基于ZigBee的农田智能节水灌溉系统的设计

针对农田灌溉中管理粗放、信息化和智能化程度低、灌溉水利用效率不高的问题,研究设计一个基于ZigBee无线网络的智能节水灌溉系统。系统采用CC2530无线收发模块,将土壤含水量经LPC932单片机处理后传送到PC终端,用户可查看并根据所监测土壤含水量与灌溉临界值判别的结果决定是否自动打开和关闭电磁阀实施实时灌溉。该系统具有采集数据准确、组网快、成本低、功耗低等特点,成功实现农田智能节水灌溉。     

基于无线传感器网络的节水灌溉远程监控系统

为了节约农田灌溉用水,提高水资源的使用效率,提出了一种基于无线传感器网络与GPRS网络相结的农田自动节水灌溉远程监控系统,该系统由中央监控计算机、灌溉监测控制器、无线传感器网络、GPRS模块和阀门控制器组成。系统以单片机为控制核心,由无线传感器节点、无线路由节点和无线网关实时监测土壤含水率变化,根据土壤含水率和农田用水规律实施精确灌溉。系统实现了节水灌溉的自动化控制,改善了农业灌溉水资源的高效利用和灌溉系统自动化水平。实验结果表明,整个系统的伸缩性较好,当土壤含水率太高或某种因素导致某些传感器节点损坏,系统中的其他部分仍能持续正常工作,具有自组织重新恢复的功能。监控中心能够实时地显示出各节点的土壤含水率参数和阀门的启停状况,实现节水灌溉的远程监控。     

基于ARM和电力线载波的智能灌溉控制系统研究

针对当前灌溉设备控制系统智能化水平低等问题,设计了一种基于ARM嵌入式系统和电力线载波的智能灌溉控制系统.该系统由5个模块组成:数据处理控制模块、数据通讯模块、数据采集模块、控制驱动模块和人机交互模块.数据处理控制模块的中央处理器采用基于ARM Cortex-M3架构的32位微处理器STM32F103CBT6.数据通讯模块的电力线载波采用总线主站控制器PB620芯片搭建.软件采用实时操作系统μC/OS-II,内核版本V2.91.基于土壤实时墒情数据、短期气象预报等多源数据,构建土壤水分盈亏量预测模型和灌溉量估算模型,分别用于估算土壤墒情和作物适宜灌溉量.结果表明,该系统实现了土壤墒情监测、灌溉量智能计算和自动轮灌等功能.电力线载波实现了土壤墒情传感器、电磁阀供电和通讯功能,并节省了通信电缆.网络通信丢包率均值为0.09％,电力线载波误码率小于0.01％,电磁阀响应时间均值为0.497 s.在籽粒产量不降低情况下,模型生成方案比传统灌溉方案节水31.37％.相比设置灌溉上下限参数的自动化灌溉控制系统,该系统具有设备操作简单,安装成本低,运行可靠稳定,灌溉量自动估算和调节等特点,有效提高了大田灌溉效率和用水效率,具有良好的应用前景.     

平地漫灌灌溉水净化与循环利用研究

为提高设施农业的水分利用率，设计了平地漫灌灌溉水净化与循环利用系统；阐述了系统的组成、节水灌溉原理与工作过程。理论分析可知，系统具有较高的输水利用率、灌水利用率和降水利用率，是农业节水灌溉的有效新途径。     

