喷灌量与喷灌形状的精确控制方法及技术

通过对精确喷灌方法的研究,研制了单片机控制的精确喷灌系统,该系统通过单片机控制步进电机从而控制单喷头的转动;同时通过单片机控制变频器从而改变潜水电泵电机的转速,对喷头的出口流速进行调节,实现对喷射距离的控制。在给定形状的区域内各操作单元按给定的喷水量进行精确喷灌,达到在喷灌形状和区域内实现各操作单元喷水量调控的目的。经初步试验表明,该系统能实现喷灌量和简单喷灌形状的控制。     

旋转喷头的水压周期控制与非圆形灌域的实现

为了实现旋转喷头的任意形状喷灌域．本文将圆形域等分为n个扇形，然后分别控制各扇形的半径ri，可得到n个半径大小不同的扇形域．由这些大小不同的扇形域构成任意形状喷灌域。为此，在不同的扇形域内，采用不同的水泵转速ω实现各扇形域内的不同水压P和不同的喷射半径ri。为了实现喷灌精度的控制．采用了负反馈闭环控制技术．通过对喷射距离L检测来调节水泵转速ω以改变水压Pi最终获得较精确的喷射半径ri或喷灌域。     

考虑水滴运动蒸发的喷灌水量分布模拟

提出了有风条件下喷头水滴运动与喷灌水量分布模拟方法,并利用Visual Basic 6.0开发了喷灌水量分布模拟软件.该软件在已知单喷头的径向水量分布数据时,可以模拟出不同风速、风向、空气温湿度等环境条件下单喷头或多喷头组合的喷灌水量分布,计算出喷灌系统的组合喷灌强度、喷灌均匀系数和蒸发损失率.以9708A型喷头为例,分别对工作压力为0.20、0.25和0.30 MPa下单喷头径向水量分布以及喷灌系统组合间距为14 m x 14 m和14 m×12 m时的喷灌水量分布进行了模拟,并与实测值进行了对比,结果表明:模拟的单喷头径向水量分布与实测值总体一致,由模拟水量分布推算的喷头流量与实测值的相对误差为0.83％ ～8.01％;喷灌均匀系数模拟值与实测值的相对误差为0.69％～6.36％,蒸发损失率模拟值为0.51％ ～ 1.75％,小于实测的水量损失率.模拟了不同组合间距下的喷灌水量分布,得到的喷灌均匀系数模拟值与其他软件比较,相对误差在0.11％ ～2.44％之间.     

干旱风沙区喷灌蒸发漂移损失试验研究

通过在甘肃省现场喷灌蒸发漂移损失测试结果分析，可以得出：在平均风速为0－3．4m/s的范围内，蒸发漂移损失为5．6％－15．6％；影响蒸发漂移损失大小最重要的因子是风速，其次是温度，相对湿度的影响程度最小；选择平均风速4．7m/s 以下的时间进行喷灌，可以使喷洒水利用系数可以达到0．8以上，能够满足作物的需水要求。     

温室行走式喷灌系统应用效果试验与分析

介绍了温室PG99S型行走式喷灌系统的性能特点，并对该喷灌机的应用效果进行测试。结果表明：PGSS9型行走式喷灌机通用的行走速度为5m／min左右，夏季灌水每天1次，每次4个行程；当水压0．26MPa左右时，喷灌机单喷头喷水量为0．184L／min，总喷水量为6．624L／min；喷水量偏移度为9．9％；夏季喷灌可使温室温度下降1．5～5．7℃，相对湿度增加8．6％～11．7％，喷灌降温增湿效果较为明显。     

