土壤水分空间分布快速测试仪器的开发

针对土壤墒情监测和指导田间变量灌溉的要求,研制开发了能同时测量采样点经纬度位置和土壤含水率(体积分数)的土壤水分空间分布快速测试仪.该测试仪由80C552微控制器、GPS接收机、水分传感器等几部分组成.测量得到的数据经串口传到上位机经过处理和分析后,采用GIS软件对采样点试验数据进行分析,生成土壤水分空间分布图.对地表下10cm深度土壤含水率的采样试验结果表明,2组测量数据在小范围内空间变异系数＜10%,说明仪器性能稳定可靠.该测试仪能为变量灌溉和墒情监测提供科学依据.     

基于GPS模块的便携式农田面积测量仪

全球定位系统在精细农业中起着十分重要的作用,本文利用GPS的定位功能,研制了农田面积快速测量仪.测量仪由低成本的GPS模块、单片机数据采集板、键盘及LCD显示等组成.给出了GPS定位信息的获取技术,多边形农田面积的计算方法,测量仪软硬件的设计原理等.试验结果表明测量仪能够快速测量任意形状农田的面积,相对测量误差小于2%,并且农田面积愈大,测量的相对精度愈高.     

农田信息无线远程采集和处理系统的研究

针对农田信息采集的特点,提出了一种用无线通讯技术即GSM技术进行农田信息采集的测量系统,系统包括GPS接收机、水分传感器、土壤水分快速定位测量仪、GSM无线通讯模块及计算机.能实现将测量仪采集到的农田信息以GSM短消息的形式实时发送到实验室的功能,解决了野外信息存储的有限性和移动测量的不便性等问题.试验证明,该测量系统不仅可行,而且数据通讯距离几乎不受限制,从而为农田信息的无线测量提供了一种可行的方法.     

太仓市土壤墒情可视化智能动态监测预警平台

以太仓市主要农区为载体,以传感器技术和无线传输技术相结合的方式实现对土壤墒情状况和周边环境温度信息进行快速采集,建立了从土壤墒情采集到墒情数据无线传输的土壤墒情无线传输预警系统.分别从传感器数据采集处理模块设计、GPS定位功能、无线传输模块及数据存储模块的设计等方面对土壤墒情无线监控系统进行了实现.     

大型机床导轨直线度测量仪无线光靶的设计

介绍了大型机床导轨直线度测量仪的测量原理,给出了测量仪的无线光靶的软硬件设计。该无线光靶采用光电池件作为传感器,采用单片机进行数据采集、处理,用无线通讯模块进行数据传送,实现了大型机床导轨直线度低成本、高效率、高精度测量。     

水稻节水灌溉控制决策研究

本文采用四种相对成熟的灌溉模式,通过土壤含水率传感器、温度传感器、植株体电阻传感器,现场实时监测取得水稻在返青、分蘖、拔节孕穗、抽穗开花、灌浆及黄熟期等不同的生育期的水稻生长土壤含水率、温差、体电阻等信息和实际科学的需水量信息.水稻节水灌溉控制决策依据阀值控制.本研究的水稻需水模型的建立是从实验数据入手,由于实验数据是现场实时采集的数据,这些数据是综合考虑实际的各种影响因素,基于这种方法对数据进行融合建立起来的节水灌溉决策模型,具有真实、可靠等特点.     

基于无线传感器网络的农田自动节水灌溉系统

提出了一种基于无线传感器网络的农田自动节水灌溉的构建方案,详细介绍了传感器节点和灌溉控制器的设计。无线传感器网络实时采集、传输传感器数据,灌溉控制器控制灌溉管网,分区域实时灌溉并调节土壤湿度,实现精细农业所要求的时空差异性和水资源高效利用。     

基于无线数字传输的节水灌溉数据采集系统研究

采用灌溉数据实时采集实现节水灌溉自动控制是当今的发展方向之一.该系统介绍的为节水灌溉自动化系统中的无线数据采集子系统,利用nRF903收/发芯片实现数据的无线传输.该系统由采集和接收两部分组成:采集端将传感器的输出信号进行模数转换,利用无线数字传输技术将数据发送到接收端,在接收端对数据进行存储和显示.阐述了系统的总体结构,并从硬件和软件两方面描述了系统的设计及实现方法.实践证明,该系统使用灵活,数据传输可靠,适合不便连线的一般测试场合应用.     

