采用广义预测控制与物联网的智能温室灌溉

针对当前商业温室自动灌溉系统控制成本、用水量较高的问题,提出一种基于广义预测控制与物联网的智能温室灌溉系统。首先,采用农作物的蒸腾作用模型触发事件的产生;其次,将基质湿度值与事件产生模块的输出作为广义预测模型的输入;最终,将零阶保持器模块的输出作为驱动系统的输入,控制温室灌溉系统的开启与关闭。基于事件的控制器包含2个部分:事件检测器与控制器,事件检测器决定是否将新发生的事件通知控制器,控制器由1组广义预测控制器组成,当检测到1个新的事件时,根据时间点选择其中1个广义预测控制器。在南通地区的连栋温室试验结果表明,本控制系统在实现有效温室灌溉效果的前提下,降低了20%的用水量,并减少了灌溉系统的开启时间,降低了控制的成本。     

基于计算机C++语言的温室雨水自动化灌溉系统设计

针对温室雨水利用系统无法实现自动灌溉的问题,设计温室雨水利用装置,并根据雨水利用装置的工作原理,结合自动化控制技术,引入土壤温湿度传感器监测土壤湿度,基于人机界面的组态平台,设计自动灌溉控制系统。同时,利用计算机C++语言设计作物数据查询系统,根据温室作物土壤含水量变化范围,决定是否需要灌溉,并通过组态平台实时监控自动灌溉系统的状态,科学地种植温室作物。通过对温室雨水综合利用系统进行灌溉试验,分析作物的试验数据,验证了自动灌溉控制系统的可靠性和实用性。     

基于P-M模型的棉田智能灌溉系统的设计与试验

【目的】研究并分析基于P-M模型棉田智能灌溉系统的试验设计。【方法】基于P-M模型设计一套棉田智能灌溉系统,由数据采集节点、无线通信节点、云平台决策终端、灌溉应用节点四部分组成。数据采集节点的气象设备采集到数据后无线传输至云平台决策终端,终端基于P-M模型计算单次灌溉量,在指定的灌溉时间自动发出灌溉指令,灌溉应用节点接收指令开启阀门精确灌溉,土壤墒情变化由数据采集节点的墒情设备实时监测后无线传输到云平台展现;以当地传统灌溉模式作为对照(CK),灌溉系统设置120%(W₁)、100%(W₂)和80%(W₃)3种灌溉模式,进行田间试验。【结果】3个试验组灌溉工作在无人为干预的条件下实现全智能化,系统有效精准执行灌溉指令;在灌溉水充足的情况下可选用W₂模式,总耗水量较传统模式增加16.85%的情况下土壤含盐量下降13.65%,籽棉产量提高20.84%,水分利用效率提高3.41%,能够大幅度提高产量的同时有效改善土壤环境;W₃总耗水量较传统灌溉减少6.52%,土壤含盐量上升0.16%,...     

节水灌溉系统在温室花卉生产上的应用研究

就园林生产节水灌溉滴灌、微喷灌、人工点灌三种方式进行了正交试验研究。采用方差分析方法,分析了试验结果,总结出三种灌溉方式各自的优势和特点;并在温室条件下对花卉植物节约水肥生产技术进行了试验示范。为重庆市节水灌溉系统在温室花卉生产上的应用提供了科学依据;同时也对露地园林植物生产节约水肥起到一定的指导作用。     

滴灌在设施灌溉系统中的应用要点

灌溉系统在设施的系统组成中是必不可少的一部分,经过多年的发展,目前在设施内常采用的灌溉系统主要有管道灌溉系统、温室滴灌系统、温室微喷灌系统、温室行走式喷灌系统、温室多孔管微灌系统、温室渗灌系统等。采用传统的管道灌溉系统,不仅劳动强度大,而且灌溉不均匀,还会大幅度增加设施内的空气湿度,而在高湿高温的条件下,病虫害易于发生,从而也就增加了植物病虫害发生的机率。滴灌是微灌技术的一种,是通过安装在毛管上的滴头、孔口或滴灌带等灌水器,将水一滴一滴、均匀而又缓慢地滴入作物根区土壤的灌水方式,是近年来现代温室中常用的灌溉方式之一。     