基于物联网和PLC的农田智能节水施灌系统设计

针对当前灌溉技术采用定时人工整体灌溉,不能根据土壤含水情况进行节水控制,存在浪费水资源的问题,基于物联网和PLC设计了一种新的农田智能节水施灌系统,从硬件和软件两部分进行优化研究。系统硬件主要由中央处理器、PLC模块、射频信号传感器、土壤传感器、温度传感器组成,系统硬件内部PLC模块主要负责控制节水灌溉架构,在农田监测终端上所收集到的信号在微处理器中实现转化,转变为计算机系统可以辨识的脉冲信号。通过计算机进行计算,确定最适宜的浇水量和灌水时机,采用CC2591型射频信号传感器提高传感速度,选择HL-TTN1土壤传感器检测土壤的含水量,PT100型传感器进行温度检测。通过物联网针对需要灌溉的土地进行网格化处理,采集传感器测试土壤含水量、空气温度等环境参数,引用Zigbee协同开关设置节水灌溉程序。实验结果表明,基于物联网和PLC的农田智能节水施灌系统土壤含水量计算误差在2%以内,能够达到目标值,远程网格节水控制准确度高达98%以上,使农田生长达到高产、高效、优质用水的效果。     

基于VB+Accesss的田间自动灌溉管理系统设计

针对目前我国农业灌溉用水量大、水资源利用效率低的问题,基于VB+Accesss设计了田间自动灌溉管理系统。系统的总体软件设计分为下位机软件设计和上位机软件设计两部分,通过对下位机设计中断以及串口通信程序实现其与上位机的无线数据传输,上位机软件设计包括登录模块、新建删除用户模块、数据测控主界面模块、数据管理主界面模块及备份模块及恢复模块,实现了对田间灌溉的自动管理。设计的田间自动灌溉管理系统界面友好、性能优,为节水灌溉系统的设计提供了借鉴。     

节水灌溉效益研究进展

节水灌溉的实施是人与自然、环境交互作用的集中体现,是典型的生态-经济-社会复合系统,因此节水灌溉的效益研究应同时考虑生态、经济和社会的耦合效应.回顾了国内外节水灌溉在节水、经济、生态及灌排工程效益等方面的研究进展,在此基础上分析了目前存在的主要问题,并提出节水灌溉效益的研究应从可持续的观点,也就是要从生态、社会、经济方面量化资源利用的"可持续性"水平出发.今后应加强节水灌溉条件下水文循环变化规律、农田尺度内生物群落及其环境效应、农田生态环境容量及水资源承载力等方面的研究.     

基于CAN总线的连栋温室节水灌溉控制系统

介绍了目前我国温室节水灌溉发展的现状,指出了今后节水灌溉设备发展的主要方向,给出了基于CAN总线的连栋温室节水灌溉控制系统的结构、工作原理及主要的软硬件设计.系统能够实现连栋温室内多小区的灌溉自动控制,可集中管理,也可独立控制.该系统具有结构简单、成本低和可靠性高等特点,对实现节水灌溉和发展高效农业具有重要意义.     

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。     

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。     

基于混合WSN的智能灌溉远程SCADA系统

采用Citect组态软件、无线传感器网络（WSN）、和GPRS模块,开发设计了一套分布式精确灌溉的闭环远程SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系统。该系统主要由上位机、灌溉监控器、WSN、GPRS无线通讯模块和灌溉阀门系组成。其中,无线传感器网络采用地上和地下的混合拓扑结构,灌溉控制器通过土壤水分含量调控区域面积内的灌水量;远程监控中心采用Citect组态软件实现数据、人机界面管理,并可以通过web发布来实现高层次的监控。测试和试验过程中,数据采样间隔设定为30min,选用4组WSN节点,分别测得深度为5cm和35cm处的土壤温度、含水量,测试结果与普通灌溉相比可节水约20％。该系统实现了灌溉的在线自动监控和作物的精量灌溉,创新性的建立了一种地上、地下混合结构的无线传感器网络模型,为进一步研究奠定了基础。     

农业节水灌溉数字化智能控制系统研究

针对四川省科学技术厅“农业节水灌溉数字化智能控制系统研究”科技攻关项目研究设计出了农业节水灌溉智能控制系统,本文重点介绍了系统控制工作原理、系统构成及功能设置。本系统应用可编程序控制器(PLC)、工控机和工业遥控器构成核心控制部件,采用组态软件(MCGS)及WPL编程软件设计了全自动智能控制系统。该智能控制系统在节水灌溉中发挥了重要作用。     

无线传输在智能灌溉中的应用

随着节水灌溉的快速发展,智能节水系统成为一个发展热点.系统以c8051F020单片机为微控制器,将无线数据传输及控制系统应用于智能灌溉体系.通过c8051F020控制无线模块NRF905采用跳频传输的方式实现数据的收发,由太阳能电池供电,从而完成对灌溉的控制及数据的传输.系统设计简单、低成本、低功耗,适用于无人作业或不便于铺设线缆等应用环境.     