基于LabVIEW的农田自动灌溉系统的设计

综合利用计算机虚拟仪器技术、自动控制技术和现代农业技术,研究开发了基于LabVIEW的农田灌溉自动化控制系统。该系统通过设置在田间的各种传感器,实时获得农田的生态环境信息参数,并将信息参数传给计算机,计算机进行处理和分析,根据分析数据控制灌溉设备的起停和灌溉量,实现农田的自动灌溉。     

基于GPRS和ZigBee的智能灌溉监控系统的设计

为解决目前我国农业领域中水资源利用率低等问题,结合Zig Bee无线传感器网络和GPRS技术,设计了1套以GPRS+Zig Bee无线组网技术为核心的智能灌溉监控系统。Zig Bee无线传感器网络由终端节点和协调器节点(网关节点)基于IEEE 802.15.4/Zig Bee协议构建,终端节点对土壤、环境等信息读取和传输来自上层的指令,协调器节点基于TCP/IP协议连接到监控服务器形成远程灌溉监控网络,将数据经过处理后发送至监控中心及手机用户,实现对作物的精准灌溉。     

DZN1野外式自动土壤水分观测仪常见故障分析

DZN1野外式自动土壤水分观测仪由土壤水分传感器、采集器、无线模块和电源系统4部分组成,列举不同的土壤水分变化情况来分析判断传感器故障与否,在工作中其常见故障有传感器安装不当、传感器本身损坏、采集器通道故障、无线模块通信不稳、蓄电池电压低、各部分连线故障等,分析常见故障案例,结合其工作原理,不断总结经验,正确判断故障具体位置、故障原因,及时排除故障,保证土壤水分观测仪数据采集、上传的稳定,进一步提高工作质量。     

在线式水田渗透量监测仪的研究

目前测量渗透量的方法主要是用改进的日式渗漏仪目测测管的刻度来计算渗透量。但不能实现实时监测的目的,为了实现对稻田渗透量的实时监测,设计了一种在线式水田渗透量监测仪。其硬件主要包括水箱、渗桶、液位仪、土壤水分传感器、泵、无线模块、主机。以MSP430单片机为核心,土壤水分传感器和液位传感器把水分和液位信息传到单片机,供水泵由液位或水分值来控制,实现饱和渗透量的测量及非饱和渗透量的测量,用无线模块把数据传输到监测室的上位机。通过试验,采集的数据满足精度要求,给灌区的规划管理、合理运行、水资源的合理调配与实施节水灌溉提供了可靠的渗透量数据。     

Factors leading to spatiotemporal variability of soil moisture and turfgrass quality within sand-capped golf course fairways

Precision irrigation utilizing soil moisture data and valve-in head sprinkler systems may be a viable solution for sustainable water management on complex turfgrass areas. There is currently no research investigating the factors that influence soil moisture and turfgrass quality variability within sand-capped golf course fairways to aid in precision irrigation-related management decisions. Therefore, the objective of this study was to measure several turfgrass and soil characteristics from two sand-capped fairways during dry down events from either rainfall or irrigation to determine their relationship and contribution to soil moisture and turfgrass quality variability. Considerable spatiotemporal variability was observed within the two fairways during the dry down periods. Factors that were found to have a significant influence on soil moisture and turfgrass quality were sand capping depth, elevation, and thatch depth, but these relationships were not consistent between rainfall versus irrigation events, days after dry down, or even the specific fairways. Also, the direction of many of the relationships were opposite of what was expected. These findings highlight the complexity of soil moisture and turfgrass quality variability on sand-capped golf course fairways. To incorporate soil moisture sensor technologies into large-scale precision irrigation practices, mapping soil moisture with an understanding of contributing factors is a necessary preliminary step. Although there are several current practical limitations, the information presented in this study provides a foundation for future research.

