基于LabVIEW的水肥一体机控制系统设计

以水肥一体灌溉控制系统为研究对象,针对目前水肥灌溉系统出现的自动化程度低的现象,基于LabVIEW虚拟仪器技术设计出一种水肥耦合一体灌溉控制系统。系统对作物生长过程中的土壤湿度、肥液浓度及无机物含量等相关作物生长因素进行监测,并采用模糊系统控制的方法,对作物生长过程中所需水量和肥量进行自动控制;采用水肥耦合一体灌溉控制系统通过对作物生长过程中所需的土壤湿度和肥量需求量进行控制,实现作物水肥耦合灌溉。研究结果对现代农业自动灌溉和施肥或水肥耦合灌溉具有一定的参考意义。     

水肥一体化循环灌溉系统的设计与试验

结合我国水肥一体化灌溉发展的需求,设计了一套水肥一体化循环灌溉系统。系统采用椰糠基质栽培,主要由配肥系统、灌溉系统、营养液循环系统3大部分组成。系统通过控制肥水的EC、p H值和进入灌溉管道的肥水量来实现自动施肥灌溉,并具有营养液循环回收的功能。它能够执行较精确的施肥过程,预防肥液浪费,提高水肥利用效率。经实际运用证明,该系统运行稳定、操作方便,EC值控制精度为±0.2 m S/cm、p H值控制精度为±0.2。水肥一体化循环灌溉系统用水量是传统土壤栽培的66.7%,黄瓜产量是传统土壤栽培的1.16倍,用工量是传统土壤栽培的63.2%。运用该系统能够达到节约用水、提高产量、节省用工的目的。     

基于Web数据挖掘的水肥一体机功能参数实现

以水肥一体机控制系统中各功能参数为研究对象,对水肥一体机的结构组成及工作原理进行分析,并采用Web数据挖掘技术,对水肥一体机及作物生长大数据进行深度分析,形成水肥一体机工作过程知识数据库.将常规水肥一体机的传感系统数据与Web数据库中的知识参数进行比对,形成水肥一体机控制指令,操纵水肥一体机进行混肥、施肥及灌溉.根据水...     

基于互联网+的智慧灌溉系统设计研究

以农田智慧灌溉系统为研究对象,针对目前现有灌溉系统中出现的不足,设计了一种基于"互联网+"的智慧灌溉系统。智慧灌溉系统通过对农田土壤湿度信息进行采集,借助无线网络传感技术,将采集到的数据信息通过数据传输模块发送至远程监控中心,远程监控中心服务器按照设定的通信方式建立各模块之间的通信协议,并与移动终端建立联系。节点性能试验和系统性能试验表明:智慧灌溉系统可有效建立通信网络,并对区域内进行灌溉智慧控制,使现阶段的农田灌溉方式得到改善。     

基于两线解码技术的水肥一体化云灌溉系统研究

针对传统设施农业水肥利用效率低、信息采集量少、数据挖掘利用弱等问题,设计了基于两线解码技术和云计算的设施农业水肥一体化智能云灌溉系统,包括智能云灌溉控制系统、全自动水肥一体机和高效节水灌溉系统3部分。该系统通过两线解码技术,利用各种传感器实时采集各单个设施农业作物生长环境的参数信息,并将各类采集数据及时传输和存储于数据管理云平台,根据设施农业种植区采取的环境信息和作物的需水需肥规律,利用云集群的计算和分析能力,科学确定设施农业中不同环境条件下作物生长的水肥需求和灌溉施肥制度,实现水肥一体化的智能控制。通过2个设施农业种植基地的应用实例表明,相比传统灌溉方式,水分和肥料的利用率分别提高了25%~40%和15%~35%,并且大幅度减少了劳动时间和劳动力。     

基于网络分层策略的智慧农业灌溉系统布局

为进一步优化农业灌溉系统结构,提高其智能化作业水平,将模块化的网络分层策略融入农田灌溉体系进行智慧化布局。以灌溉系统网络信道带宽、拥塞控制参数为主要切入点,对系统网络进行合理分层后建立控制模型,根据灌溉信息采集、网络数据传输特性要求,进行系统的硬件紧凑配置与软件功能设计,并展开智慧农业灌溉系统作业试验。结果表明:该网络分层策略应用到灌溉系统,数据丢包率波动范围为0.33%～0.85%,满足灌溉系统的网络数据处理要求;经布局后的农业灌溉系统响应时间有效缩短且稳定性大大提高,整体的灌溉效率提高了9.18%,研究思路具有较好的参考价值。     

水肥一体化自动精准灌溉施肥设施技术的研究和实现

水肥一体化精准灌溉施肥技术是将施肥与灌溉结合在一起的一项精准农业新技术,它借助灌溉系统,将由固体肥料或液体肥料配兑而成的肥液一起均匀、准确输入到作物根部土壤,有效控制灌溉水量和施肥量,提高水肥利用效率。本文论述了水肥一体化精准灌溉施肥基本构成以及应用成效,自动精准滴灌施肥机的工作原理、技术性能。对施肥装置、混合装置、过滤装置、EC/PH检测监控反馈装置、精准灌溉施肥模糊控制技术进行探索研究,提出了实现水肥一体化自动精准灌溉施肥主要技术途径。     

