农业灌溉远程控制系统的设计

以黑龙江垦区大面积的水稻灌溉为研究对象,开发了基于嵌入式系统、远程无线传输技术以及数据库技术的农业灌溉远程控制系统。该系统设有中央控制器、水位检测及闸门控制系统、泵群控制系统3个部分,通过GSM网络进行数据通信,按水稻的需水量进行较为精确的自动灌溉,从而节省了水、电及人力资源。     

基于以太网的嵌入式远程电力自动

根据以太网传输原理,运用嵌入式系统移植与网络编程技术,实现了一个在以太网上基于ARM和TCP/IP的远程网络自动抄表系统。嵌入式采集控制器,可以通过以太网与抄表中心通讯,接收抄表中心发来的各种控制命令信号。并且该采集控制器已经移植uC/OS-II实时嵌入式操作系统,能够实时地处理多任务,大幅提高系统的管理能力。     

DPSQKS-1型灌溉自动控制器的研制

为了开发一种与粗陶微孔地埋渗灌装置相配套的、低成本、操作简单、能按作物需水量进行自动灌溉的控制设备,以PLC作为核心器件,采用模糊控制理论,研制了一种适用于该技术的灌溉自动控制器,并阐述了该控制器的软硬件设计。试验研究结果表明,控制器精度高,性能稳定,操作简单,能满足灌溉自动控制的要求。     

基于Wi—Fi的自动灌溉控制器设计与实现

针对传统的灌溉控制器布线多、施工难,且采用RS485与计算机通信时距离受限等问题,设计和实现了一个基于wi—Fi的自动灌溉控制器,能在远程计算机上以Web网页的方式实时控制灌溉、显示监测信息。该控制器可同时测量8路模拟量、3路数字量,并可以控制7路交流电磁阀。该灌溉控制器具有友好的监测操作界面,并且实现了广泛的信息共享。因此,在农业领域具有广阔的应用前景。     

基于ZigBee网络和机械臂的智能灌溉系统设计

为了解决偏远及地势复杂地区的自动灌溉控制问题,设计实现了一套嵌入式自动化节水灌溉系统。以STM3 2嵌入式控制器为核心,采用无线Zig Bee网络技术采集室外环境参数,通过上位机监测被测区域的温湿度变化,控制执行机构实现监测环境的温湿度控制调节。中央控制器与上位机采用E31-TTL-50无线通信,采用窄带无线方式进行数据传输,实现了机械臂智能灌溉、上位机远程监控系统查询、设置参数及实时监测等功能要求。     

基于网络数据库应用的农业智慧灌溉平台研究

以农业灌溉控制过程为研究对象，基于网络数据库技术设计了一种远程智能灌溉系统平台。智慧灌溉系统平台以传感器技术、网络通讯技术及数据库技术为基础，采用自上而下的方式进行搭建，采用数据采集节点对灌溉区域内的环境参数进行采集和监测，并将数据传输至云服务平台，生成灌溉控制指令后发送至现场控制器节点，控制电磁阀或水泵执行灌溉任务。     

温室控制器网络路由协议仿真

对于嵌入式温室控制器而言,采用无线组网方式构成温室监控系统要比使用现场总线方式组网具有灵活性,并且易于降低系统成本,更易于推广应用。在无线传感器网络路由协议中,传感器节点的能量支持和通信带宽对系统的稳定性与可靠性有很大影响。为此,针对嵌入式温室控制器特点,分析了传感器网络路由协议的工作原理和传播机制,并在OPNET平台上建立了仿真模型。仿真结果表明,定向扩散是一种较为理想的路由协议。     

基于无线传感器网络的节水灌溉远程监控系统

为了节约农田灌溉用水,提高水资源的使用效率,提出了一种基于无线传感器网络与GPRS网络相结的农田自动节水灌溉远程监控系统,该系统由中央监控计算机、灌溉监测控制器、无线传感器网络、GPRS模块和阀门控制器组成。系统以单片机为控制核心,由无线传感器节点、无线路由节点和无线网关实时监测土壤含水率变化,根据土壤含水率和农田用水规律实施精确灌溉。系统实现了节水灌溉的自动化控制,改善了农业灌溉水资源的高效利用和灌溉系统自动化水平。实验结果表明,整个系统的伸缩性较好,当土壤含水率太高或某种因素导致某些传感器节点损坏,系统中的其他部分仍能持续正常工作,具有自组织重新恢复的功能。监控中心能够实时地显示出各节点的土壤含水率参数和阀门的启停状况,实现节水灌溉的远程监控。     

基于无线传感器网络的茶园分布式灌溉控制系统

为实现茶树需水信息准确检测和茶园精量灌溉自动控制,设计了一套基于无线传感器网络的茶园分布式灌溉控制系统,给出了系统体系结构及软、硬件实现方法;针对无线传感器网络节点在茶园内高度分散的特点,提出两种适用于不同规模茶园的分布式灌溉控制方案,设计了由模糊控制器和最优化控制器组成的分层灌溉控制器,使得系统可在满足一定性能指标前提下,实现茶园精量灌溉控制.试验结果表明系统设计合理可行,特别适用于大型农田、果园、苗圃等区域的精量灌溉.     

