实时灌溉预报与灌溉用水决策支持系统研究与应用

实时灌溉预报与灌溉用水决策支持系统的应用是指导适时适量灌溉,促进灌区节水,推动灌溉管理走向现代化、自动化、智能化的重要手段和主要途径之一。详细介绍了新一代实时灌溉预报及灌溉用水决策支持系统的基本功能、系统结构及主要数学模型。与现有的灌溉管理软件相比,本系统具有以下特点:增加了中长期产量、灌溉需水量的预报功能,通过水分生产函数优选灌水方案;不再以每旬的第一天作为固定的预报起始时间,而是以任意一天为基础对未来10d实时灌溉预报;支持用户需求模式,统计用水户的灌溉需求,自动制定配水方案;支持配水人工干预功能,人机交互更灵活、密切。实际应用表明,本系统可实现适时、适量灌溉,为灌区灌溉用水管理提供了科学依据。     

农田灌溉决策支持系统的设计与实现

农田灌溉决策支持系统是基于农田灌溉用水管理的复杂性和实时性，结合江苏省山市安镇农田灌溉管理的具体情况研制的。系统根据采集的土壤墒情、作物旱情、水源水情等信息，进行计算、分析、决策，作出灌溉预报，确定精确的灌溉时间和最佳灌溉水量，利用决策结果对灌溉设备进行自动控制与监测，从而达到高效、节水的目的。     

陡山灌区实时灌溉预报研究

介绍了参考作物腾发量和实际作物腾发量的实时预报及修正方法 ,结合陡山灌区实际资料 ,分别针对主要旱作物和水稻建立了实时灌溉预报模型 ,并对模型各参数进行了率定 ,特别针对参考作物腾发量预报模型中 A0 的确定进行了分析 ,给出了更合理的 A0 取值方法。基于可视化语言开发灌溉配水实时决策支持系统 ,该系统界面友好 ,操作简单 ,实用性强 ,利于推广。     

滴灌棉花灌溉决策支持系统研究

为满足新疆膜下滴灌棉花生产管理需要,研究开发了滴灌棉花灌溉决策支持系统。主要包含了数据库管理、实时墒情诊断、灌溉实时决策、生产管理决策等功能。使用水量平衡方法及消退系数法进行土壤墒情预报,使用泰森多边形等方法计算平均含水率,使用模糊综合评判进行灌溉实时决策。在实际使用中,能较准确的预测土壤墒情并实时指导田间灌溉,取得了预期的效果。     

基于非充分灌溉原理的灌区水资源优化配置模型及决策软件研究

根据非充分灌溉理论,按大系统分解协调原理,建立了以总效益最大为目标的灌区灌溉水资源递阶控制优化模型,对灌区多水源进行优化配水研究。在理论研究基础上,还对灌区水资源的优化利用引入决策支持系统知识,研制"大型灌区水资源决策支持系统"软件。经实际运行,该程序具有友好的图形界面,较强的计算功能和数据库的管理功能,可为水资源优化配置和水资源管理研究作参考。     

农田信息管理决策支持系统的设计与实现——基于Silverlight

随着我国农业的发展,农田分布范围不断扩大,产生的农田信息繁多而复杂。基于WebGIS的农业决策支持系统已在一些地区的现代化农业生产中得到了示范应用,但由于其客户端采用Ajax或Flex技术实现,存在多媒体功能不足及平台可移植性较差等问题。为此,借助WebGIS开放性平台,采用微软Silverlight技术,设计开发了基于Silverlight的农田信息管理决策支持系统,实现了地图基本操作、地块信息管理决策及环境信息管理决策等功能。该系统可以辅助用户管理农田信息,并为施肥及生产计划提供决策支持。在黑龙江红星农场的试用结果表明:系统自投入使用后运行正常,并能提供信息管理及适宜辅助决策支持。     

大型灌区智慧灌溉系统开发与应用

为解决大型灌区信息共享能力差、用水决策智能化水平不高等问题,基于灌区实时信息采集布点优化技术、实时信息监测技术、实时灌溉预报模型、渠系动态配水模型、互联网技术、闸门监测控制技术,构建基于B/S架构的大型灌区通用化智慧灌溉系统。系统包括实时信息监测子系统、信息通讯子系统、历史及实时数据管理子系统、实时灌溉预报及渠系动态配水子系统、闸门监测控制子系统、文件管理子系统共6大功能模块。系统在2017年应用于赣抚平原灌区,实现了灌区用水信息全面实时监测、配水优化管理及闸门监测控制,较传统管理模式节水15.3%,提高了灌区用水管理水平。     