喷灌系统常见故障和排除

喷灌技术近年来发展较快，颇受广大用户欢迎。为充分发挥喷灌系统的效能，现将其正确使用、维护、常见故障及排除介绍如下： 1 喷灌系统的正确使用及维护 (1)使用前应检查喷头竖管是否垂直，支架是否稳固。(2)先关好干、支管道上的阀门，然后启动水泵，待水泵达到额定转速后，再依次打开总阀和支管上的阀门，以使水泵在低负载下启动，避免超载，并防止管道因水锤引起的振动。(3)运行中注意监测喷灌系统各部的压力，干管的水力损失应不超过经济值；支管的压力降低幅度，不得超过支管最高压力的20％。(4)运行中喷灌均匀度应不小于0.8。(5)喷灌应在无风或风小时进行，如必须在有风时喷灌，则应减小各喷头间的距离，或采用顺风扇形喷灌。在风力达3级以上时，应停止喷灌。(6)在喷灌运行中要注意防止水舌喷到带电线路上，并在移动管道时避开线路，以防发生漏电事故。(7)每次喷灌后，要将机、泵、喷头擦洗干净，转动部分及时加油防锈；冬季要把泵内及管内存水……     

从喷泉的计算机系统看喷灌泵站的自动控制

一、前言不同作物相同生长期，或同一作物不同生长期所需喷水量不同，为提高喷灌泵站的效率，笔者认为根据需水量不同确定不同的泵的组合运行方式至关重要。本文介绍一种计算机音乐喷泉系统，可供喷灌泵站的泵的自动控制系统设计参考。二、控制系统的结构、工作原理控制系统的结构如图1所示。它由传感器、8031单片机系统、变频调速器、泵等构成。闭环控制系统，使管网内的工作压力稳定在设定值处。图1包含气压罐供水系统（由610及供水泵等组成）和变频泵供水系统伯到广）、5（2：）、5（3叫三台主泵等组成）。通过切换不同的供水泵控制流量…     

利用低压管灌搞喷灌

河北省是全国井灌面积最大的省份，现有机井８１万眼，井灌面积３４０万ｈｍ２，占全国井灌面积的２７．９％，占全省有限灌溉面积的８１．６％，而人均水资源占有量和亩水资源占有量则远远低于全国平均水平。沧州共有耕地７８．６万ｈｍ２，井灌面积３６．６万ｈｍ２，低压管灌面积１４万ｈｍ２，喷灌２．２万ｈｍ２，低压管灌占井灌面积的３８％，喷灌占井灌面积的６％，井灌区中低压管灌面积占有较大的比例。由于喷灌比低压管灌更节水，充分利用低压管路为喷灌系统输水，在低压管灌的基础上进行喷灌安装，我们进行了尝试，且获得满意的效…     

引黄灌区激光控制平地技术的应用及效果

在宁夏引黄灌区进行了激光控制平地技术的平地效果及节水增产效益试验研究。试验结果表明：实施激光控制精平后,水稻田平整精度值Sd由常规粗平后4．27cm下降到1.50cm,平均相对改善度为64．03％;旱田平整精度值Sd,由粗平后7．24cm下降到1.91cm,平均相对改善度为71.04％。田块内地面高程绝对差值小于2cm的测点累积百分数的范围,由粗平后的20％～66．67％提高到60％～100％,所有测点的地面高程绝对差值都小于3cm。水稻田面平整精度值Sd由5．04cm下降到1.52cm时,可节水30．71％,增产23．41％,效果显著。     

压差吸入式喷灌施肥器介绍

压差吸入式喷灌施肥器是在喷灌机喷水灌溉的同时，将可溶于水的肥料、土壤改良剂、除草刺、杀虫剂等化肥或农药均匀连续地注入喷灌系统，充分混合后随灌溉水喷洒到受控作物叶面及土壤上，从而达到增加作物根部和叶面的营养吸收，促进作物生长的目的。喷灌施肥效果表现为：快速营造作物的水、肥适宜环境，满足作物生长需求，作物产量可增加14％以上；使肥料利用率达到70％；减少化肥对土壤、地下水的污染。     

果园开沟深度宽度监测装备设计与试验

针对开沟作业过程中作业深度、宽度依靠人工监测,存在人工工作量大、实时性低等问题,研制果园开沟深度宽度监测装备。通过设计果园开沟深度宽度监测平台,结合LabVIEW上位机人机交互系统与Arduino单片机下位机数据测量系统,最终完成果园开沟深度宽度监测装备的研制,实现开沟作业过程中开沟宽度、开沟深度、作业时间等参数的实时监测、计算、显示与保存等功能。试验结果表明,开沟深度为25 cm时,装备测量误差最大为3.1 cm;开沟深度为30 cm时,装备测量误差最大为2.7 cm;开沟深度为35 cm时,装备测量误差最大为3.7 cm;开沟宽度的测量误差最大为3.1 cm,能够满足实际应用需求,数据实时性较好,能够满足作业监测需求,为智能化果园开沟作业质量实时监测奠定一定的基础。     

