DYP-235型电动圆形喷灌机电气控制系统的研制

DYP-235型电动圆形喷灌机电气控制系统的设计方案,由计算机、MCGS组态软件、工程数据、PLC编程器、RS485通信电缆和接口及其驱动器设计喷灌机组成的控制系统,利用PLC等控制喷灌机的自动行走、灌水位置、灌水时间或重复灌溉次数,利用触摸屏实现人机界面操作。该系统具有移动方便和经济实用等特点,适合大型农牧场的喷灌机械化作业。     

基于无线传感网络的玉米地温湿度监测系统设计

针对目前我国大多农场玉米地温湿度监测系统普及率较低的实际,研究一套实用性高、成本低的玉米地温湿度监测系统。系统基于ZigBee无线传感网络,对玉米生长各阶段土壤温湿环境数据进行远程数据传输和网络实时监测,从而实现对相关数据的动态收集、分析和处理,实时掌握研究区生长最佳的土壤温湿条件及变化规律等信息。实验结果表明:系统在玉米生长过程中实时监测土壤温湿度数据效果良好。     

圆形喷灌机喷头配置技术与软件研究

以圆形喷灌机均匀喷灌水深为目标,建立了主输水管喷头间距不相等条件下喷头配置数学模型,提出了全部使用、不使用及部分使用压力调节器3种工况下的喷头配置技术方案,构建了基于SQL Server的圆形喷灌机低压喷头、压力调节器、机组桁架等零部件结构及性能参数数据库,并开发了可实现圆形喷灌机喷头配置和机组水力性能预测的专业软件.DYP-249型圆形喷灌机应用该软件实现了D3000喷头配置,配置的入机总流量与理论值的相对误差小于1.1％;根据配置结果进行了田间试验,结果表明沿主输水管方向的喷灌强度试验值和模拟值的变化趋势一致,因田间试验受到风速、风向、蒸发飘移和编程算法等影响,测得的喷灌均匀系数值(75.26％)低于软件模拟值(85.59％).工程实例表明软件能够准确、快捷地完成圆形喷灌机的喷头配置,并能较好地预测机组田间水力性能.     

基于计算机视觉的棉花生长监测自主导航车辆研究

为了克服农作物生长大面积遥感监测精度较低的缺陷,实现作物生长态势的自动化监测,提出了一种基于计算机视觉的自主导航作物生长监测车辆,从而有效地提高了作物生长监测的精度和自动化程度。该型自动化车辆通过导航标定线在田间对作物的生长状况进行实时跟踪监测,采用CCD数字摄像头对作物的生长状况进行图像采集,使用PC机对图像进行处理,并将图像利用通信技术传输到远程监控端,并根据图像特征数据建立了作物长势的监测和预测模型。为了验证其可行性,对作物的长势进行了实地测试,通过对叶面指数和作物生物量预测模型的测试表明:数据模型的实测值和理论值基本吻合,利用该方法可以建立多种作物的长势监测和预测模型,具有推广价值。     

土壤墒情网络监测管理系统的设计与实现

土壤墒情监测是生态环境保护和建设的重要内容,为此,设计了一种城市森林土壤墒情远程监测系统;详细介绍了系统的结构和网络监测管理系统的功能。监测管理系统采用J2EE构架,具有查看实时数据、查询历史数据以及对数据进行召测和对超标值进行报警等功能。实验表明,系统性能稳定,满足土壤墒情远程监测的要求。     

基于物联网技术的温室土壤环境监测系统的设计

针对传统的有线监测系统线缆密布、安装维护困难等问题,设计开发了一种基于物联网技术的温室土壤环境监测系统,该系统主要由无线传感器网络和监测系统两部分构成。主要介绍了基于cc2430的无线传感器节点的硬件设计,以及基于labview的上位机软件设计,并进行了系统测试。实验分析结果表明,该系统能实现对作物生长的土壤温、湿度进行自动实时监测,并结合作物生长的信息进行适量的灌溉,具有广阔的应用前景。     

基于铱星通信技术的土壤墒情远程监测网络研究

为了实现野外偏远、无GPRS信号地区土壤墒情、温度及降雨量的远程无线实时监测,设计了一套由土壤墒情及相关影响信息实时采集系统、铱星通信以及互联网技术构成的"物联网"架构式土壤墒情实时监测系统,围绕铱星SBD(Short burst data)终端模块9602开发了具有独立知识产权的数据采集系统。该系统实现了智能化、网络化的土壤墒情实时监测,以及历史数据的查询、下载,根据设定阈值进行短信报警、传感器和通信故障报警等功能。该系统自2011年8月在山东省、北京市等地运行以来,可以安全、稳定、可靠地获取监测土壤含水率、温度及降雨量信息。通过试验可知铱星通信在空旷地带成功率为97.2%,单个节点通信费用为每月200元(12 000字节),达到了对土壤墒情、温度和降雨量变化规律进行长期监测的目的。     