     

基于ARM11的土壤湿度自动控制系统设计

不同作物的生长发育对土壤湿度有不同的需求,为了给温室大棚农作物提供一个最适宜的生长环境,结合温室大棚现有滴灌系统的特点,设计了一套以ARM11为控制核心、土壤湿度传感器为采集模块、WIFI模块为通信模块的土壤湿度自动控制系统。此系统通过控制与滴灌系统连接的电磁阀保证土壤湿度在适宜的范围内,实现了温室大棚内土壤湿度的远程监测与自动控制;温室大棚管理人员不仅能使用HTTP协议随时、随地访问嵌入式Boa WEB Server来获取实时的土壤湿度数据,还可以通过SQLite嵌入式数据库查询存储的土壤湿度的历史数据。系统测试结果表明,该系统能实现农作物土壤湿度的远程监测与智能调控,运行可靠,测量的土壤湿度绝对误差为±3%,有一定的实用性。     

基于ZigBee和GPRS的远程果园智能灌溉系统的设计与实现

结合现代果园大规模经营发展模式和建设精细农业的需求,设计了基于ZigBee和GPRS的远程果园智能灌溉系统,该系统运用GPRS网络技术和由单片机、土壤水分传感器、零压启动电磁阀、CC2430组成的ZigBee无线传感器网络进行数据传输和控制.通过分析采集到的土壤水分数据,结合系统预设阀值发送命令控制零压电磁阀实现设备的远程控制和智能化灌溉.实际应用表明,该系统工作性能稳定,在数据采集、传输及远程控制等方面均达到了设计要求,有较好的推广价值.     

基于单片机的温室智能灌溉系统设计与实现

提出了一款基于STC89C52单片机的智能温室灌溉控制系统,实现了作物根系处土壤湿度的监测与自动控制。该系统以STC89C52单片机为核心,主要包含数据采集电路、单片机数据处理电路、数据通信电路、控制驱动电路和人机交互电路5部分。系统采用传感器测量土壤湿度,经单片机与设定湿度进行比较后,输出灌溉参数到控制继电器,实现了温室环境的调节。经试验测量,该系统所测湿度与湿度计所测湿度相差在5%以内,且运行稳定,操作简单,准确性和快速性指标能满足设施农业灌溉的要求,另外,该系统成本低,可维护性强,从而具有良好的推广应用前景。     

云智能土壤水分仪在农业灌溉中的应用研究

云智能土壤水分仪是一种可以进行土壤湿度、温度及盐分等自动监测的仪器,已在气象、水文、生态环境、防汛抗旱、农业灌溉等行业领域逐渐得到了应用。本文调研了云智能土壤水分仪近年来在农业灌溉中的应用情况,针对维护管理方面存在的突出问题,提出了一些建议,以期有助于云智能土壤水分仪在未来农业智能灌溉中发挥更大的作用。     

基于无线传感网的土壤水分实时监测系统的设计

根据农田环境信息采集和作物节水灌溉决策的需求,设计了农田基于无线传感网的土壤水分实时监测系统。该系统基于ZigBee无线通信协议设计,克服了有线传感器网络的局限性,避免了其他无线通信技术的高功耗的缺点,节点成本低、网络容量大、生存周期长,其采集的数据可为作物节水灌溉提供实时决策依据。分析了系统的总体设计框架、传感器节点的硬件结构、应用软件主要模块功能。系统的设计为精准农业中的节水灌溉决策研究提供了有效工具。     

春季储水灌溉条件下啤酒大麦节水增产机理研究

测定了不同春季储水灌溉定额下啤酒大麦出苗率、生长发育动态、土壤水分变化、耗水规律及水分利用效率,并结合气象资料比较不同灌水处理的优越性,分析不同春季储水灌溉定额对土壤水分、降水利用及作物产量的影响。结果表明,将冬季储水灌改为春季储水灌从技术层面上切实可行;在适宜灌水定额条件下,采用春季储水灌溉技术较冬季储水灌溉技术可减少储水灌灌溉水量75 mm,减少土壤蒸发37.4%,水分利用效率提高26.2%。在实际大麦种植生产中应以春季储水灌定额75 mm,生育期灌水5次,灌水定额75 mm为宜,这样不仅可节约有限水资源,还可提高地温及水分利用效率,达到节水、增效的目的。