基于无线传感器网络的葡萄生长环境测控系统设计与应用

本研究基于无线传感器网络(WSNs)技术开发了葡萄园生长环境测控系统,实现了对大气和土壤温湿度等信息的采集、传输和分析。该系统运用数据挖掘技术处理和分析传感器采集的数据,并通过不断修正得到适合葡萄园的灌溉阈值及群体光合效率最优条件,运用模糊控制原理控制电磁阀进行滴灌,以达到节能和增产保质的要求。     

基于无线传感器网络的节水灌溉智能监测系统设计

针对农田灌区范围广、数据量大、实时传输难的特点,提出一种基于无线传感器网络的农田自动节水灌溉系统,综合运用无线传感器智能信息处理技术、无线数据通信技术,全面提升系统的自动化与监测水平。该系统以单片机为控制核心,由无线传感器网络实时采集及处理数据,将其发送到接收端,在接收端对数据进行存储和显示,实时监测土壤温湿度变化,实现节水灌溉的自动化控制及水资源的高效利用。试验证明,该系统稳定性好,数据传输可靠性高,使用灵活,适合不便直接连线的一般监测场合应用。     

用于荔枝园滴灌控制的无线传感器网络控制节点

荔枝作为我国南方产量最大的热带水果之一,其生长对环境因素的依赖比较严重.针对荔枝园树距行距宽、树体高大、以丘陵地貌为主等特点,设计了一款用于荔枝园滴灌控制的无线传感器网络控制节点,提出了以CC2430通讯模块作为核心的ZigBee无线传感器网络节点设计方案.该节点体积小、功耗低、通讯稳定、信号可靠,可实现荔枝园的自动滴灌控制和手动滴灌控制.     

物联网技术在沧州设施蔬菜生产中的设计和实现

本文通过物联网技术在沧州设施蔬菜生产中的应用探索,明确了各种传感器在日光温室的最佳分布密度和位置,设定了对设施蔬菜生长影响最大的空气温湿度和土壤温湿度的技术参数,初步建立了物联网技术在设施蔬菜中的应用示范模式,实现棚室内环境数据的自动采集、传输和控制。     

用于避雨栽培的精准灌溉智能控制器的设计与应用

针对农田灌区范围广、数据量大、实时传输难的特点,本设计采用多时段多组合智能自动控制、手动自动双模式安全保障的智能控制器,利用无线方式将农作物生长环境中的多项环境因子参数传送给无线主机,再由控制终端控制水泵的运行。利用Zigbee模式具有部署灵活、扩展方便等优点,实现农作物生长环境(包括二氧化碳、光照度、空气温湿度和土壤含水率等)的信号采集、传输、接收。     

基于780 MHz频段的农田信息采集无线传感器网络设计

基于MSP430F5438A单片机和AT86RF212射频芯片设计了一种工作在780 MHz中国专用频段且符合IEEE802.15.4c标准的无线传感器网络。介绍了无线传感器节点结构及传感器节点无线通信电路的设计,并给出了空气温湿度、土壤温湿度及光照度传感器的选型和指标参数。选取豫东平原一块麦田作为试验环境,在小麦的拔节期和抽穗期,对工作于780 MHz、433 MHz和2.4 GHz频段的3种无线传感器网络节点进行试验,给出了3种节点的平均丢包率曲线和接收信号强度值随通信距离变化曲线。试验结果表明,在小麦不同生长期,780MHz和433 MHz频段的无线传感器网络的通信质量和传输性能明显优于2.4 GHz的无线网络,而且780 MHz网络的通信质量表现更佳,完全能够满足农田间数据的可靠传输。     

灰树花菇房多点温湿度监测系统设计

【目的】设计灰树花菇房温湿度监测系统并对其进行多点监测.【方法】首先,根据灰树花菇房的结构,进行集成式温湿度传感器的多点布置,以采集温湿度实时数据.而后,借助于无线传输模块,将数据实时传输到温湿度实时监测下位机系统.最后,开发上位机监控软件实现对每个节点温湿度数据的实时存储、显示和查询.【结果】通过将传感器、无线传输、上位机等硬、软件系统的合理布局和设计,采集灰树花菇房多点温湿度数据,并进行实时传输和存储,实现对灰树花菇房温湿度进行有效地监测.【结论】根据该监测系统所测温湿度值与仿真计算的温湿度分布值对比分析,两者差异很小,验证所设计检测系统的可行性.     

