旱田节水灌溉智能监控系统的研究

针对旱田灌溉规模的不断扩大,水资源供需矛盾的日益加深,为减少水资源的浪费、提高水的利用率,设计基于单片机的旱田节水灌溉智能监控系统。本系统采用计算机技术、嵌入式微处理器技术、无线传感器技术和智能控制技术相结合,通过在田间部署无线传感器节点,对土壤墒情进行实时监测,同时也为实现田间作物生长所需要的水分提供灌溉依据,对作物进行有效的灌溉控制。系统可以很好地实现对田间土壤墒情的监测和对作物生长时期所需要的水分进行自动灌溉控制,提高灌溉用水的利用率和灌溉效率。     

水胁迫声发射自动监测系统在苗木培育中的应用

在水胁迫声发射监测系统建立的基础上,以杨树苗木为对象,研究了杨树苗木茎部声发射信号作为植株需水信息,利用该信息控制电磁阀的开闭来控制灌溉阀门的起停.研究结果表明:应用该系统能够既不影响植株生长,又能达到节水的效果.     

用声发射技术实现作物生理需水信息监测

采用植株茎部声发射(AE)信号表征作物需水信息,运用虚拟仪器技术,设计了对作物植株茎部声发射信息进行实时、快速测量的微机检测系统,并以温室盆栽番茄为时象试验研究了声发射信号同植物蒸腾以及环境因子间的关系.试验结果表明:作物在水胁迫下产生的AE事件发生率与作物蒸腾速率一致性较好,在一定范围内,声发射频次越高,作物亏水越严重,当每秒声发射事件计数率超过2次时,可以考虑实施灌溉;作物AE事件发生率与光照度、温度有显著的相关性,AE信号可用于指导作物生长环境的调节控制.     

基于高效节水模式下的永济市水量供需平衡分析

重点实施高效节水,能有效地改善农业灌溉条件,从根本上解决灌溉水利用率低的现状,提高农业用水效率,达到农业增产、农民增收的目的.本文以永济市为例,在采用引黄灌区水灌溉与高效节水灌溉方式下拟定灌溉水利用系数,利用灌溉定额进行水量计算,并且进行水量平衡分析,结果满足灌区的用水需要.本文研究可为拟定合理的节水灌溉措施与水资源的高效利用提供科学的理论依据.     

西部开发农业机械化大有作为

在机械化旱作农业中发挥作用.我国农业用水历来是`大水漫灌', 农用水有效利用率为35%,发达国家农用水利用率则高达70%.西部缺水和对水的浪费,制约了农业的发展,也成为西部开发的`瓶颈'之一.我区也不例外.搞好水土保持,有效地利用水土资源,是实施西部大开发战略的根本保障.农业生产以`漫灌'转向采用新技术滴灌方法势在必行.因此,要把农业节水灌溉作为一项革命性的措施来抓.生产滴灌、竖井灌排等节水机械,大力推广机修梯田、节水灌溉等实用技术,成为农机生产和农业机械化发展新领域.近年来,我区各级农机部门在这方面已经作了许多有益的尝试,依…     

自动节水灌溉技术研究及其应用

灌溉作业是农业生产的重要工作,对农作物的健康生长和稳产高产意义重大,随着精确农业理念在我国普及,农业生产的灌溉作业也向着节约型、精确型、自动化发展转变,节水灌溉技术的应用显著提高了水资源利用率,为农业生产抵抗干旱、作物合理供水提供有力保证。重点分析了节水灌溉技术国内外应用情况与科研成果,分析了自动节水灌溉技术的组成与应用模式。     

自动灌溉施肥机工作状态监测系统

针对自动灌溉施肥机对工作状态稳定性要求高的需求,对自动灌溉施肥机供水、吸肥、营养液配制和灌溉/施肥等各个环节工作状态设计了相应的监测装置和监测方法.智能控制器根据各个环节工作状态的监测结果对自动灌溉施肥机进行决策控制.最后进行了样机试制和性能试验.结果表明:自动灌溉施肥系统工作状态稳定,能够满足温室精确灌溉和营养液精确配比、施肥的要求,解决了自动灌溉施肥机工作状态的监测问题.     