水稻收获作业视觉导航路径提取方法

针对水稻收获视觉导航中的路径规划问题,提出一种水稻收获作业视觉导航路径提取方法。通过相机标定获取畸变参数矫正原始图像,并进行高斯滤波,采用基于2R-G-B超红特征模型的综合阈值法进行图像二值化分割,并对二值图像进行形态学的开-闭运算,抑制噪声干扰,根据图像灰度垂直投影值动态设定感兴趣区域,水平扫描获取作物线拟合关键点,最后采用多段三次B样条曲线拟合法提取水稻待收获区域边界线。室内试验表明,采用本文所提出的图像处理方法提取的图像中距离信息平均误差为9. 9 mm、偏差率为2. 0%,角度信息平均误差为0. 77°、误差率2. 7%。在顺光、逆光、强光、弱光4种光线环境下,对中粳798和临稻20两种作物进行了收获路径提取田间试验,以像素误差、距离误差、相对误差和标准差为评价指标,对比了不同光线下的路径提取结果,试验结果表明,对于中粳798的收获图像,4种光线环境下15个关键点的平均像素误差为28. 7像素,平均距离误差39. 7 mm,平均相对误差2. 7%;强光环境平均像素误差最小,为26. 2像素;弱光环境平均距离误差最小,为23. 9 mm;强光环境平均相对误差最小,为2. 0%;顺光环境稳定性最好,标准差为6. 8像素。对于临稻20的收获图像,4种光线环境下15个关键点的平均像素误差36. 5像素,平均距离误差45. 0 mm,平均相对误差2. 8%,在逆光环境下的平均像素误差、平均距离误差和平均相对误差均最小,分别为29. 5像素、36. 9 mm和2. 3%,稳定性也最好,标准差为10. 8像素。单帧图像平均处理时间38 ms。本研究可为田间作物线检测和收获作业的自动导航提供参考。     

电液混合调控式大蒜播种机设计与试验

针对传统大蒜播种装备自动化程度低而导致的播种合格率和作业效率低等问题,设计了一种电液混合调控式大蒜播种机。该机主要由电控播种装置、播深调节装置、参数检测装置和人机交互界面等组成。以单片机为核心控制器,利用速度传感器和旋转编码器,实现了株距与作业速度的匹配;分析开沟入土阻力与入土深度关系,确定了播深调节液压装置关键部件;结合光电传感器和显示屏,完成了作业参数实时显示与播种异常报警功能。以杂交蒜为试验对象,分别进行了播深一致性试验、播量检测试验和播种质量试验,结果显示,播深调节平均误差为4.7%,播深变异系数平均值为5.3%;播量检测平均误差为4.0%;播种合格率为83.7%,漏播率为6.2%,满足大蒜播种农艺要求,且较同种条件下以汽油机为动力源的大蒜播种机漏播率降低3.1个百分点。     

车辆底盘自动集中润滑系统的控制方法及技术

通过对车辆底盘自动集中润滑控制方法的研究,研制了单片机控制和液压控制相结合的底盘自动集中润滑系统。系统通过设置压力传感器实现主油路的压力控制和油泵工作时间的自动调节,通过配油器实现定量储油和将油脂输送至各润滑点,通过电子监控器设定加脂间隔时间,实现自动加脂与故障报警。系统性能检测和样机应用试验表明,该系统能实现底盘油脂润滑的定时定量控制,工作稳定可靠,控制方法合理可行,智能化程度高。     

