基于物联网的灌溉系统定量控制算法设计研究

精量节水灌溉成为农业生产发展的关键技术。为此,基于硬地育秧过程对土壤水分的精准化控制需求,设计了一种定量灌溉控制系统。同时,根据育秧过程中的土壤需水状况监测结果,设计定量灌溉控制算法,对育秧过程中的水分状况进行预警,实现了精准化灌溉控制。     

基于组态软件和Modbus协议的公园自动灌溉系统

在充分了解公园实际工作需要的基础上,以北小河公园为示范基地,通过对公园墒情采集、水源参数监控制定出符合公园计划用水管理、多种灌溉控制方式的系统结构和功能,综合采用现代网络通信技术和数据库管理技术,基于组态软件和Modbus协议设计开发了公园灌溉控制系统。本系统在北小河公园的研究和示范表明,其可有效地提高公园灌溉效率和用水信息管理水平,效果良好。     

基于单片机控制的节水灌溉系统的研究

随着人类的不断繁衍,地球上的资源也在不断减少,尤其是水资源的减少更为严重。在这种情况之下,节约用水成为各个行业都要秉承的理念。对于农业方面来说,提高灌溉的效率和节约水资源之间有着紧密的联系。现简单介绍一下以单片机控制为基础的节水灌溉系统的研究,希望能够为以后的研究提供一定的依据。     

基于物联网技术的水稻自动灌溉系统应用研究

介绍了一种基于物联网技术的水稻自动灌溉系统,用户可以在水稻生长的不同时期,通过GPRS模块,利用控制器网关、ZigBee协调器,发送短信控制命令,设置ZigBee终端节点水位的上、下限阈值。节点依据水位传感器检测隔田水位与设定阈值的比较结果,控制节点电磁阀的通断,选择开/关隔田引水口水槽闸门,实现自动灌溉。此外,系统用户能够通过短信远程控制电井的电机启/停,实现水井的自动提水。该系统具有实施简单、功耗低、功能完善、可靠性高等优点,具有较好的推广前景。     

基于555电路的自动灌溉系统的设计与实现

为了实现及时灌溉植物,并避开中午阳光强烈时灌溉植物会严重影响植物生长,设计了一种以自来水发电来供电的自动灌溉装置。该系统由发电装置、蓄电池、监控电路、升压电路、电磁阀和灌溉装置6部分组成。发电部分由外壳串接在进水管和出水管之间,小型防水发电机内置于密封外壳中,让水流带动风叶发电。产生4~5 V左右的电压,再通过升压电路将它升至12 V,储存到蓄电池里备用。自动灌溉监控部分由湿敏电阻和光敏电阻采集信号,由NE555判断,再经过与门CD4073,延时电路进行延时后控制电磁阀。电路中湿度,温度及延时时间均可调节。试验证明此自来水发电装置密封性能好,效率高。监控电路结构简单,功能齐全,使用方便,控制准确。该系统节约能源,美化环境,符合当前节能型社会的政府导向。     

基于DTW-ILC算法的农业灌溉用水量调控方法

为了有效提高农业灌溉用水的利用率,根据农业灌溉的用水量,采用2级灌溉,先蓄水再灌溉的策略。在每次灌溉前,根据动态时间弯曲-迭代学习控制（DTW-ILC）方法的思想,先计算出灌溉用水,将其存放在蓄水池中,再根据实际农业灌溉用水量进行灌溉,反复用计算出来的蓄水池储水量逼近实际用水量,达到修正系统参考模型的作用,同时将下次灌溉的用水存储在蓄水池中,可以很好地预防干旱带来的无水灌溉的问题。仿真结果表明经过几次蓄水灌溉的过程可以很好地跟踪农业灌溉的实际用水量,提前作好蓄水池的蓄水工作,需要灌溉时有适当的灌溉用水,减少浪费,最终达到节水目的。     

PLC在农田自动灌溉系统中的应用

水资源的合理利用具有十分重要的意义.相比发达国家,目前我国灌溉水平还存在一定差距,因此农业灌溉自动化成为一个重要的研究方向.PLC具有优良的技术性能,利用PLC控制的灌溉系统更加智能化,运行的可靠性更高.     