南疆冬小麦精确灌溉决策系统的研究

为了实现南疆冬小麦的精确灌溉,开发了南疆冬小麦精确灌溉决策系统。系统主要由天气、信息、决策、土壤信息、统计等模块构成。其中结合南疆冬小麦快速生长的水分条件及专家实地考察的实际结果,同时以彭曼-蒙特斯公式为核心、水分平衡方程为基础,运用天气数据和土壤详细信息构建了南疆冬小麦灌溉管理的数学模型决策模块。系统实现了精确灌溉的实时动态决策,为冬小麦的节水和精确灌溉提供重要的参考,具有实际意义,为冬小麦生产智能化提供决策支持。     

水库灌区动态用水计划拟定方法研究

结合漳河灌区灌溉用水微机管理的初步尝试，提出了进行实时灌溉预报和编制渠系动态用水计划的原理、方法和主要模型。从我国灌溉水管理体制和设备条件的现状出发．对实时信息的处理和工作步骤进行了详细讨论。     

南疆冬小麦精确灌溉决策系统的研究北大核心

为了实现南疆冬小麦的精确灌溉,开发了南疆冬小麦精确灌溉决策系统。系统主要由天气、信息、决策、土壤信息、统计等模块构成。其中结合南疆冬小麦快速生长的水分条件及专家实地考察的实际结果,同时以彭曼-蒙特斯公式为核心、水分平衡方程为基础,运用天气数据和土壤详细信息构建了南疆冬小麦灌溉管理的数学模型决策模块。系统实现了精确灌溉的实时动态决策,为冬小麦的节水和精确灌溉提供重要的参考,具有实际意义,为冬小麦生产智能化提供决策支持。     

丘陵地区蓝莓园智能灌溉决策系统设计

针对丘陵地区蓝莓园灌溉过程中水资源浪费严重、劳动力严重短缺的问题,基于物联网技术,研究并设计了一套智能灌溉决策系统。系统包括信息采集模块、无线通信模块、智能决策模块和灌溉执行模块。信息采集模块通过布设的土壤水分传感器和小型气象站实时采集蓝莓园土壤墒情信息和环境信息（风速、降雨量、温度、湿度）;无线传输模块将信息采集模块采集到的数据实时发送到服务器端进行分析处理,并将智能决策模块的计算结果传送给灌溉执行模块;智能决策模块中,基于前期采集的历史数据使用彭曼公式和土壤水平衡公式建立灌溉决策模型,实现蒸腾量和灌溉量的计算以及实时监控与报警,该模型可根据实时获取的数据,确定是否需要灌溉及最优的灌溉量;灌溉执行模块根据接收到的灌溉信息及实际的灌溉速度计算灌溉时间,进行远程灌溉;以Visual Studio软件为平台,设计了系统上位机的监控界面,可实现土壤和环境参数的实时检测和存储、作物需水状况的分析管理以及实时预警和灌溉决策。试验结果表明,该智能灌溉决策系统可在无人干预的情况下,根据传感器采集的信息自行判断作物需水情况,当系统认为作物需要灌溉时自行驱动灌溉装置完成灌溉,从而实现蓝莓园的远程精确灌溉,节省了人力物力,有效提高了灌溉水的利用率。     

土壤水分监测与灌溉预报系统设计

土壤水分监测与灌溉预报是实现作物适时适量灌溉的基础。提出了一种新的土壤水分监测与灌溉预报系统,依据实时采集的数据信息,判断作物用水情况,采用智能方法,建立高准确度土壤墒情与灌溉预报的模型,实现作物用水信息实时管理。     

智慧农业灌溉系统的设计与实现

为了改进农业灌溉系统的硬件配置、网络速度及实现客户端功能的多样化,达到实时远程监测与管理的目的,设计了一套基于物联网的智慧农业灌溉系统.该系统根据收集到的土壤温湿度、pH值等农场环境参数,然后与预定值进行比较,从而做出相应的动作,通过4G通信模块将数据传输到云端,远程监测控制端设计了APP,制作农场生产环境和灌溉的可视...     

农机远程智能管理平台研发及其应用

本研究针对农机管理实时数据少、农机实时作业监管困难、服务信息不对称等问题,首先提出专业化远程管理平台设计时应具有五大原则：专业化、标准化、云平台、模块化以及开放性。基于这些原则,本研究设计了基于大田作业智能传感技术、物联网技术、定位技术、遥感技术和地理信息系统的可定制化的通用农机远程智能管理平台。平台分别为各级政府管理部门、农机合作社、农机手、农户设计并实现了基于WebGIS 的农机信息库及农机位置服务、农机作业实时监测与管理、农田基础信息管理、田间作物基本信息管理、农机调度管理、农机补贴管理、农机作业订单管理等多个实用模块。研究着重分析了在当前的技术背景下,平台部分关键技术的实现方法,包括采用低精度GNSS定位系统前提下的作业面积的计算方法、GNSS定位数据处理过程中的数据问题分析、农机调度算法、作业传感器信息的集成等,并提出了以地块为核心的管理平台建设思路;同时提出农机作业管理平台将逐步从简单作业管理转向大田农机综合管理。本平台对同类型管理平台的研发具有一定的参考与借鉴作用。     