无人驾驶自走式旱地胡麻喷药车转向控制系统设计

针对胡麻密植程度高、不方便大型机械作业等问题,设计一款以直流无刷电机、电推杆为转向控制组件,基于STM32型单片机为控制核心的无人驾驶自走式旱地胡麻喷药车。该喷药车采用2.4 GHz无线电遥控装置与单片机之间的双向通行实现对喷药车行走速度、转弯半径和喷洒模式的控制。使用Keil uVision5软件编程,对喷药车各动作流程进行决策、控制。仿真结果表明,无人驾驶自走式旱地胡麻喷药车转向机构最大转向角度为左转35.9°、右转25.7°,实际使用转向角为±25°,最小转弯半径4 m,转向系统符合设计要求,为胡麻喷药车的智能避障、智能作业提供技术支持。      

微波水分测量仪的设

简述了微波干燥法测量物料含水率的原理,进行了微波水分测量仪的整体设计,设计了微波干燥装置、高精度质量传感器及调理电路,同时进行了仪器单片机控制电路的软硬件设计,并制作了仪器实体.从试验结果可以看出,微波水分测量仪对物料含水率的测量时间为4min左右,测量误差小于0.05%.与常规微波衰减法含水率测量仪相比,采用微波干燥法测量物料含水率具有速度快、精度高的优点.     

农田土壤无线地下传感器网络节点设计与通信试验

为了揭示电磁波信号在农田土壤中的传输特性、科学部署传感器节点,以关中地区农田土壤为研究对象,采用模块化设计思想,将传感器、无线数传、处理器和能量供应等模块集于一体,设计了无线地下传感器网络（Wireless underground sensor networks,WUSN）节点和汇聚节点。采用单因素试验方法,分析了土壤含水率、WUSN节点埋深、节点间水平距离对WUSN节点信号传输的影响,建立了接收信号强度和误码率预测模型。结果表明,当WUSN节点信号在地下垂直方向上传输时,土壤含水率增加2.5个百分点,接收信号强度降低4~6dBm,通信误码率增加3~5个百分点;WUSN节点埋深增加5cm,接收信号强度降低3~5dBm,通信误码率增加3~4.5个百分点。当WUSN节点信号在地下水平方向上传输时,土壤含水率增加2.5个百分点,接收信号强度降低5~7dBm,通信误码率增加4~5个百分点;节点间水平距离在10~90cm范围内,节点间水平距离增加10cm,接收信号强度降低6~8dBm,通信误码率增加6.5~8个百分点;节点间水平距离在90~190cm范围内,节点间水平距离增加10cm,接收信号强度降低约1dBm,通信误码率增加1~1.5个百分点WUSN节点信号在垂直、水平两种传输方向上误码率和接收信号强度预测模型拟合优度R2最高为0.982,均方根误差RMSE为1.7%,拟合优度R2最低为0.942,均方根误差RMSE为5.136dBm。WUSN节点信号在土壤中传输受到土壤含水率、WUSN节点埋深和节点间水平距离的严重影响。     

玉米免耕变量施肥播种机作业质量监控系统设计与试验

针对中原地区玉米大规模播种作业质量缺乏有效监控手段、播种作业数据信息利用率偏低等问题,设计了玉米免耕变量施肥播种机作业质量监控系统,包括播种质量监测子系统和变量施肥质量监控子系统.播种质量监测子系统通过STM32单片机实现播量统计和漏播量等播种信息采集;变量施肥质量监控子系统通过PLC实现堵塞、缺肥和施肥量等作业信息采...     

设施蔬菜生产无人化开沟施肥机控制系统研究

为解决设施蔬菜生产存在的用工难、用工贵、劳动强度大、作业效率低、农机农艺融合不够等问题,设计基于PLC和自适应Fuzzy PID的设施蔬菜生产无人化开沟施肥机的控制系统。采用西门子S7-200 SMART PLC 作为主控制器开发开沟施肥机的控制系统,实现无人化开沟施肥;再采用自适应Fuzzy PID控制方法实现精准施肥。通过试验可得开沟深度最大相对误差为7.5%,平均相对误差为1.2%,施肥量最大相对误差14%,平均相对误差为6.6%,满足开沟控制要求和精准施肥要求,控制系统稳定性好,控制精度高,满足生产要求。