基于迭代学习PID算法的苹果采摘机器人设计

为了提高采摘机器人机械手控制系统的精准性和采摘机器人的移动效率,设计出基于迭代学习PID算法的苹果采摘机器人。借助MatLab软件平台进行模型搭建及控制系统仿真测试,实验室条件下进行硬件结构设计,并完成采摘过程测试、路径规划避障测试和采摘果实破损率统计分析。实验验证表明:基于迭代学习PID算法设计的采摘机器人可准确锁定采摘目标,迅速实施稳定的采摘动作,以最佳采摘角度最大程度地保证采摘果实完整性。基于迭代学习PID算法设计的苹果采摘机器人有效提高了采摘的精度和效率,使苹果整体完好率达到98.3%以上,最大限度保证了采摘苹果的质量。     

基于ZigBee技术的农田节水灌溉系统

结合我国的农业现状,介绍了基于Zigbee技术的农田节水灌溉系统及其实现方法和应用前景.Zigbee是为低速率控制网络设计的标准无线网络协议,系统采用以CC2430芯片为核心的无线数字通信模块,实现对农田灌溉进行无线监测与控制.系统利用工控机与第一层网络协调器进行有线通信,实现了对整个网络运行的集中监控和数据信息的存储.     

荔枝园智能灌溉决策系统模糊控制器设计与优化

为解决荔枝园灌溉中水资源浪费严重的问题,根据现有装备条件,设计了基于无线传感器网的模糊专家决策系统,并对系统的模糊控制器进行优化以提升系统整体性能。该系统通过网关节点实时接收来自传感器节点采集的荔枝园环境信息,选择土壤实测含水率与预设土壤最佳含水率的误差及其变化率作为决策因子,得出预测灌溉值等决策结果。通过Matlab仿真并进行果园实地试验,分析该系统的有效性。仿真结果表明,该智能灌溉系统能结合荔枝园土壤含水率情况进行适时、适量灌溉,有效实现了经济灌溉,并且优化后的模糊灌溉系统实现了更高的暂态性能、控制精度及抗干扰性,系统响应时间更快。试验结果表明,基于模糊控制器的智能灌溉系统能有效地对荔枝园灌溉进行控制,使荔枝园土壤含水率维持在17.8%左右,符合荔枝树的生长环境;同时,基于优化后的模糊控制器的智能灌溉系统将荔枝园土壤含水率平均值控制在17.6%,更接近系统预设的荔枝园土壤最佳含水率17%,并且具有更高的控制精度、更强的抗干扰性与实用性。     

山区苹果节水灌溉试验研究

通过3年田间试验,采用灌关键水、控制土壤水分下限和果树栽培管理相结合的管理模式,探索出苹果生长期的需水规律及节水灌溉模式,即管道输水加按棵施灌的灌水方法.以田间试验为主,通过4个小区不同灌溉制度与群众习惯灌溉的对比试验,按照水量平衡原理.确定了盛果期苹果园生长期的需水量及需水规律;根据各小区果树连续3年的需水量、果树产量和产值,确定苹果树的水分生产率和水分生产效益.求得灌溉效益最大的那组试验数据.由此制定出苹果非充分灌溉节水灌溉制度:苹果在管灌方式下,灌溉4次为宜,最佳灌水期为萌芽前、新梢生长和幼果膨大期、果实迅速膨大期和落叶期.灌溉定额为1 050 m3/hm2.     