基于物联网的数字唐徕信息化管理系统设计与实现

针对长期以来传统水利工程点多、面广、线长,通讯不便,管理手段落后、粗放,工程效益差,灌溉效率低,"人治"痕迹深,安全管理不合理、不到位,事故频发的问题,充分利用智能感知技术、3S技术、云计算云存储技术、物联网技术以及WebGIS等先进信息技术,实现由传统水利向数字水利过渡,最终彻底向智慧水利转型,建立数字唐徕信息化管理系统。系统包括数字地图决策指挥平台、综合数据分析查询平台、智能灌渠专家辅助系统、掌上唐徕移动信息终端、数字唐徕渠业务管理支撑平台、自动化采集测控平台的"数字唐徕渠"的六个"一"的功能架构。是一套真正满足灌区管理需求的呈现数字化、控制智能化、决策科学化、管理协同化的灌区生产指挥管理平台,为全渠管理部门提供了科学的决策依据。     

大规模用水节点的灌溉物联网监控系统设计

针对现有的大部分智能灌溉的农业物联网系统难以满足大范围多布点的实际灌溉监控管理需求的问题,结合现阶段大规模农业灌溉对海量用水节点监控管理的需求,设计基于工业常用的MODBUUS-RTU协议以及TCP协议进行测点数据的查询和检测站点的管理系统,测点传感器可采用任何满足协议要求的流量传感器;设计IOT服务器和WEB服务器2个服务进程,IOT服务器负责从电磁流量计中查询获取数据并上传至数据库,解决协议识别解析和高并发问题,提高系统处理大量监控节点的能力;Web服务器从数据库查询相应的数据信息并进行权限管理,方便系统规模扩展;为了便于系统管理,设计开发具有测点数据查询以及设备管理等功能的配套微信小程序.设计的灌溉物联网系统在实现基本灌溉监控的基础上,综合考虑大规模节点部署、海量数据并发、系统权限控制等现实性问题,为实现节水灌溉提供了切实可行的解决方案.     

灌区灌溉自动化监控系统的设计与研究

介绍了 1种灌区灌溉自动化监控系统的组成、功能和实现方法。系统利用田间传感器实时测量田间参数 ,通过网络传送给控制计算机 ,由控制计算机根据决策模型自动控泵房电机起停、渠首闸门启闭实现灌区内农田自动灌溉 ,系统具有实时控制、实时数据采集与保存 ,现场实时视频监视等功能。     

基于SQL的智能灌溉专家系统优化设计

随着全球水资源的不断匮乏,节水形势越来越严峻。传统的灌溉技术缺乏对水资源的合理分配,导致水资源利用率十分低下,浪费现象较为严重,且不合理的灌溉模式对农作物生长也产生了一定的影响。为提高水资源利用率,保证农作物时刻具有所需的水分,基于SQL数据库技术,完成了智能灌溉专家系统的优化设计。通过分析专家系统的基本结构,建立了SQL数据库的E-R模型,并对智能灌溉专家系统的典型数据表(用户信息表、机具信息表、灌溉标准信息表和水泵信息表)进行优化设计。最后,对灌溉系统的实际灌溉情况进行试验,结果表明:基于SQL的智能灌溉专家系统可以根据农作物的生长所需合理分配水资源,使农作物具有适宜的水分环境,对大幅提高农作物产量和质量具有一定的实践意义。     

一种智慧果园系统的设计与实现

结合目前果园对智能化管理的需求,设计开发了一种智慧果园系统。基于MQTT远程控制技术,借助无线传感器可获取作物实时生长环境信息;无人机航拍可获取作物病情、虫情和苗情等参数和视频图像信息,利用数据分析方法实现对作物的灾情预警、预报分析,为用户提供科学的种植指导建议;通过对机器人和电磁阀的智能控制,实现了果园的智慧种植和水肥一体化智能灌溉。系统功能丰富,操作简单,更加高效地实现了果园的智能化管理。      

基于ZigBee的温室自动灌溉系统设计与实现

针对我国水资源紧缺及温室大棚节水灌溉的迫切需求,研究设计了一套基于ZigBee的温室自动灌溉系统。该系统由太阳能供电,可以现场为用户提供直观的系统管理平台来完成节点管理和数据处理功能,开发了服务器端温室信息管理系统软件,实现了Web方式下的信息实时监控和远程监控报警,并且有效简化了现场设备安装与拆移等过程,使之更适合不便直接连线的一般监控场合应用。初步试验表明:把土壤湿度提高30%所需的时间在50～60 min之内,系统的控制误差在4%以内;系统运行稳定,操作简单,准确性和快速性等指标能满足农业技术要求,具有一定的推广应用价值。系统的研制和使用可为建立大型远程智能灌溉系统提供经验和技术支持。