农田土壤墒情远程监测及预警系统的设计与实现

介绍了土壤墒情的概念和监测的必要性,提出通过物联网手段建设农田土壤墒情远程监测及预警系统并对其进行了设计。系统主要包括数据层、系统应用层及客户界面层。通过该系统可实现农田土壤墒情远程采集、评价、监控预警及灌溉决策等功能。     

丰满流域墒情自动监测系统的设计与应用

土壤墒情对作物生长、节水灌溉、科学用水等有着非常重要的作用。为了准确、迅速地掌握丰满流域土壤墒情信息,选取安仁村、隆兴村、万宝沟3个典型站点,建立固定墒情自动监测站。以固定墒情自动监测站的设计及应用为例,阐述了该墒情监测系统的背景、设计及应用情况,并对系统监测的准确性进行测试与分析。该系统实现了丰满流域土壤墒情监测、信息传输的自动化,可以实时掌握土壤墒情状况,进一步为洪水预报工作提供依据。     

基于ZigBee物联网的太阳能墒情采集系统研制

基于ZigBee无线物联网通讯技术,研制了太阳能墒情采集模块.由太阳能墒情采集模块组成的无线传感器网络(WSN)网关节点,即"点控机"及"站控机",分布在被测区域,负责采集葡萄园各层土壤的温湿度.网关节点自行组网,透明通讯协议将信息发送到远端PC机,实现信息的实时动态显示及存储.系统通过单节点设备测试及网络测试证明,网关节点布置在20~120m传输距离内,系统运行稳定可靠.     

作物自动灌溉控制系统的设计与实现

针对农业生产中智能灌溉和远程自动化的需求,设计并研发了一套基于单片机控制的自动灌溉系统,该系统可对土壤墒情进行监测,对作物进行适时适量自动灌溉。并可利用GSM模块以手机短信等形式将需求信息发送给管理人员,管理人员可远程向单片机发送指令,实现灌溉。初步试验表明,系统稳定可靠,能准确采集土壤墒情信息,实现远程自动灌溉控制。     

农田玉米土壤墒情远程监测云平台的设计与应用

[目的]研发农田玉米土壤墒情远程监测云平台,获取实时动态农田玉米土壤墒情信息,为玉米科学灌溉提供数据支持,以保证夏玉米高产稳产.[方法]采用GPRS网关接入互联网,433 Mhz无线电组成本地局域网的方式,在河南省永城市等市(县)的玉米田地安置土壤墒情监测点,对土壤墒情信息进行自动采集和分析.[结果]土壤墒情远程监测云平台能够实现玉米大田土壤墒情的实时动态监测、在线地图定位、历史数据查询和统计分析及短信预警等功能.自2015年以来,在河南省永城市、汝州市、西华县和原阳县等市(县)进行应用,测试结果表明,该云平台可准确地对农田玉米土壤墒情的变化规律进行长期实时定位监测;通过土壤墒情监测数据分析可知,其监测数据可以真实反映农田玉米土壤墒情实际状况.[结论]设计的土壤墒情远程监测云平台能够满足农田玉米土壤墒情科学监测需求,为玉米实现精准灌溉提供了在线数据采集与分析平台.     

基于ZigBee的农田土壤墒情监控系统设计

利用ZigBee技术实现对农田土壤墒情信息实时监测与管理的系统设计,系统以超低功耗CC2430处理器芯片传感器节点、通信软件和监控系统软件实现系统的数据采集、数据传输层、数据处理层和信息发布,以无线方式部署并通过Web方式远程提供数据实现土壤信息监测信息的自动连续采集、智能化监测、网络化管理。通过实例应用表明,基于ZigBee技术的农田土壤信息监测系统可靠、实用,有利于野外实施和维护,且具有成本低廉、功耗低、数据通信稳定等特点。     

区域农田墒情监测和抗旱系统设计

为了提高农业生产灌溉自动化程度和节约水资源,结合干旱半干旱地区土壤的特点,设计了基于PLC和GPRS的农田墒情监测和抗旱系统。系统由上位机WinCC组态软件通过GPRS无线网络和PLC通信,对土壤墒情和灌溉水泵进行远端监控,组成了区域农田墒情的监测和抗旱SCADA系统。系统结构简单,通信速度快、运行稳定,具有一定实用性和推广价值。     