基于模糊控制的温室灌溉控制系统的研究

针对温室灌溉受多因素影响难以建立精确控制模型的特点,开发了基于LabVIEW平台的温室节水灌溉模糊控制系统。该系统由土壤湿度传感器、数据采集卡、LabVIEW软件平台等组成,以土壤湿度偏差以及偏差变化率为输入量,以灌溉时间长度为输出量,采用MATLAB Fuzzy Logic工具箱设计模糊控制器,实现了温室灌溉需水量的模糊决策系统。试验结果表明,该系统能够根据土壤水分适时、适量的灌溉,对节水灌溉技术的发展起到了一定的作用。     

集成模块式节水喷微灌设备通过鉴定

为了实现缺水少雨地区农田节水灌溉设备的一机多用,为农业增效、农民增收提供技术装备支持,江苏省镇江市农机推广站承担完成的“集成模块式节水喷微灌设备的研制”项目,于2006年7月通过了江苏省科技厅组织的科技成果鉴定。该项目研制完成的“8PY-2.5型集成模块式节水喷微灌设备     

基于PLC和物联网感应的智能灌溉节水系统设计

为了减少水资源浪费,实现高精准农业灌溉,基于PLC和物联网技术,结合ZigBee与GPRS通讯技术,研究并设计了一种智能灌溉节水系统。系统通过无线传感器网络节点采集土壤湿度信息,以湿度偏差及偏差变化率作为输入量,建立模糊控制规则库,搭建了实验平台。试验结果表明:该智能灌溉节水系统具有设计合理、运行可靠、实用性强的优点,很好地满足了无线灌溉控制的要求,解决了传统灌溉水资源浪费大、稳定性差的问题,实现了节水灌溉的目的,在农业灌溉方面有很高的实际生产应用价值。     

基于UWP技术的智能节水灌溉系统设计

为解决目前农田灌溉技术中存在的过度灌溉、浪费水资源等问题,以实现根据土壤水分灌溉,结合无线传感器网络技术,设计开发了一种基于UWP技术的智能节水灌溉系统,利用土壤湿度的控制方式实现实时适量的灌溉,可以实施到多种平台上运行。系统由信息管理、灌区模块、历史数据和视频监控等组成,对土壤氮磷钾和土壤水分及状态参数实时监测反馈。该系统设置了参数设定、主参数显示和视频监控等界面,系统具有操作方便灵活,易于扩展升级和成本低、节能等特点。     

节水灌溉计算机监控系统研究

针对现有节水灌溉系统的缺陷，研究了一种适用面广、基于多单片机工作（MCU）机制下的节水灌溉计算机监控系统。该系统具有能与现有各种节水灌溉方式配套、进行全方位科学监控，以进一步提高节水效果的特点，而且稳定可靠。     

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。     

行走式节水灌溉土壤资源信息与决策系统研究

行走式节水灌溉技术能有效地解决因干旱播不了种、出不了苗、保不住苗等问题。为了更好地推广该技术。使该技术能很好地解决实际生产问题。研究了行走式节水灌溉土壤资源与灌溉决策系统。在WebGIS支持下。通过系统设计、分析，构建行走式节水灌溉土壤资源信息与灌溉决策系统。系统采用分布式服务体系结构，由客户端、服务器端和数据库3部分组成。客户端和服务器端的通讯采用HTTP和TCP／IP。通过Internet或Intranet实现。系统可以实现属性与空间数据的双向查询，并可以根据当时当地的土壤墒情、气候以及降雨等情况做出灌溉决策，有利于更加科学、合理地利用北方早区有限的农田灌溉用水。