自动控水灌溉系统的设计与应用试验

为发展农业节水灌溉,利用根据土壤水分湿度进行灌溉的原理,通过土壤湿度传感器控制电流开关对灌水量进行调节,设计了一套自动控水灌溉系统,应用该控水灌溉系统进行田间试验。结果表明,其能够根据田间土壤湿度进行自动灌溉,实现无人值守式灌溉;与常规灌溉相比,自动控水灌溉系统对水稻全生育期每平方米灌水量减少0.191 6 m~3,可增加水稻产量0.170 4 kg/m~2。自动控水灌溉由于无水层淹没土壤,增强了土壤的透气性,同时又能保证土壤水分含量,对水稻分蘖期产生有益的促长作用,使水稻分蘖数增加,进而提高产量。自动控水灌溉是根据作物根系对土壤水分需求进行的高精准灌水,是一种较好的节水灌溉方法,对未来发展农业节水灌溉起指导作用。     

基于语音识别的智能灌溉系统设计

为实现农作物精准灌溉,本文设计了基于语音识别的智能灌溉系统。系统设定植物不同生成阶段的不同土壤湿度需求,当监测的土壤湿度不能满足植物生长需要时,系统进行手动、自动和语音等三种形式的灌溉控制。模拟数据显示:系统运行稳定,能够满足不同植物的用水需求且方便操作,具有良好的推广价值。     

基于物联网的温室智能化灌溉系统

针对目前温室灌溉水资源消耗量大、效率低以及农户缺乏有效的监控手段等问题,本研究基于物联网技术与模糊PID技术设计了1套智能化灌溉系统,并对其有效性进行了验证。搭建无线传感器网络,通过手机APP实时监测土壤温湿度、光照强度等环境信息,选取山东省昌乐县3栋甜椒温室分别进行传统模式、PID和模糊PID 3种控制模式下的灌溉试验,并对其土壤湿度值以及灌溉用水量进行记录。模糊PID控制模式与其它2种控制模式相比,其节水率约为27%和15%。试验结果表明,物联网技术与模糊PID技术相结合,有利于农户实时了解温室内的环境状况,并能够满足节水灌溉的要求。     

温室花卉的几种施肥方法

正在温室花卉生产中,给植物施肥有四种基本方法:将小颗粒肥料或缓释肥混合在基质中;将小颗粒肥料或缓释肥覆盖在花盆或土壤的表面;通过灌溉系统应用水溶性肥料;叶面喷肥。在盆栽和地栽中,基肥与水溶性肥料结合施用能够为植物生长提供充足的养分。叶面喷肥如喷施花卉壮茎灵或花朵壮蒂灵,可以用来补充土壤施肥和水溶性施肥的不足,特别是对于某种植物缺乏并且需要迅速补充的养分。叶面喷肥不如根部施肥有效,只能作为根部施肥的补充。但研究显示,叶     

基于辐热积的温室微灌基质栽培生菜生长模拟

为探明不同栽培方式对生菜生长的影响,采用滴灌、微喷灌2种灌溉方式和醋糟与草炭复配而成的4种栽培基质,根据生菜对温度和有效光合辐射的响应,以光温因子-辐热积(TEP)为驱动变量,建立不同灌溉方式和不同基质配方条件下的温室基质栽培生菜营养生长模拟模型,模型包括单株生菜叶面积模型、干物质累积模型和单株生菜产量模型。结果显示,不同灌溉方式下可用同一个模拟模型,相同灌溉方式下,不同基质栽培生菜特征值差异不显著(P0.05),可用同一组模型参数来表示。运用重复试验对所建模型进行验证,滴灌和微喷灌条件下各基质处理的生菜叶面积、干物质和产量预测值与实际值之间的决定系数(R2)均大于0.94,RMSE最大分别为71.6cm2、0.32 g、10.67 g,表明所建立的生菜营养生长模拟模型具有较高的预测精度,可为温室基质栽培生菜产量预测提供理论依据。     