分布式农田土壤墒情集中监测管理系统

农田土壤墒情对作物的生长起到至关重要的作用,为了使作物生长在适宜含水量的土壤中,采用无线通信技术设计了分布式农田土壤墒情集中监测管理系统,监测中心与农田土壤墒情监测站采用C/S架构设计。根据规划,土壤墒情监测站部署在各地的农田内,利用土壤水分传感器FDS100采集土壤水分信息,再通过GPRS网络建立与监测中心的TCP/IP网络连接将采集到的数据上传;监测中心将接收到的数据进行解析、处理、分析,获取被监测区域农田的土壤墒情,并参照作物生长发育规律,为农田管理者提供精准的灌溉指导。系统准确实时地获取了各监测站的土壤墒情信息,实现了分布式农田土壤墒情的集中监测,能够为作物的精准灌溉管理提供强有力的数据支持。     

节水增粮行动项目信息化工程设计

该节水增粮行动项目信息化工程对灌区地下水位、用水流量、气象信息、土壤墒情、实时视频等因子进行综合采集,并为方便用户用水设计了射频卡机井灌溉控制装置。通过构建的节水增粮行动项目信息化远程监控管理信息平台,对监测采集的数据进行存储、管理、分析、描述,最终达到节水增粮的目的。该文详细讨论了系统的结构和原理,并给出了系统的软硬件设计方案。     

基于ASP.NET技术的荔枝园智能灌溉远程监控系统的设计与实现

为了实现荔枝园环境的远程监控和智能化管理,设计了基于ASP.NET技术的荔枝园智能灌溉远程监控系统,包括终端监控设备、网关和网络监控系统。终端监控设备定时采集荔枝园的温度、湿度和土壤含水率等环境信息,通过Zigbee无线通信技术传输到网关,网关通过互联网将环境数据传输到网络监控系统,网络监控系统基于B/S模式,运用ASP.NET技术,实时显示荔枝园环境参数以及做出智能灌溉决策。用户可以通过系统实时掌握荔枝园的土壤环境信息、各个节点剩余能量、控制灌溉状况和学习荔枝种植知识。试验表明,系统在荔枝园中的平均丢包率仅为3.87%,通信效果良好;当环境信息超出正常范围时,系统会向果农发出预警信号;通过智能灌溉方法,使得灌溉区域土壤含水率平均值为17.85%,高于荔枝生长的最佳土壤含水率的下限,满足荔枝生长的要求。系统运行稳定,界面友好,操作简单,能够实现远程实时监控荔枝园环境并及时做出智能灌溉决策。     

土壤墒情监测系统在有机葡萄灌溉中的应用

为了在有机葡萄栽培中实施精量灌溉,提高果实品质,尝试利用土壤墒情监测系统技术。土壤墒情监测系统综合集成了先进的监测设备、网络技术和专家知识经验,能够完成对土壤墒情的实时监测与灌溉决策。将这项技术在上海市奉贤区的1个有机葡萄种植园进行示范,取得了良好的效果,平均每亩增收26%,葡萄可溶性固形物提高了2～3Brix,水分利用效率提高40%,同时劳动生产率提高40%,经济效益显著。本文介绍了该系统的结构、工作原理、布设和调试方法等内容,并结合葡萄各生长期的需水量,对1个大棚1年内的土壤墒情监测数据进行了简要分析。     

基于物联网的精确灌溉控制技术研究

【目的】研究基于物联网的自动化灌溉控制系统,为规模种植区域自动控制精确灌溉提供可借鉴模式。【方法】通过ZigBee网络实现园区土壤墒情信息的共享,根据采集到的土壤墒情信息制定灌溉决策。选用可编程逻辑控制器作为核心控制器,分多种控制方式对灌溉进行控制,同时对首部输水管道进行恒压控制。通过建立可编程逻辑控制器和人机界面的交互平台,对灌溉模式进行选择并监控灌溉全过程,若系统发生故障进行报警提醒。【结果】设计了基于物联网的自动化灌溉控制系统,该系统界面友好且操作简单,与沟灌、波涌灌相比节约用水50%以上,与常规滴灌相比对灌水量、灌水时间以及施肥量的控制更为精确,节省了大量劳动力。【结论】基于物联网的灌溉控制系统将远程监控、精确灌概、数据共享、智能报警、自动控制统一起来实现节水灌溉,在规模化种植区有一定推广潜力。     

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.     