基于ZigBee的智能农业管理系统设计

为了提高农业生产效率,降低人工劳动量,实现农业生产的智能化,设计了基于ZigBee无线传感器网络的智能农业管理系统.系统实现了对设施农业的空气温度、土壤温湿度、光照度、CO2浓度等数据信息的采集、传输和处理,并能对农作物生长环境进行自动调节,使农作物处于最佳生长环境,有效提高农作物产量,具有很高的实用推广价值.     

无线多路温湿度采集系统的设计与实现

无线多路温湿度采集系统由温湿度采集控制模块、温湿度显示模块、无线收发模块和上位机四部分组成。该系统以单片机为控制核心器件,将温湿度传感器采集到的数据送给单片机处理,再通过nRF4L01无线收发模块,将多路温湿度值在液晶显示屏和PC机上实时显示。试验结果证明,该系统结构简单,易于扩展,能方便地满足人们对多路温湿度进行监控。     

养蜂箱内温湿度远程监测系统研究

介绍了蜜蜂养殖场的多个养蜂箱内温湿度远程自动监测系统,利用集成的温、湿度传感器和无线数据传输模块PTR8000+实现多点温湿度数据的无线传输与接收,利用终端的PC机监测各养蜂箱的温、湿度;阐述了系统的总体结构,并从硬件和软件两2面说明了系统的设计及实现方法。结果表明,系统使用方便,数据传输可靠,数据可视化直观。     

基于STM32的智能滴灌系统设计

为实现温室大棚中的智能浇灌,设计一套以STM32为核心的智能滴灌系统。该系统具有土壤检测、水流控制和声光报警功能。系统采用湿度传感器检测土壤湿度,用步进电机控制水流开关,若发生情况用蜂鸣器和发光二级管(LED灯)进行声光报警。     

基于C8051F80X单片机及PC机的节水灌溉与施肥控制管理系统

基于PC机及C8051 F80X单片机的智能化滴灌及施肥管理系统能够监控不同土壤的湿度,并根据农作物对土壤的不同湿度要求,从而实现适量、适时灌溉的目的.在进行灌溉的同时,把测土配方后的肥料通过输水管道输送到植物根部,科学合理的进行水肥供给.单片机和PC机是智能化滴灌及控制施肥的核心部分,对土壤灌水量与湿度的关系、智能滴灌技术、控制系统的硬软件等部分进行了探讨与研究,同时根据不同的作物对各类肥料有不同的需求率和利用率,对不同的植物采用不同的施肥方式,提高肥料利用率.把灌溉和施肥结合起来,可以完成对作物生长期各个阶段的肥料及水分需求进行统计,形成农业专家数据库,真正作到科技兴农.     

温室青椒开花座果初期耗水规律与影响因素分析

通过盆栽试验,研究了膜下滴灌及滴灌情况下温室青椒开花座果初期的耗水规律,分析了两种情况下土壤含水率、相对湿度、温度和叶面积指数(LAI)对青椒开花座果初期耗水量的影响。结果表明,膜下滴灌、滴灌情况下,植株平均耗水量分别为0.87和2.0mm/d,地膜覆盖使耗水量减少了51.3%;利用蒸发皿测定的水面蒸发量能够很好地估算温室内的青椒耗水量,两种情况下温室青椒开花座果初期蒸发皿系数分别为0.39和0.82;土壤含水率、温度与青椒耗水量同步变化,相对湿度与耗水量异步变化,叶面积指数(LAI)的增大使耗水量增加。     

滴灌效应及其灌溉指标研究进展

本文从提高水分利用效率、改善作物根区水热气状况、高效的化肥和农药管理以及抑制杂草生长、减少病害发生等方面论述了滴灌的节水增产效应,分析了普通地表滴灌在作物生长早期土壤蒸发损失大的问题,并对地下滴灌、沙管滴灌和膜下滴灌等改进的滴灌方式进行了介绍和评价。分析蒸发皿、土水势、叶水势、冠层温度等灌溉指标在滴灌水分管理中的应用情况及存在的不足。最后提出了滴灌应用中需进一步研究的问题。     

沙漠增温效应下膜下滴灌棉田的小气候特征研究

根据沙漠增温效应下膜下滴灌棉田植被层内小气候观测资料,分析研究了棉田植被层内的净辐射、地温和相对湿度的变化.试验研究表明,膜下滴灌棉花花铃期在光、温、湿等方面具有较好配置,从而可充分利用光热资源,提高棉花的产量和品质.     

