : m(cementation), n(saturation), a(porosity)
    {
    }
};
=======
 
>>>>>>> develop
 
struct SoilParameters
{
    float porosity;       // Пористость
    float bulkDensity;    // Объемная плотность
    float fieldCapacity;  // Полевая влагоемкость
 
    SoilParameters() : porosity(DEFAULT_POROSITY), bulkDensity(1.40F), fieldCapacity(0.20F) {}
    SoilParameters(float por, float density, float capacity)
        : porosity(por), bulkDensity(density), fieldCapacity(capacity)
    {
    }
};
 
struct NPKCoefficients
{
    float delta_N, delta_P, delta_K;        // Температурные коэффициенты
    float epsilon_N, epsilon_P, epsilon_K;  // Влажностные коэффициенты
 
    NPKCoefficients()
        : delta_N(DEFAULT_DELTA_N), delta_P(DEFAULT_DELTA_P), delta_K(DEFAULT_DELTA_K), epsilon_N(DEFAULT_EPSILON_N), epsilon_P(DEFAULT_EPSILON_P), epsilon_K(DEFAULT_EPSILON_K)
    {
    }
    NPKCoefficients(float dN, float dP, float dK, float eN, float eP, float eK)
        : delta_N(dN), delta_P(dP), delta_K(dK), epsilon_N(eN), epsilon_P(eP), epsilon_K(eK)
    {
    }
};
 
class SensorCompensationService : public ISensorCompensationService
{
   private:
    // Параметры почвы для разных типов
    std::map<SoilType, SoilParameters> soilParameters;
 
    // Коэффициенты NPK для разных типов почвы
    std::map<SoilType, NPKCoefficients> npkCoefficients;
 
    // Константы для расчетов
    static constexpr float R = UNIVERSAL_GAS_CONSTANT;    // Универсальная газовая постоянная (Дж/(моль·К))
    static constexpr float F = FARADAY_CONSTANT;  // Постоянная Фарадея (Кл/моль)
    static constexpr float T0 = STANDARD_TEMP_K;  // Стандартная температура (25°C в Кельвинах)
 
    // Инициализация коэффициентов типов почвы
    void initializeSoilTypeCoefficients();
 
    // Инициализация параметров почвы
    void initializeSoilParameters();
 
    // Инициализация коэффициентов NPK
    void initializeNPKCoefficients();
 
    // Расчет температуры в Кельвинах
    static float temperatureToKelvin(float celsius);
 
    // УДАЛЕНО: Старые функции заменены на научные формулы модели Арчи
    // static float calculateECTemperatureFactor(float temperature); - УДАЛЕНО
    // float calculateECHumidityFactor(float humidity, SoilType soilType) const; - УДАЛЕНО
 
   public:
    SensorCompensationService();
 
    virtual ~SensorCompensationService() = default;
 
    void applyCompensation(SensorData& data, SoilType soilType) override;
 
    float correctEC(float ec25, SoilType soilType, float temperature) override;
 
    float correctPH(float temperature, float phRaw) override;
 
    void correctNPK(float temperature, float humidity, SoilType soilType, NPKReferences& npk) override;
 
    float getPorosity(SoilType soilType) const override;
 
    bool validateCompensationInputs(SoilType soilType, float humidity, float temperature) const override;
 
    SoilParameters getSoilParameters(SoilType soilType) const;
 
 
 
    NPKCoefficients getNPKCoefficients(SoilType soilType) const;
};
 
#endif  // SENSOR_COMPENSATION_SERVICE_H