小型太阳能灌溉系统设计

针对节水灌溉工程中能源消耗高、水资源浪费、劳动力短缺等一系列问题,本文开发出通用性较强的小型太阳能灌溉系统。采用太阳能电池板作为灌溉控制系统的主要能源供给,结合水肥耦合技术,开发一套基于ZigBee无线传感器网络的灌溉控制系统。该系统利用传感器监测空气温湿度、光照强度、土壤湿度的变化,通过无线网络将数据信号反馈给控制终端,做出灌溉响应,满足用户对灌溉系统快速、环保、节能、经济的要求。     

马铃薯水肥一体化技术规程

针对目前我国马铃薯水肥一体化灌溉系统操作不规范问题,制定了马铃薯水肥一体化技术规程。马铃薯水肥一体化灌溉是目前世界上公认最好的灌溉方式,马铃薯水肥一体化灌溉不仅可以大大减少农业灌水的使用,还能显著减少化肥农药的使用,对保护环境、净化地下水起到了非常重要的作用。结合马铃薯种植农艺要求及水肥一体化操作要求,制定了智能马铃薯水肥一体化系统的使用操作技术规程,在设施要求、硬件系统操作及马铃薯农艺种植方面进行了规范,为广大马铃薯种植用户提供了合理的技术参考,为马铃薯高效滴灌施肥施药推广提供理论依据。      

水肥一体化技术的应用——以四川桑园为例

水肥一体化技术具有省时省工、节水节肥、增加产量、改善环境条件等方面的优势,在农业生产上得到广泛应用。四川省是蚕桑种养大省,应用推广水肥一体化技术能有效缓解桑园水资源地理时空分布不均的问题,有效提高桑叶产量和质量,促进产业可持续发展。基于此,通过对四川水肥一体化技术研究应用情况梳理,得出水肥一体化技术在四川的应用主要集中在果蔬类经济作物,在桑园应用较少的现状。指出桑园水肥一体化技术应用存在设备使用维护成本高、技术应用推广难以及缺乏配套智能装备等制约因素。进一步提出开展适宜于丘陵山区的桑园水肥一体化新技术研究、完善典型桑区水肥一体化技术应用模式、推进智能水肥一体化灌溉系统研发等措施,以期加快推进四川桑园水肥一体化技术的应用推广。     

阻尼累加离散灰色预测的Smith预估智能灌溉系统

灌溉系统具有非线性、多干扰和时滞性等特点,为实现灌溉控制的智能决策与精准灌溉,提出基于阻尼累加离散灰色预测的Smith预估变论域模糊PID灌溉控制模型(DADGM-SVUFP)。针对模糊PID控制器控制精度不高、适应性不强等不足,设计指数函数型伸缩因子自适应调整模糊变量论域,采用Smith预估补偿器消除系统时滞性影响,改善系统适应性和鲁棒性。结合离散灰色预测(DGM)和阻尼累加灰色预测(DAGM)模型的预测性能优势,提出阻尼累加离散灰色预测(DADGM)利用阻尼趋势参数减缓预测过程数据变化趋势,有效提高了灌溉系统稳定性和控制精度。构建FPID、NVUFP、DGM-NVUFP和DADGM-SVUFP四个控制模型实施水肥灌溉控制仿真试验,结果表明DADGM-SVUFP与其他模型相比稳态误差最优,调节时间比NVUFP、DGM-NVUFP分别少3.75 s、1.29 s,超调量比NVUFP、DGM-NVUFP分别降低9.2%、5.4%。灌溉测试进一步验证基于DADGM-SVUFP的智能灌溉系统适应性好、响应迅速、控制精度高,控制效果和系统稳定性均优于其他模型,能够满足水肥气灌溉系统的智能决策和...     

水肥一体化技术

正一、什么是水肥一体化技术(一)水肥一体化技术的概念水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术,又称为"水肥耦合""随水施肥""灌溉施肥"等。水肥一体化是借助压力灌溉系统,将可溶性固体肥料或液体肥料配兑而成的肥液与灌溉水一起,均匀、准确地输送到作物根部土壤。采用灌溉施肥技术,可按照作物生长需求,进行全生育期需求设计,把水分和养分定量、定时,按比例直接提供给作物。水肥一体化的两大转变:一是把浇地转变成了     

基于先进通信技术的农田灌溉系统研究

针对传统灌溉方式浪费水资源的问题,基于电力线设计了自动灌溉系统,由一个主模块和N个从模块构成,以单片机为控制中心。系统通过电力线进行通信和远程控制,采用灰色预测模糊PID控制算法控制灌溉系统的需水量。为验证该系统的性能,对系统进行了灌溉试验。试验结果表明:系统可以完成灌溉系统数据的稳定传输,能够稳定控制灌溉过程的水流量,且灌溉系统运行稳定,工作性能良好。     