全封闭灌溉系统在无土栽培中的应用

国内智能玻璃连栋温室椰糠无土栽培的水肥一体化精准灌溉系统多为开放式或半封闭式,种植生产过程中会有多余的营养液从基质中流出,造成水肥浪费,增加运营成本。文章对智能玻璃连栋温室中的椰糠无土栽培的全封闭灌溉系统的组成、灌溉策略和排液管理进行介绍,以达到全封闭水肥一体化精准灌溉系统的在智能玻璃连栋温室无土栽培中的节能高效应用。     

西瓜基质栽培智能灌溉系统的研究

设计了一种基于ZigBee无线传感器网络的西瓜基质栽培智能灌溉系统。该系统由环境信息采集装置、信息处理系统和灌溉执行结构3部分组成。环境信息采集装置主要采集影响西瓜水分需求的基质相对湿度和空气相对湿度;信息处理系统对数据进行分析与处理,判断是否驱动灌溉执行机构对西瓜进行灌溉。综合考虑西瓜在不同生长阶段基质相对湿度、空气相对湿度对西瓜需水量的影响,建立了模糊控制规则库,利用MATLAB进行仿真,证明灌溉策略的有效性。结果表明,智能灌溉系统能根据智能灌溉策略适时、适量地进行灌溉,控制基质相对湿度与西瓜生长阶段相适应,伸蔓期将基质相对湿度控制在62.82%~67.25%,开花坐果期将基质相对湿度控制在68.05%~72.18%,膨瓜期将基质相对湿度控制在72.23%~77.15%,成熟期将基质相对湿度控制在58.36%~62.13%,所测得的基质相对湿度与最佳基质相对湿度之间的误差在2%左右,满足西瓜基质栽培的灌溉需求。     

日光温室内负水头灌溉条件下茄子生长及生理特性的研究

【目的】研究日光温室内负水头灌溉对茄子生长及生理特性的影响,为温室水分管理提供理论和实践依据。【方法】设定灌溉系统的负压值为70hPa,每周常规灌溉的灌水量为负压自动灌溉系统下植株耗水量的1.5倍,在日光温室内进行负水头灌溉与常规灌溉下的茄子栽培试验,分析2种灌溉条件下植株的生长动态、一周内2种灌溉下土壤含水量的变化以及生育期内茄子生理特性的差异。【结果】70hPa负压灌溉下温室土壤含水量基本控制在14.48%左右。负水头灌溉下茄子的株高、茎粗、叶片数和展开度的增长速度均高于常规灌溉,其中株高和叶片数与常规灌溉相比差异显著。2种灌溉方式下茄子叶片的光合、蒸腾作用及气孔导度的日变化趋势相同,均呈双峰曲线;负水头灌溉下茄子的光合速率、蒸腾速率及气孔导度均显著高于常规灌溉。负水头灌溉下茄子产量为常规灌溉的1.44倍,负水头灌溉和常规灌溉下的作物水分生产率分别为17.86,8.27kg/m3,两者差异极显著,负水头灌溉的水分生产率为常规灌溉的2.16倍。【结论】负水头灌溉在持续供水的同时又能精确控制土壤含水量,有效减少土壤渗漏和地表蒸发,具有良好的节水效果且更有利于作物的生长,茄子的产量和水分生产率都得到了显著提高。     

温室轻简式灌溉施肥机的设计

【目的】设计一款基于比例施肥泵和嵌入式控制器的轻简式灌溉施肥机,为实现温室大棚无土栽培的肥水一体化灌溉与施肥提供支持。【方法】灌溉施肥机的结构采用轻型的铝型材配以万向轮进行设计,硬件主要包括比例施肥泵、嵌入式STM32控制器、HMI触控屏、多路传感器、电磁阀及营养液混合泵等,实现6种肥水信息的在线监测、多路执行设备的实时控制与人机交互;同时为实现肥水精准混合建立营养液稀释模型。【结果】成功设计了温室轻简式灌溉施肥机,在温室进行的肥水混合灌溉试验表明,灌溉施肥机作业前营养液母液自混合3min以上,能够消除营养液母液沉淀产生的肥水不均匀问题,灌溉施肥机电导率(Ec)控制精度误差≤0.02 mS/cm,标准偏差为0~2.83%,能够满足温室无土栽培作物的灌溉施肥要求。【结论】所设计的灌溉施肥机具有较高的肥水混合精度,能有效提高肥水利用率,建立的营养液稀释模型为确定作物不同生长期适宜的肥水混合比例提供了一种快速、简便的方法。     

