基于作物生理需水的精细灌溉控制系统研究

发布时间：2020-06-14 20:21

【摘要】：我国水资源严重缺乏且分布严重不平衡,但是我国农业用水利用率却非常低,这极大加剧了我国水资源的匮乏。因此,发展节水农业已成为我国节约用水的重要组成部分。精细灌溉是现代节水设施设研究的重点。近年来,随着精细灌溉技术的发展,基于作物自身需求对作物进行水分补给已成为精细灌溉研究的方向之一。本研究就是基于作物生理需求的精细灌溉系统设计和试验研究。本研究主要包括两个方面,基于作物生理需求的自动补水系统和基于作物生理需求的作物需水量数学模型的研究。通过作物需水量数学模型以及作物生理信息决策作物需水量;然后通过基于作物生理需求的自动补水系统对作物进行实时定量水分补给。基于作物生理需求的自动补水系统研究主要包括上位机和下位机设计,通过上位机控制下位机对作物进行水分补给;基于作物生理需求的作物需水量数学模型研究是基于作物叶面积和作物茎秆直径的生理信息变化,建立作物需水量与作物生理变化的数学模型,以指导作物水分的生理补给。本研究完成了基于作物生理需求的自动补水系统的开发设计,并建立了效果良好的作物需水量数学模型,达到了研究的预期目标。最后搭建基于作物生理需求的精细灌溉系统,并对系统进行试验验证,试验结果表明:在整个试验测试过程中,上位机软件工作正常,各项功能都能够达到设计要求。基于作物生理需求的精细灌溉系统的研究为精细灌溉技术和生理补水等方面研究提供了理论基础和数据支持,对促进我国节水农业发展发挥积极的意义。
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S274
【图文】：

总体方案,作物生理,硬模,总体方案设计

系统下位机的总体方案设计系统下位机是基于作物生理需求精细灌现对上位机系统发出补水控制信息的命息。该控制系统的设计主要包括系统硬制系统的的实体和装置，是控制系统的现控制系统功能的重要基础。该系统硬模块的选取以及功能模块的整体搭建，软个模块的功能实现以及整体系统的功能如图 2-1 所示。

硬件模块,继电器,上位机,模块

溉控制系统下位机硬件设计用模块化设计。设计以 STC89C52 为主芯片，辅以电源电串口通信模块，继电器模块，水流量传感器，微型潜水52 单片机、复位电路、晶振电路是电路的主要控制端，主处理和输出以达到微量水输出的目的。通过上位机完成控过 MAX232 模块传到 STC89C52 主芯片，主芯片发出控继电器打开微型潜水泵，水通过水流量传感器后输出。水息反馈到 STC89C52 主芯片，主芯片通过判断对继电器模输出。当输水量未达到上位机发出的控制水量时，继电器水泵持续工作，水不断输出；当输水量达到上位机发出的出控制信息到继电器模块，继电器关闭，微型潜水泵停止水流量将信息反馈到 STC89C52 单片机的同时，单片机将MAX232 模块传输到上位机端，上位机通过模块显示实时功能。主要硬件设计概图如图 2-2 所示。

【参考文献】