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。     

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。     

节水灌溉自动化技术的发展及趋势

论述了自动化技术在灌溉管理中的重要性，详细介绍了以色列、美国、澳大利亚及我国自动化技术在灌溉中的应用现状及存在的问题，讨论了一些新技术，如模糊控制、神经网络、专家系统等在节水灌溉控制中的应用，并对节水灌溉控制技术的发展趋势进行了探讨。     

荔枝园智能灌溉决策系统模糊控制器设计与优化

为解决荔枝园灌溉中水资源浪费严重的问题,根据现有装备条件,设计了基于无线传感器网的模糊专家决策系统,并对系统的模糊控制器进行优化以提升系统整体性能。该系统通过网关节点实时接收来自传感器节点采集的荔枝园环境信息,选择土壤实测含水率与预设土壤最佳含水率的误差及其变化率作为决策因子,得出预测灌溉值等决策结果。通过Matlab仿真并进行果园实地试验,分析该系统的有效性。仿真结果表明,该智能灌溉系统能结合荔枝园土壤含水率情况进行适时、适量灌溉,有效实现了经济灌溉,并且优化后的模糊灌溉系统实现了更高的暂态性能、控制精度及抗干扰性,系统响应时间更快。试验结果表明,基于模糊控制器的智能灌溉系统能有效地对荔枝园灌溉进行控制,使荔枝园土壤含水率维持在17.8%左右,符合荔枝树的生长环境;同时,基于优化后的模糊控制器的智能灌溉系统将荔枝园土壤含水率平均值控制在17.6%,更接近系统预设的荔枝园土壤最佳含水率17%,并且具有更高的控制精度、更强的抗干扰性与实用性。     

低功耗实时唤醒式无线灌溉控制器的设计与实现

为降低现有农业无线灌溉系统中控制节点的能耗,延长无线灌溉网络的生命周期,采用OOK调制技术,设计了一种低功耗唤醒装置,改变了当前无线灌溉系统中定时周期唤醒方式,减少了系统中开销,并实现了在4 3 4 MHz频段下无线灌溉控制器的研制。控制器主要由C8 0 5 1 F9 6 5单片机、电源电路、电磁阀驱动电路、唤醒电路、无线收发通道和开关量采集电路组成。该控制器由基站发送指令控制,根据距离远近,自适应寻址接收信号,实现实时采集和控制。经试验测得:额定容量为250m Ah的单节碱性9V电池,可使控制器工作一个灌溉季以上;与采用传统唤醒方式相比,系统不仅降低了能耗,而且提高了响应速度。     

无线传输网络在农业灌溉中的应用

在可持续发展战略的要求下,如何提高我国水利管理部门的水、电资源管理水平和管理效率已成为当前科技工作者一个重要的研究课题;在分析我国农业灌溉实际情况的基础上,基于虚拟总线技术提出一种能够满足远程自动抄表、自动计量及实现IC卡身份识别的农业灌溉水电管理系统;介绍了该系统的数据拓扑方式,详细阐述了水电控制器、通讯控制器及中心计算机在无线方式下的数据传输模式和实现方法,设计了通讯控制器的硬件电路。从试验结果来看,该无线传输网络在一定程度上满足了农业灌溉的需求,具有一定的实用性和推广价值。     

基于计算机网络的水肥一体机监控作业研究

针对我国传统的灌溉和施肥技术的水分利用率较低、农田管理效率低下的问题,基于计算机网络技术对水肥一体机的监控作业进行研究.该水肥一体机的主要组成包括设备模块、通信模块、数据模块、接口模块和用户模块.农作物生长状态主要受电导率(EC)和酸碱度(pH值)的影响,为了实现对这两项指标的控制和调节,对水肥一体机的监控软件进行设计...     

基于指数平滑预测的高效变量喷灌方法

针对现有灌溉系统只能实现大田经验均一灌溉、缺乏决策指导的问题,基于田间ZigBee无线网络实时采集的田间预埋水分传感器信息,提出一种基于二次平滑预测算法的变量灌溉指导数据处理方法,根据理论设定值自行调整平滑权重,使其预测数据达到最优,得到变量作业处方图;研制了基于PLC的喷灌机变量控制系统,通过模拟百分率计时器对喷灌机逐跨调节,并实时调整行走步长与速度,实现变量灌溉。田间对比试验结果表明,变量灌溉效率及节水方面均优于传统灌溉。