国外节水灌溉技术

正2017年我国不断完善农田水利设施体系,新增高效节水灌溉面积2165万亩,为粮食连年丰收奠定了坚实基础。而在农业节水灌溉方面,国外又有哪些技术值得我们借鉴呢?1.以色列。以色列的农田与温室大棚普遍采用了喷灌和滴灌的方式,实行了灌溉的自动化管理。灌溉系统普遍采用计算机控制,具有自动化程度高、配套齐全和可靠性高等优点。其灌溉控制器能够控制十几路的电磁阀,根据土壤湿度、作物长势等因素自动进行灌溉,     

基于毛细输水原理的干旱区节水灌溉系统试验研究

本文对基于毛细输水原理的一种高效节水灌溉方法进行了试验研究,提出一种在干旱区新型的节水灌溉技术。通过选取多种毛细输水材料,进行输水高度、输水长度以及输水量试验。对试验数据进行分析,结果表明利用毛细输水原理进行灌溉对常见旱作植物是可行的。醋酸纤维在输水高度、输水长度、输水量方面均表现良好,将其作为输水管填充材料。并研制了集雨系统与毛细输水灌溉装置联合使用的高效节水灌溉系统,该系统具有高效节水、节能、自动调节、节约人工的特点。最后,介绍了在坡地与平地应用毛细输水装置的两种灌溉形式。     

温室灌溉系统

<正>温室中使用的灌溉系统有多种,每种灌溉系统有自身的性能和特点,应该了解各种形式的温室灌溉系统的优缺点,才能根据温室生产的需要合理选用。1温室灌溉系统分类1.1管道灌溉系统管道灌溉系统是直接在田间供水管道上安装一     

自动控制器LOGO!控制的温室自动灌溉系统

介绍了 1种实用的温室大棚微灌及自动控制系统。该系统采用LOGO !为控制器 ,结合微灌系统一些实用性设计 ,给中小规模温室大棚基地提供一个实用可行的自动灌溉系统方案。     

农业灌区智能节水灌溉系统设计与应用

为了推广应用农业灌区智能节水灌溉系统,提高灌区灌溉的效率和水资源利用率。在分析农业灌区智能节水灌溉系统设计原理的基础上,基于物联网、传感器技术和人工智能等先进技术,设计了包括灌溉计划优化,实时监测与控制,数据分析与决策等模块的农业灌区智能节水灌溉系统,采用了自动喷灌装置、土壤湿度传感器和气象站等智能化灌溉设备,实现对灌溉过程的精准监测和控制。结果表明,通过农业灌区智能节水灌溉系统的实际应用,灌区的水资源利用效率得到大幅提升,灌溉过程中的水量浪费得到有效减少。灌溉计划优化和实时监测与控制模块的运行,使得系统能够根据土壤湿度、气象变化和作物需求等因素进行动态调整,从而实现精准灌溉。农业灌区智能节水灌溉系统的设计与应用能够有效解决传统灌溉方法存在的问题,在节约用水、提高灌溉效率和保护生态环境等方面具有重要作用,为农业生产提供了新的解决方案,可以在更多的农业灌区中推广应用。     

节水灌溉技术知识讲座之十二 自动控制灌溉系统

<正>随着经济的发展,对灌溉工程的要求越来越高。同时,为进一步解决水资源、能源的短缺和人工成本增加等问题,越来越多的灌溉工程采用自动控制灌溉系统。所谓自动控制灌溉系统就是不需要人的控制,系统能自动感测到什么时候需要灌溉,灌溉多长时间;系统可以自动开启灌溉,也可以自动关闭灌溉;系统可以根据植物和土壤种类、光照数量来优化用水量,还可以在雨后监控土壤的