塔里木盆地喷灌对果园生态环境影响初探

塔里木盆地果园采用喷灌技术比沟畦灌节水约 30 %～ 4 0 %。由于喷灌采用的是勤浇浅灌方式 ,不致在果园园面形成大面积积水 ,从而保持了土壤层的疏松 ,也减少了土壤的深层渗漏。同时 ,果园喷灌是用人工降水的形式 ,起到了调节果园空气温度和湿度的作用。因喷灌灌溉次数多 ,其表土层土壤的干湿变化幅度要小 ,降低了地温     

蓄水坑灌下不同灌水对新梢旺长期苹果园SPAC系统水势影响研究

为了进一步探明蓄水坑灌下不同灌水上下限对新梢旺长期苹果园SPAC系统水势的影响,实验以三段砧木矮化型红富士长富二号为材料,以地面灌溉(D)为对照,分三个灌水下限(T1、T2和T3)进行处理研究。结果表明:蓄水坑灌下的苹果园SPAC系统水势明显高于地面灌;土壤水势日变化变化和清晨水势变化均不明显;茎水势、叶水势的日变化均呈现先减小后增大的特征(清晨与傍晚较高,午间的最小),而清晨水势变化则呈现随着新梢旺长期的进行逐渐升高;大气水势日变化呈现先减小后增大的特征,清晨水势则无明显特征;苹果园SPAC系统叶片到大气的水势梯度远大于土壤到叶片的水势梯度,水势梯度日变化表现为早晚低、中午前后高的明显趋势;田间持水量的60%~90%可作为新梢旺长期的最优灌水上下限。     

山区果园灌溉管理措施探讨

从开源及水资源优化利用技术、节水工程技术、园艺节水技术及灌溉管理技术几个方面探讨了山区果园的灌溉管理措施。在平阴县果园的灌溉管理中发挥了较大作用,取得了显著效益。     

基于蓝牙的果园机器人遥控系统研究

随着科技发展以及高新技术的不断涌现,农业机器人已逐步进入实际应用阶段。为了进一步提高农业机器人的可操作性,降低劳动强度,以果园机器人为研究对象,利用蓝牙技术传播距离远、受外界干扰小等优点,结合单片机技术设计并实现了对果园机器人运动的无线遥控。     

基于PC和C8051F的模糊灌溉控制系统

自行设计了一种基于PC机（上位机）和C8051F单片机（下位机）的灌溉控制系统,单片机植入MATLAB模糊逻辑工具箱设计模糊控制程序,模糊控制结果用SIMULINK仿真。PC机移植WINCE6.0嵌入式操作平台,采用C#进行软件开发,具备观测和数据库操作等功能。整个系统综合运用单片机技术与嵌入式技术来达到模糊模糊控制的目的。     

基于模糊控制的智能灌溉控制系统

根据灌溉系统不易建立精确数学模型的特点，设计了基于模糊控制技术的智能灌溉控制系统c系统以土壤水分误差和误差变化率为输入，以灌溉时间长度为输出，通过对输入变量的模糊化、模糊推理和模糊决策，获得了作物的灌溉时间长度。实际运行表明，该系统能根据土壤水分适时、适量灌溉，有效地实现了节水灌溉。     

精准灌溉施肥自动控制系统的研发

随着现代农业的发展,将灌溉与施肥有效结合,实现精准及自动化控制是现代农业的一个发展趋势。依据作物生长过程中对水肥的动态需求,确定了精准灌溉施肥自动控制系统的控制要求及相关性能指标,通过系统硬件选型、人机界面软件开发以及系统的综合调试,开发了灌溉施肥自动控制系统,实现了上位机软件对灌溉和施肥的自动控制与运行。系统具有手动和自动两种控制模式,具有响应速度快、可靠性高、数据自动记录保存、操作简便等优点。试验运行结果表明:该自动控制系统设计方案合理,系统运行可靠,能够满足设施作物精准灌溉施肥的要求。     

模糊控制算法在滴灌节水系统中的实现

介绍了模糊控制算法生成ActiveX控件的实现方法,并将其嵌入到ForceControl监控组态软件中,为组态软件开发了先进控制算法功能。此技术已在河北省黄骅市南大港农场滴灌节水系统中使用。实践表明,模糊控制ActivX控件在实际控制中具有很好的控制品质具有超调小、调节时间短、稳定性好、响应速度快和鲁棒性好等特点,实现了对对象的实时控制。