土壤水分监测与灌溉预报系统设计

土壤水分监测与灌溉预报是实现作物适时适量灌溉的基础。提出了一种新的土壤水分监测与灌溉预报系统,依据实时采集的数据信息,判断作物用水情况,采用智能方法,建立高准确度土壤墒情与灌溉预报的模型,实现作物用水信息实时管理。     

温室小气候环境监测预警技术及应用研究

为避免极端环境对作物生长造成损伤,提出一种基于温室小气候模型的环境监测预警技术。通过无线传感器网络实时获取温室环境数据,建立温室小气候模型,将模型预测结果与预警指标库中作物受灾指标对比,及时预测温室异常环境。该技术以LabVIEW为开发平台,实现温室环境自动监测、数据管理、温室小气候模拟、异常环境预警和远程发布等功能。结果表明,该技术能够有效对温室小气候环境进行实时监测预警,可靠性高,具有较好的实用价值。     

基于ZigBee和ARM9的农田墒情远程监测系统

针对农田信息采集的需要,设计了一套基于ZigBee网络与GPRS网络相结合的远程监测系统。农田信息数据的采集利用CC2430无线射频芯片完成,可采集土壤温度、作物叶片温度、土壤含水量和光照强度。系统控制终端基于ARM9和嵌入式Linux操作系统进行设计,用于农田信息的接收、实时显示和存储,通过GPRS方式实现与远程管理...     

智能履带长行程水肥一体喷洒机设计

在信息化技术的支持之下，农业生产发生了巨大的变化，凭借着信息技术，农业生产逐渐实现集约化、高效化、智能化的发展。基于这种背景，设计了一种智能履带车驱动的长行程水肥一体喷洒装置，包含智能电机、梅花联轴器、支撑板、喷头、速度传感器等部件同时设计了高效控制系统，整个系统包括主页系统界面、监测系统界面、数据显示界面、实时参数界面等部分，并实时监测GPS、肥料EC值、PH值等信息，实时监控周围环境变化，同时将实时数据输送到控制终端，达到远程控制的目的，通过控制系统，不断根据环境调整肥料配比及喷洒速度，使整个作物的生长一机化，智能化。     

无人机遥感在饲草作物生长监测中的应用研究进展

饲草作物生长的动态监测与定量估算对于饲草规模化生产具有重要意义。无人机遥感分辨率高、灵活性强、成本低,近年来在饲草作物生长监测领域发展迅速,应用场景不断拓展。为了掌握无人机在饲草监测的国内外应用现状,确定重点发展方向,本文首先从数据获取、数据处理和饲草作物生长监测关键技术三个方面简述了无人机遥感在饲草作物监测中的基本研究方法。其次按照传感器类型从可见光、多光谱、高光谱、热红外和激光雷达遥感五个方面阐述了无人机遥感饲草作物生长监测的应用现状。最后针对研究应用中尚未解决的关键技术问题展望了未来的发展方向,提出融合饲草作物时空尺度数据和多源遥感数据、进一步拓展数据获取手段、研发智能化数据分析综合平台是未来饲草作物监测领域应用创新的关键所在。     

农业干旱卫星遥感监测与预测研究进展

干旱是影响农业生产的主要气候因素.传统的农业干旱监测主要是基于气象和水文数据,虽然能提供监测点上较为精确的干旱监测结果,但是在监测面上的农业干旱时,仍存在一定的局限.遥感技术的快速发展,尤其是目前在轨的卫星传感器感测的电磁波段涵盖了可见光、近红外、热红外和微波等波段,为区域尺度农业干旱监测提供了新的手段.充分利用卫星遥...     

一种主动选择式远程监控自动喷灌系统

针对喷灌系统中,低成本选择式远程监控的需求,基于上位机组态监控系统,采用西门子PLC Modbus通信技术,西门子TC35手机通信模块GSM网络无线通信技术,作物数据库管理以及传感器技术,等功能模块集成的方法,设计并开发了基于作物生育期多控制模式低成本主动选择式远程监控节水自动喷灌系统。经大豆喷灌试验基地试验表明,该喷灌系统能实现无距离限制远程高效实时监控,具有适应性强,成本低等优点,能满足大豆在苗期和分枝期,适宜土壤含水量为75%,开花期和鼓粒期适宜土壤含水量为90%的喷灌要求,达到了较高的标准。     