水肥一体化系统首部研究现状与展望

为分析当前水肥一体化系统首部存在的问题及探索其发展方向,首先,以施肥机和灌溉系统匹配方式为依据,对系统首部进行分类,阐明支管路注肥旁通式系统首部和主管路肥料预混式系统首部的结构和原理;其次,总结常见的施肥机控制系统实现方式,分析单机控制系统和网络型控制系统的控制方式和控制逻辑,以及各种控制方式的优缺点;第三,对目前新兴的水肥一体化+新技术(装备)进行总结,阐述水肥一体化与传统技术装备融合的过程中出现的新技术、新装备;第四,指出系统首部存在的主要问题,主要论证首部控制系统的控制逻辑难以农艺管理相适应、难以按相应阈值自动启停等短板问题,以及土壤与作物生理信息原位在线检测技术、按不同作物的需水需肥规律进行水肥决策等难点问题;最后,探讨系统首部的发展方向,终端型设备向小型化便携式发展,控制中心型系统首部与边缘计算的智能网关相结合,智能控制系统应与具体种植模式和庄稼结合精细化设计,从而实现无人化管理。     

模糊控制模型在水肥一体化中的应用研究

水肥一体化是将灌溉与施肥融为一体的一种节水农业技术,借助管道灌溉系统,将由固体肥料或液体肥料配兑而成的肥液适时、适量地输入到农作物根部土壤,保证农作物对水分和养分的需求。水肥一体化技术的实现对提高水、肥利用效率、减少环境污染具有重要的意义。针对水肥灌溉一体化技术控制实施过程中具有的非线性和不确定性,结合PLC控制系统稳定、可靠的特点,将模糊控制技术应用到水肥一体化控制设备,提高水肥一体化灌溉施肥机的水肥利用效率,实现水肥一体化自动精准灌溉施肥。仿真结果表明精准灌溉施肥模糊控制技术的应用达到了水肥一体化设备对高效施肥的要求,实现水肥的同步管理和高效利用。     

水肥精量配比灌溉系统设计

精确地控制农业灌溉中的水肥配比,能够很好地促进农作物的生长,大大提高化肥利用率。为此,开发了一套水肥精量配比灌溉系统,采用水路和肥路混合的方法,利用直流调速器控制泵来调节管道中水肥流量,从而实现水肥配比。该系统采用遗传算法优化的模糊PID模型作为控制策略来实现精量配比控制,进一步完善了传统PID的控制性能。实验结果表明:该系统成功实现了水肥精量配比,有效地提高了灌溉精度,具有一定的推广性和应用价值。     

膜计算粒子群算法改进极限学习机的水肥预测模型研究

针对灌溉系统水肥预测计算复杂、预测精度不高、实时性不强等问题,提出膜计算粒子群算法改进极限学习机(MCPSO-ELM)的水肥预测模型.为提高极限学习机的泛化能力和预测精度,引入粒子群算法与膜计算进行优化,利用粒子群算法的高效率搜索能力与膜计算的平行计算优势,大幅度提高收敛速度和搜索精度,不断迭代优化ELM网络的连接权值...     

基于计算机控制的水肥一体机通信系统模块设计

针对水肥一体机智能化程度不高、数据传输不够稳定的问题,设计了基于计算机控制的水肥一体机,并对通信系统模块进行了改进。水肥一体机的主要组成部分为核心控制器、数据采集模块、灌溉施肥模块、通信系统模块和报警模块。其中,通信系统模块采用构件无线传感网络(WSN),融合ZigBee和GPRS无线网的方式传递数据信息,通过对通信系统架构和通信节点进行设计,以保证数据快速、准确的传输。试验结果表明:通信系统可以满足数据准确、快速传输的要求,灌溉作业状态稳定,能够根据土壤状态及时进行灌溉作业。     

水肥一体化技术的研究进展与发展趋势

传统农业"大水大肥"的生产方式,浪费水肥资源、污染环境,制约了我国农业的持续健康发展,而水肥一体化技术是提高水肥利用率、肥药减施的重要手段,是目前国际公认最好的灌溉施肥技术。为此,阐述了水肥一体化技术在水肥利用率及作物生长、品质等方面的研究,分类介绍了重力自压施肥法、压差式施肥法和文丘里施肥法等施肥方式的工作原理和研究进展,并对各种施肥方式进行了对比分析。最后,结合水肥一体化技术的研究进展,对水肥一体化技术的发展趋势进行了展望。     

灌溉阀在应用中存在的问题及优化设计

自动化精准灌溉系统在现代化农业生产中得到了越来越广泛的应用。灌溉阀作为灌溉系统的主要控制设备,对整个系统的准确、可靠运行起到了关键作用。通过对目前灌区灌溉系统中灌溉阀存在问题的分析与研究,提出了优化设计方案,并进行了实验验证。结果表明,改进后的灌溉阀具有工作稳定、智能反馈、低压开启等特点,显著提高了灌溉系统的运行可靠性及灌区自动化灌溉技术水平。