西瓜基质栽培智能灌溉系统的研究

设计了一种基于ZigBee无线传感器网络的西瓜基质栽培智能灌溉系统。该系统由环境信息采集装置、信息处理系统和灌溉执行结构3部分组成。环境信息采集装置主要采集影响西瓜水分需求的基质相对湿度和空气相对湿度;信息处理系统对数据进行分析与处理,判断是否驱动灌溉执行机构对西瓜进行灌溉。综合考虑西瓜在不同生长阶段基质相对湿度、空气相对湿度对西瓜需水量的影响,建立了模糊控制规则库,利用MATLAB进行仿真,证明灌溉策略的有效性。结果表明,智能灌溉系统能根据智能灌溉策略适时、适量地进行灌溉,控制基质相对湿度与西瓜生长阶段相适应,伸蔓期将基质相对湿度控制在62.82%~67.25%,开花坐果期将基质相对湿度控制在68.05%~72.18%,膨瓜期将基质相对湿度控制在72.23%~77.15%,成熟期将基质相对湿度控制在58.36%~62.13%,所测得的基质相对湿度与最佳基质相对湿度之间的误差在2%左右,满足西瓜基质栽培的灌溉需求。     

不同水肥管理对马铃薯土壤酶活性及产量的影响

为了寻找马铃薯适宜的水肥管理模式,通过大田试验,以大水漫灌+肥料条施为对照(CK),研究了喷灌+肥料条施、滴灌+肥料条施和滴灌水肥一体化对马铃薯土壤酶活性及产量的影响。结果表明,与CK相比,滴灌水肥一体化、滴灌+肥料条施、喷灌+肥料条施处理均不同程度地提高了马铃薯土壤酶活性,其影响程度为滴灌水肥一体化滴灌+肥料条施喷灌+肥料条施,滴灌水肥一体化能够显著提高马铃薯生育后期的土壤酶活性。滴灌水肥一体化处理下马铃薯的产量和商品薯率最高,显著高于其他处理,其中,产量较CK及喷灌+肥料条施、滴灌+肥料条施处理分别提高49.07%及27.94%、14.91%,商品薯率较CK及喷灌+肥料条施、滴灌+肥料条施处理分别提高19.41个百分点及10.36、4.72个百分点。     

干旱区不同灌溉方式及施肥措施对棉田土壤呼吸及各组分贡献的影响

【目的】探讨干旱区灌溉方式及施肥措施对棉花生长季农田土壤呼吸速率及碳平衡的影响,比较不同管理措施对棉田土壤碳汇强度的影响。【方法】设置滴灌和漫灌两种灌溉方式,在棉花生育期每种灌溉方式设有机肥（OM）、氮磷钾化肥（NPK）、氮磷钾化肥与有机肥配施（NPK+OM）3种施肥处理,以不施肥处理为对照（CK）,采用LI-8100土壤碳通量测定仪测定农田土壤呼吸速率,利用根去除法区分根系对土壤呼吸的贡献率,通过计算净生态系统生产力（NEP）,分析不同灌溉方式及施肥措施下农田土壤碳汇强度。【结果】不同灌溉方式及施肥措施下农田土壤呼吸速率的季节变化随气温变化均呈先升高后降低的趋势,在7月中旬达到峰值,10月中旬棉花收获后降至最低。不同灌溉方式下农田土壤碳排放量为滴灌＞漫灌;相同灌溉方式下不同施肥处理为NPK+OM＞OM＞CK＞NPK。滴灌条件下根系呼吸对土壤呼吸的贡献率为36.38%-58.74%,漫灌条件下为33.73%-52.03%;铃期根系呼吸贡献率最高,生育期平均为48.05%和44.31%。整个棉花生长季节,两种灌溉方式下农田净初级生产力（NPP）均为NPK+OM＞NPK＞OM＞CK。不同管理措施下整个生育期农田土壤均表现为碳“汇”,其中,不同灌溉方式下农田碳汇强度为滴灌＞漫灌,不同施肥措施为NPK+OM＞NPK＞OM＞CK,灌溉与施肥互作条件下,滴灌方式下NPK+OM处理碳汇强度最强。【结论】在干旱区棉花生产中,采用膜下滴灌节水技术,氮磷钾化肥与有机肥配施并实施秸秆还田等农田管理措施,不仅能增加土壤有机碳含量,培肥地力,提高棉花产量,而且能促进土壤固碳减排。     

膜下滴灌对棉田生态环境及作物生长的影响

通过田间试验研究了膜下滴灌对棉田生态环境状况及棉花生长发育及产量形成的影响。结果表明,膜下滴灌与常规灌溉相比,覆膜滴灌改变了棉花田间水分环境,为棉花的生长创造了良好的水、肥、气、热条件,有利于棉花生长发育;同时,可以减少地面蒸发,减少灌溉水的深层渗漏,保持土壤肥力,提高水分利用率,增加作物产量,具有良好的经济、生态和社会效益。