土壤墒情(旱情)监测与预测预报系统的设计与开发

以组件式GIS软件为开发平台,建立了北京地区土壤墒情监测与预测预报系统。该系统包括土壤墒情信息采集、土壤墒情站信息管理、土壤墒情空间分布显示、土壤墒情监测、土壤墒情预报及土壤墒情信息输出等功能模块,可对土壤墒情进行实时监测,做出土壤墒情分布图、等值面图等,直观反映北京地区土壤墒情趋势。同时,系统还可利用增退墒模型、人工神经网络模型和时间序列模型进行土壤墒情预测和预报。现该系统已有38个墒情固定站和120个墒情巡测站,并已投入使用。实际应用结果表明,该系统解决了目前墒情固定站投资过高且数量不足的问题,能够满足北京市土壤墒情预测预报要求,可为北京地区防旱、抗旱提供可靠的科学依据。     

兵团农六师一〇五团推广作物智能化灌溉物联网平台建设初探

基于物联网技术的智能化微灌系统能够实现精准灌溉,是干旱区农业可持续发展的有效途径。该文采用物联网技术,根据作物灌溉决策与管理的实际需求,设计并实现了作物智能化微灌系统。该系统解决了示范区墒情监测布点缺乏依据的困难和关键硬件产品进口价格过高、难以推广等问题,实现了农田墒情实时监测、数据远程传输和灌溉自动控制功能,为农业灌溉远程管理提供物联网应用平台。     

土壤墒情评价指标研究初探

在现代农业中,准确有效的测量土壤含水量,掌握实时信息,是推行精量灌溉技术、提高水资源利用率,科学指导农业生产的基础,以及提供信息的依据。通过对墒情监测点0~20 cm、20~40 cm土层进行墒情监测(土壤相对含水量),根据降雨量、平均温、最高温、最低温、土壤含水量、作物旱情指标等,并对2012-2016年土壤墒情实时变化资料和定期测墒数据进行对比分析,分析研究与土壤墒情变化高相关的气象因子,及土壤墒情变化特点。通过4年对本地区主栽作物玉米、马铃薯、茄果类蔬菜进行土壤墒情跟踪监测,初步掌握以上作物各生育时期对土壤墒情的要求指标并建立墒情评价指标体系,为指导大面积农业生产奠定了科学的理论基础。掲示云南雨养农业区土壤墒情变化规律和演变趋势,通过现有观测资料,定量评估局地土壤墒情变化,为减缓和预防土壤墒情对农业的不良影响及制定科学的政策提供依据和技术支持。     

基于模糊控制的温室内土壤湿度智能监控系统设计

为提高温室管理水平,针对有线系统监测布线不灵活或长时无人监测和无线系统数据传输不稳定等问题,设计一种基于GSM技术具有远程交互功能的土壤湿度监控系统。该系统由MSP430控制器、GSM模块灌溉控制电路等组成。通过GSM模块以短信的方式实现与用户之间的交互功能,并利用模糊控制算法进行精确灌溉。运行试验结果表明:设计的系统工作稳定,数据传输距离不受限,节水灌溉效果显著,GSM模块收发信息的正确率达100%;接收数据正确率达98.73%,实时监控灌溉性能稳定;能够实现精确灌溉,与人工漫灌相比节省20%~30%的用水量,节水效果显著。     

蔬菜精准自动灌溉技术模型应用研究进展

根据蔬菜根层土壤对水分的需求特点分析蔬菜精准自动灌溉技术模型和灌溉指标,提出蔬菜精准自动灌溉技术的关键措施。针对蔬菜自动灌溉技术及设施装备在生产应用中存在的问题,分析了蔬菜精准灌溉技术的理论基础,提出蔬菜灌溉应该在遵循 SPAC 系统模型的水分传输理论基础上,结合蔬菜根层分布特点系统确定菜田土壤墒情监测调控的精准指标,参照蔬菜生长需求及其不同水分条件下的形态特征或生理指标,构建与菜田土壤水分管理相适应的自动灌溉管理决策;指出蔬菜灌溉需要根据蔬菜种类及其生长发育时期建立确保蔬菜优质高效生产的灌溉管理技术方案,结合根层土壤墒情和具体气候环境条件,以及蔬菜产量和品质要求等确定具体的灌溉管理指标。蔬菜自动灌溉控制技术需要建立完善的土壤墒情管理系统装置,制定精准调控土壤墒情管理的指标,建立完善的自动灌溉管理关键措施。应用蔬菜自动灌溉控制技术能适时适量满足蔬菜生长发育对水分的需求,对促进蔬菜优质高效生产、提高水分利用效率、防止水肥流失有重要作用。     

土壤墒情信息采集与远程监测系统探讨

我国社会发展离不开农业，而农业的发展离不开灌溉，而土壤墒情信息的采集在农业发展中发挥着重要作用，但是目前我国的土壤墒情信息采集与远程监测系统数量比较少，造成了土壤墒情信息的缺乏，因此在土壤墒情信息采集和远程监测上有迫切的需求，如何有效采集土壤墒情信息是需要引起重视的一个问题，也是急需解决的一个问题，而本文主要基于甘肃省土壤墒情现状，分析了土壤墒情信息采集与远程监测系统的结构及功能，提出了该系统在土壤墒情信息采集中的应用。     

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。