基于物联网的水肥一体化系统

水肥一体化系统是智慧农业核心内容之一,该系统可实现农业灌溉节水节肥、省时省工、提质增效。水肥一体化系统主要由控制器、过滤器和文丘里吸肥器等部件,以及控制、水肥供给、混肥和检测等模块组成,系统论述了水肥一体化系统结构特点及工作原理。基于水肥电导率调节过程和水肥pH值调节过程,阐述了水肥一体化系统控制对象和策略。利用田间采集系统、灌溉控制系统、水肥一体化系统、云端服务器、传输系统和无线传感器网络,以及远程监控平台,可对前端信息进行实时监测与传输。基于水肥一体化控制系统、远程测控系统,以及滴灌、微喷灌水肥一体化系统,探讨了水肥一体化关键技术和技术应用模式。基于物联网的水肥一体化系统为现代化农业建设和智慧水利建设提供技术支撑。     

轻简水肥一体化系统设计与实现

针对小规模农业灌溉应用中对水肥一体机高精度及低成本的需求,设计了一套轻简型水肥一体化系统.为实现精准水肥比例调控,系统可根据用户输入的标准水肥比和测量实时水速,利用脉宽调制技术通过改变占空比来调控肥速,直至满足水肥比误差要求.为降低测量误差的影响,设计中对传感器所测流量及水肥比例调控过程进行修正补偿,提高水肥调控精度.此外,提供了触摸屏和远程APP两种控制模式,操控方式简单,用户只需根据实际情况输入灌溉水肥总量,系统即可自动完成控制过程.结果表明,所设计的轻简水肥一体系统在不同水肥比例要求下,水肥配比精度高,运行稳定,可实现精准施肥灌溉.     

移动式灌溉施肥机设计

针对当前水肥一体化技术中首部加压系统通常建设在泵房内,体积庞大、投资成本高且难以更改移动等问题,设计了一种能实现移动、远程遥控为一体的移动式灌溉施肥机。该系统利用小车和灌溉施肥装置相结合,在车底盘上放置水肥一体化设备和远程控制器,实现小面积农田上的移动灌溉施肥;使用遥控器控制,可实现对汽油泵、肥料罐的开关操作及灌溉片区的选择功能。试验表明,该系统体积小,经济耐用,能够准确移动至所需灌溉区域,并实现手动或远程控制水肥灌溉。      

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。     

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。     

基于自动控制的水肥灌溉装置设计探究

农业灌溉机械化是农业产业化的重要组成部分,采用传统的水肥灌溉装置很难把控水肥输送量,而水肥输送过多或过少都会影响农作物的正常生长。基于此,笔者在设计的水肥灌溉装置中加入流量控制设备,水流经由流量管的旋转速率转换为信号后传递给信号输出装置,从而实现精确掌控水肥流量。研究结果表明,笔者设计的水肥灌溉自动控制装置可在一定程度上解决农田灌溉中水肥灌溉量难以控制的问题,有效减少水肥资源浪费,提高农作物灌溉效率,促进农业现代化发展。     

茄子水肥耦合研究进展

在农业生产中,水分和肥料是不可或缺的两大基本要素。水肥耦合将水、肥有机结合,通过二者的协同效应实现作物高产优质目的。在分析水资源紧缺和肥料施用不合理的现状基础上,回顾了水肥耦合的发展历程、定义及水肥耦合灌溉模式,阐述了水肥耦合对茄子生长形态、光合特性、产量和品质等影响的研究进展。结果表明,水肥耦合是节约水肥资源,降低环境污染,实现茄子高效优质增产的有效措施。深入探究茄子水肥耦合机制,构建多因素水肥耦合模型,寻求最佳水肥配比实现精准化灌溉,可为指导茄子合理的水肥管理并使茄子达到高效优质生长提供参考。     

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。     

水肥一体化技术及其在草莓生产上的应用

我国在农业生产中存在水肥过量使用及使用方法不当的现象,导致水肥利用率不高和环境,而水肥一体化技术具有节省水肥和提高其利用率的优点.为此,介绍了水肥一体化系统中灌溉和施肥设备的分类,分析和归纳了影响水肥一体化灌水器和施肥器技术发展的因素,以及水溶肥在水肥一体化中的应用,并总结了不同水肥组合与灌溉水平和智能水肥系统在草莓上...     