节水灌溉低功耗控制器的开发与研制

我国农业灌溉水资源利用率低、浪费大。合理地在农业灌溉中推广自动化灌溉，可以减少水资源的浪费、提高水资源利用率，增加农作物的产量，降低农产品的成本。应用干电池作为电源、红外发射与接收装置进行功能设定的节水灌溉控制器较好地实现了上述目标，对今后进一步开发同类产品具有一定的借鉴参考意义。     

基于“互联网+”模式的水肥一体机智能终端设计

以水肥一体机灌溉过程为研究对象,对农业生产自动灌溉和施肥控制方式进行分析,采用“互联网+”模式建立水肥一体机智能控制终端系统。系统通过传感器进行土壤湿度和肥力采集,形成土壤墒情监测控制模块,并采用数据分析的方式进行传感数据分析处理,生成系统灌溉施肥控制指令。系统测试结果表明：水肥一体智能终端能够有效地进行数据采集与传输,在灌溉控制过程中水肥一体机自动生成的灌溉控制指令与计算结果相符,系统具有较高的可靠性。     

基于PLC的自动灌溉施肥监控系统设计

随着自动化技术在农业生产应用中的不断深入,自动灌溉施肥技术在农业灌溉中的应用越来越广泛,但在实际使用过程中,由于无法准确获取农田含水量和肥料含量,容易造成水资源的浪费及农田肥料匮乏或过饱和,影响农业生产。为此,设计了基于PLC的自动灌溉施肥监控系统,对自动灌溉施肥系统的工作原理进行简要分析,完成了自动灌溉施肥监控系统总体结构的设计,并通过硬件设计,确定了合理可靠的功能模块,最后完成了自动灌溉施肥监控系统的软件流程设计。实际应用表明:监控系统能够实时检测农田的含水量和含肥量,并根据需求供给水分和肥料,确保农田作物能够时刻保持充足的水分和足够的营养,且可在农田缺水状态或农作物缺肥状态下进行报警。该监控系统功能齐全、控制精度高,在较大程度上节约了水资源和农业生产成本,提高了自动灌溉施肥效率,具有一定的推广价值。     

设施农业精准灌溉监控系统的研究与开发

该系统是针对近年我国设施农业快速发展，但缺乏先进实用的设施农业节水技术与设备而研制开发的．通过土壤水分传感器、植物营养检测系统、精准灌水机、PLC智能控制器、计算机监控等手段，充分合理利用有效水资源，从而使设施农业灌水效率和水的利用率达到最佳。系统应用高精度传感技术、通信技术、数据库存储和处理等技术，将计量系统、灌水设备、植物生长、土壤水分与作物生长规律及需水规律有机结合在一起，使调控手段更加合理，可在线提供实时作物灌溉数据，从而提高产量节省水源，实现精准灌溉，在国内设施农业领域具有创新性。系统具有经济节能、操作容易、自动化程度高的优点，可在异地随时掌握作物灌水情况，大大方便了用户。可广泛应用于温室大棚、精细农业、草地牧场、城市绿化等领域，对节水农业的实施具有重要的现实意义。     

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。     

基于单片机的农田滴灌自动化控制系统设计

近年来，我国80%左右的用水量消耗在农业方面，而我国农田灌溉水有效利用率较低。研究了基于单片机的农田滴灌自动化控制系统，有利于对灌溉过程进行科学管理，从而提高农田灌溉水利用率。      

