基于ZigBee的农田智能节水灌溉系统的设计

针对农田灌溉中管理粗放、信息化和智能化程度低、灌溉水利用效率不高的问题,研究设计一个基于ZigBee无线网络的智能节水灌溉系统。系统采用CC2530无线收发模块,将土壤含水量经LPC932单片机处理后传送到PC终端,用户可查看并根据所监测土壤含水量与灌溉临界值判别的结果决定是否自动打开和关闭电磁阀实施实时灌溉。该系统具有采集数据准确、组网快、成本低、功耗低等特点,成功实现农田智能节水灌溉。     

作物需水量模糊决策系统的设计与研究

设计了由作物蒸腾量和土壤湿度共同来确定作物需水量的模糊推理系统。该系统以作物蒸腾量和土壤水势为输入，以作物需水量为输出，通过对输入变量的模糊化、模糊推理和解模糊化，获得了在一定的作物蒸腾量和土壤水势下作物的需水量。仿真实验结果表明，该系统能快速、准确地计算出作物的需水量，因而应用到灌溉管理工程中很有实用价值。     

土壤水势控制在农业灌溉应用中的研究进展

土壤水势控制在灌溉水资源高效利用以及精确灌溉控制系统等领域发挥着重要的作用,从土壤水势控制灌溉技术在节水灌溉、水土资源化利用和精确灌溉自动化系统中的应用等方面总结了国内外基于水势控制灌溉技术应用的研究进展.根据不同水势控制灌溉下的作物生理指标制定相应的土壤水势范围控制灌溉,一方面可以用于节水灌溉,获得较高的作物产量、质量和灌溉水利用效率;另一方面可以快速高效的制定咸水和盐碱土资源化利用中作物的灌溉制度;而土壤水势与作物需水的密切关系、土壤水势传感器的精确响应和传输则为精准灌溉提供了理论与技术支持.最后指出土壤水势控制应用与发展所面临的问题并展望了未来的发展方向.     

基于智能控制的农业节水灌溉系统的研究

农业节水灌溉技术系统自动化水平关系到高效农业的发展。传统的控制方法并不理想,以模糊神经控制为基础,通过组态软件采集的作物蒸腾量和土壤水势为被控对象进行智能控制的智能控制节水灌溉系统,可得到较为准确的灌溉用水量,仿真结果证明智能控制发放的有效性。     

基于模糊决策的自动节水喷灌控制器的设计

结合灌溉不易建立精确的数学模型和模糊控制决策不需要建立精确数学模型的特点，应用模糊逻辑设计了以AT89C51为核心的全自动模糊智能节水灌溉控制器，该控制器能根据检测到的土壤含水量和作物的需水情况进行模糊决策从而实现全自动智能灌溉。系统已经成功运行干曲阜示范区，收到了较好的经济和社会效益。     

基于物理时空多参数融合的节水灌溉管理WSN系统

节水灌溉是现代精准农业的必然要求,然而当前节水灌溉管理无线传感器网络(WSN)存在一定的滞后性,从而导致出现灌溉管理失调引起灌溉不足或过量等问题,为此。为此,提出了一种基于物理时空多参数融合节水灌溉管理WSN系统。该系统将与历史水量数据物理时空参量与当前湿度特征观测数据进行融合,从而自适应计算作物真实灌溉需水量。利用该算法进行WSN灌溉水量监测及管理实验,实验结果表明,时空数据融合后计算得到的作物真实需水量基本均低于传感器计算测出的当前需水量。利用该方法实施节水灌溉管理一年,发现作物单产与上年度基本持平,但平均节约水量较传统WSN管理模式提高约14%。     

基于灰色神经网络与模糊控制的寒地水稻灌溉制度

【目的】精确判断寒地水稻的灌溉水量并建立适当的灌溉管理方式,保证作物正常生长需求,起到节水效果。【方法】根据寒地水稻特殊的生长环境和作物各生育期需水量,设计了基于灰色神经网络与模糊控制的寒地水稻灌溉制度,该智能灌溉制度通过建立微型气象站监测、传输稻田环境数据,并通过灰色神经网络预测理论预测出作物灌溉需水量和灌溉制度影响因子;以预测作物灌水量和作物最佳灌水量的差值及差值变化率作为模糊控制器的输入,灌溉时间长度为输出,驱动电磁阀,达到适时适量灌溉的目的。【结果】MATLAB仿真结果表明,该灌溉控制方式比传统控制方式响应速度快、超调量小、控制效果好。在东北农业大学水稻试验田的试验结果表明该灌溉控制制度的节水率为11.59%,水稻产量和结实率也有所提高;在黑龙江省建三江农场的田间试验表明该灌溉制度的节水率高达13.54%。【结论】该灌溉制度与传统控制方式相比具有很好的节水效果,能对作物各生育期灌溉需水量进行综合判断和管理,对提高水资源利用率、降低农业生产成本、实现精细农业有重要意义。     

基于ZigBee的田间灌溉自动测控系统设计

针对目前我国农业灌溉用水量大、水资源利用效率低的问题,基于ZigBee无线通信技术设计了田间灌溉自动测控系统。通过湿度传感器HM1500测量土壤的水分,经下位机单片机系统采集,并通过ZigBee无线数传模块发送土壤水分含量数据至上位机;上位机能够实时监测现场数据,并通过与设定的土壤水分下限值进行比较,若达到灌溉要求则经ZigBee发送命令至下位机,启动水泵灌溉。设计的测控系统成本低、性能优,为节水灌溉系统的设计提供了借鉴。     

基于ZigBee技术的无线智能灌溉系统的研制

近年来,如何节水省工成为灌溉技术的研究重点之一。针对丽水黑木耳的种植,研究设计了一套基于ZigBee技术的无线智能灌溉系统。相对于传统的灌溉方式,该系统实现了灌溉的智能化和无线化,通过在灌溉现场的长时间运行,充分证明了系统的可行性和可靠性。为此,主要介绍了ZigBee网络中的传感器节点和控制器节点的硬件设计以及整个智能灌溉系统的软件设计。作为无线传感器网络技术在智能灌溉领域的探索性研究,可为以后建立大型的远程智能灌溉系统奠定基础。     

基于计算机控制的智能灌溉系统优化研究

为了实现小麦供水量精确控制,优化整合BP神经网络和模糊控制,设计了智能灌溉系统,并基于BP神经网络设计小麦需水量预测系统。整个神经系统为3层结构,以温度、土壤湿度、风速和光照强度作为系统输入,理论计算得到的小麦需水量为预测期望值,训练该神经网络。基于模糊控制设计浇灌控制系统,以神经网络小麦需水量预测值和实际土壤含水量的差值e及其变化率ec作为控制系统输入,以浇灌时间作为系统输出,对神经网络需水量预测精度进行测试,相对偏差分布区间为[1.65%, 7%]。对灌溉系统进行测试,相对偏差分布区间为[0.02%, 0.38%]。