基于混合WSN的智能灌溉远程SCADA系统

采用Citect组态软件、无线传感器网络（WSN）、和GPRS模块,开发设计了一套分布式精确灌溉的闭环远程SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系统。该系统主要由上位机、灌溉监控器、WSN、GPRS无线通讯模块和灌溉阀门系组成。其中,无线传感器网络采用地上和地下的混合拓扑结构,灌溉控制器通过土壤水分含量调控区域面积内的灌水量;远程监控中心采用Citect组态软件实现数据、人机界面管理,并可以通过web发布来实现高层次的监控。测试和试验过程中,数据采样间隔设定为30min,选用4组WSN节点,分别测得深度为5cm和35cm处的土壤温度、含水量,测试结果与普通灌溉相比可节水约20％。该系统实现了灌溉的在线自动监控和作物的精量灌溉,创新性的建立了一种地上、地下混合结构的无线传感器网络模型,为进一步研究奠定了基础。     

丘陵地区蓝莓园智能灌溉决策系统设计

针对丘陵地区蓝莓园灌溉过程中水资源浪费严重、劳动力严重短缺的问题,基于物联网技术,研究并设计了一套智能灌溉决策系统。系统包括信息采集模块、无线通信模块、智能决策模块和灌溉执行模块。信息采集模块通过布设的土壤水分传感器和小型气象站实时采集蓝莓园土壤墒情信息和环境信息（风速、降雨量、温度、湿度）;无线传输模块将信息采集模块采集到的数据实时发送到服务器端进行分析处理,并将智能决策模块的计算结果传送给灌溉执行模块;智能决策模块中,基于前期采集的历史数据使用彭曼公式和土壤水平衡公式建立灌溉决策模型,实现蒸腾量和灌溉量的计算以及实时监控与报警,该模型可根据实时获取的数据,确定是否需要灌溉及最优的灌溉量;灌溉执行模块根据接收到的灌溉信息及实际的灌溉速度计算灌溉时间,进行远程灌溉;以Visual Studio软件为平台,设计了系统上位机的监控界面,可实现土壤和环境参数的实时检测和存储、作物需水状况的分析管理以及实时预警和灌溉决策。试验结果表明,该智能灌溉决策系统可在无人干预的情况下,根据传感器采集的信息自行判断作物需水情况,当系统认为作物需要灌溉时自行驱动灌溉装置完成灌溉,从而实现蓝莓园的远程精确灌溉,节省了人力物力,有效提高了灌溉水的利用率。     

基于冠层温度和土壤墒情的实时监测与灌溉决策系统

设计了一个可以在线连续监测田间作物冠层温度、环境信息和土壤墒情的实时灌溉决策系统,并将其安装于农田进行了1 a实际运行和观测。系统采用太阳能供电和微处理器进行数据采集和管理,为野外的实际应用提供了保障。系统配置了红外温度、空气温/湿度、土壤水分/水势等传感器,能够及时采集田间全面的同步数据,排除了异地观测所形成的数据误差。采用悬臂式多点采集下垫面红外温度检测方法,可以快速采集更多和更高精度的数据,避免单点测量的人为误差。系统配备的快速锁紧装置,能够根据下垫面作物的生长情况进行传感器位置高度调节,使检测数据更符合田间实际情况。通过运行管理和监测数据分析可见,所监测数据能够很精细的刻画田间作物实际生长状况,可以用于灌区综合灌溉决策,实现田间精量灌溉管理和控制,为灌溉管理的精量化和智能化提供数据支持。     

喷灌技术与设备在我国的适应性分析

通过喷灌技术与设备对土地、地貌、作物、投资、投劳、节水、节能和农业生产管理体制的适用性分析,提出我国在喷灌工程设备选型中诸多选项准则,为项目投资人或用户决策提供参考。并警示人们不要忘记我国喷灌技术的发展经验。      

Modeling crop yield as affected by uniformity of sprinkler irrigation system

The effect of sprinkler irrigation uniformity on crop yield is an important consideration for the design of sprinkler irrigation system. A model that relates yield response to evapotranspiration deficits at special growth stages to evaluate the impacts of uniformity on crop yield was developed from a crop water production function. The simulation results of the model showed that crop yield increased with increasing uniformity. Optimum irrigation amount and uniformity for the maximum net return were determined with the model. The optimum irrigation amount depends on irrigation uniformity and on economic factors, decreasing with the uniformity but increasing with the ratio of product price to water cost. The optimum uniformity increased with an increase of irrigation amount expressed by a ratio between gross and required irrigation amount, but approximated 90% when the ratio exceeded 0.85. Field experiments conducted to study the relationship between spatial distribution of soil moisture and sprinkler application uniformity demonstrated that the water in the soil was more uniformly distributed than that measured for the application at the soil surface.