基于CAN总线和Linux的微灌监控系统

为了节约农田灌溉用水,提高水资源利用效率,实现自动微灌控制,根据精细农业的实际需求,本文提出了基于CAN总线和Linux的微灌监控系统,该系统由数据信息采集模块、嵌入式中央处理模块、灌溉控制模块、CAN总线网络四部分组成,可按设定的时间间隔自动采集空气温湿度、光照辐射强度等信息,并结合作物生长信息,经理论计算,决策所需灌溉水量,利用电磁阀来自动调节控制水量补给,实现作物微灌的自动化,优化植物的生长环境,提高水利用率。系统运行稳定,效果良好,能够实现准确的信息采集和可靠的分布式控制。     

水田灌排一体化系统的开发与应用

分析国内外农业灌溉和排水领域发展的研究现状和目前常见的灌排装置的特点,针对中国灌溉排水研究领域对节水灌溉、控制排水设施的迫切需求,提出了水田灌排一体化系统的设计方案.该系统能根据农作物不同时期对水位的需求,充分利用灌溉和降雨的水量,较为精确地控制水田的灌溉和排水水位,解决了原有灌排设备无法同时实现灌溉和排水自动控制的难题.实际应用结果表明,水田灌排一体化系统试验区和对照区相比,降雨量增加利用150 mm,降雨利用率提高21%,减少灌水量21%;水稻亩产量增加4.3%;提高肥料的利用效率,减少农业面源污染.该系统结构简单、操作方便,具有可观的经济、生态效益和广阔的应用前景.     

干旱区农业水资源供需水预测分析及对策研究

针对西北干旱区农业水资源短缺的问题,以新疆洛浦县为例,从作物种植结构调整和灌溉面积变化、灌溉水利用系数提高及灌溉方式改变等方面进行节水分析,并对预测水平年农业供需水平衡进行了预测计算,预测结果表明：现有的灌排工程不能满足农业可持续发展要求;提高灌溉水利用系数势在必行;采用滴灌技术极大地减少了农业用水量,是解决农业供需水矛盾的有效措施。最后,根据预测结果,提出了解决农业水资源短缺、可持续发展的对策,为其他区域水资源的合理开发利用提供有益的参考。     

农业节水灌溉的博弈分析

水资源紧缺是制约社会经济发展的关键性因素。农业是我国的用水大户,推广农业节水灌溉技术是实现水资源高效利用的重要途径。从博弈论的角度,分析了水价与节水灌溉之间的关系,说明水价的提高激励了节水灌溉技术的采用。另一方面,为减轻农民负担,提出农业水价加收的费用,通过财政以农业补贴或其他形式回补农民的建议。     

潮汐式灌溉系统的研发与推广

针对国内设施农业生产水肥浪费严重,相关技术装备整体水平落后的现状,本文阐述了了潮汐式灌溉系统的研发与推广。该系统利用液面的落差原理,通过计算机控制系统实现作物底部给水及水肥的精确管理和控制,适用于盆栽植物的营养液栽培和容器育苗的工厂化生产,具有节水、节肥、生产效率高、作物长势好等特点。应用表明,采用潮汐灌溉方式的作物,其生长量明显优于人工浇灌方式,还可减少用水量33%,提高水分利用效率40%,还可减少氮肥使用量。可推动我国设施农业的增产、增收,提高花卉、种苗的品质,具有广阔的应用前景。      

基于云平台的智能灌溉控制系统研究

水肥作为影响作物生长的两大主要因素,其管理合理与否直接影响到作物的产量与品质。针对目前我国农业水肥管理中普遍存在的管理模式粗放、自动化程度低、水肥浪费严重等问题,借助无线通信技术、自动控制技术及传感器技术等现代技术,开发了一套集田间信息采集、远程自动控制、设备运行状态监测及灌溉过程调控等功能于一体的智能化灌溉控制系统,有效提高了田间管理的自动化程度和精细化水平,同时还可以对系统和各轮灌区的用水用电量进行精准计量,为灌溉水价计取和农业水价综合改革提供数据支撑,符合现代农业的发展需求。      

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。