基于模糊控制的水肥药一体化系统研究

为了提高目前水肥药一体化系统的自动化程度,设计了一种智能水肥药一体化系统;针对系统混肥精度不高的问题,设计了适用于营养液混合的模糊控制器,并利用Lab VIEW完成整个系统应用软件的开发。该系统不但能够实现独立灌溉、灌溉施肥一体化、灌溉施药一体化及水肥药一体化,而且还具备控制指令输入、系统工作监控和系统信息查询的功能。     

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。      

地表下水肥一体化系统优化设计

随着我国设施农业的快速发展,越来越多的工程技术应用到设施农业中。水肥一体化技术是集合施肥与灌溉配套使用的一项新技术,在我国农业生产中,提高水肥利用效率是设施农业生产中必须解决的问题。传统农业中常采用地表上滴灌,存在管道老化、灌溉过程中存在沿程渗漏和蒸发等问题,本研究改变传统地表滴灌形式,采用地表下埋管,地表上肥料罐将水肥混合后通过滴灌管道直接输送到作物根部的灌溉方式。同时,采用传感器进行灌溉的自动控制与自动检测土壤水分信息和肥料信息,利用远程控制来实现数据传输,并通过模拟计算出灌溉计划,大大提高了灌溉施肥自动化水平。     

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。     

西瓜水肥一体化灌溉研究进展

水资源短缺和肥料利用率低是我国农业发展面临的突出问题。水肥一体化灌溉是将灌溉与施肥融为一体的灌溉模式，可根据作物不同生育时期需水需肥规律，将水分和养分定时定量按比例精准提供到作物根部。?本文综述了国内外水肥一体化灌溉及相关技术研究进展、西瓜全生育期水肥需求规律和水肥一体化灌溉模式对西瓜生长发育、产量及品质的影响，分析了水肥一体化灌溉面临的问题并提出相关解决方案。深入研究水肥一体化灌溉理论、优化灌溉设备、改变传统灌溉施肥方式可为指导西瓜节水、节肥、优质、高产提供理论依据。     

农业灌溉模式与节水技术应用

节水灌溉模式主要是指利用最低限度的灌水量获得最大的农作物产量及农业收益,目前常见的节水灌溉措施主要包括渠道防渗、低压管灌、喷灌、微灌、滴灌、水肥一体化技术及水肥气一体化技术等。节水灌溉技术需要根据相应作物的需水特性、生育阶段、气候、土壤条件等进行合理规划,进而制定适宜的灌溉制度,做到精准、适时、适量的灌溉。基于节水灌溉技术的发展意义与应用优势,详细阐述了目前常见的节水灌溉技术含义与发展,并以水稻及小麦等作物需水规律进行分析,为节水灌溉提供理论基础,对于缓解农业水资源紧张、促进我国农业可持续发展提供技术参考。     

设施蔬菜水肥一体化技术应用

水肥一体化技术能够实现精准水肥控制,提高水分和养分的利用效率,降低生产成本,减轻病虫害,减少农业污染,提高蔬菜产量和品质。总结了设施蔬菜生产运用水肥一体化技术的优点,介绍了水肥一体化技术的系统构成和应用流程,并给出水肥一体化技术在肥料选择上的注意事项,可为设施蔬菜灌溉施肥提供理论参考。      

智慧农业下的水肥一体机精准化作业研究

针对我国农业水资源和化肥资源的利用率较低的问题,在智慧农业下对水肥一体机的精准化作业进行了研究。水肥一体机的主要组成包括控制系统、监测系统、灌溉施肥系统、网络传输系统和数据中心。将粒子群算法与PID控制算法结合,对粒子群-模糊PID控制器进行设计,并对水肥溶液的EC值和pH值进行控制,提高了水肥一体机的控制精度,减少了控制时间。为了验证水肥一体机的性能,进行了数据采集准确性分析试验和精准化作业控制试验,结果表明：数据采集较为准确,且可以精准地配比水肥溶液,满足作物的灌溉要求。     

山地果园水肥一体化控制系统设计与试验

为解决目前山地果园灌溉成本高、肥效低、浪费严重等问题,构建了一套果园水肥一体化滴灌系统,主要包括数据采集系统、控制中心、灌溉施肥系统,可自动完成母液配制、水肥循环、水肥灌溉及清水灌溉等过程。该系统以PLC为主控制器,以人机交互界面协同的方式控制作业,各传感器与PLC建立MODBUS协议并进行数据交换,保证作业过程中数据的实时监控。在水肥灌溉试验中,3个区域同一支管上不同滴头的平均水量为1.253、1.297、1.172L,同一滴头每5min出水量的平均值分别为0.626、0.659、0.616L,施肥过程中的水肥配比与目标值相比误差不超过5%,能够满足精准施肥要求。     

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。      

基于小波神经网络的水肥一体化控制技术

准确掌握和控制各参数的水肥一体化灌溉,是保证农作物健康生长、提高农业生产水平、利用科学技术实现科学农业的基本要求。研究基于小波神经网络的水肥一体化控制对现代农业生产具有重要意义。文章根据滴灌施肥控制的实际情况,对小波神经网络水肥一体化控制技术进行了实验研究。