果园智能灌溉控制系统的开发
发布时间：2020-11-01 02:04
在我国，农业用水量占水资源总量中的比重约为70%，农业用水浪费的现象非常严重。我国水资源已处于紧缺状态，农业用水的利用率较低，其中灌溉用水利用率仅为45%左右，因此如何合理高效的利用水资源，已成为研究的重要课题。 传统果园灌溉主要是依靠人工来实施灌溉，水资源的浪费非常严重。为了提高果园灌溉用水利用率，缓解我国水资源紧张的矛盾，在通过查阅与果园灌溉相关文献资料的基础上，研究果树不同生育阶段的需水规律。通过计算参考作物蒸腾量得到果树的实际需水量，进而对果园进行灌溉，以满足果园的生长需水要求。这种灌溉方式不仅可以促进和控制果树的生长，而且可大幅度节约灌溉用水量，提高水资源利用率，进而实现果园高产。 为了实现上述灌溉方式，本文构建了一种果园节水灌溉系统，这个系统采用无线传感器网络技术，由现场监控系统和远程监控中心组成，现场监控系统包括传感器节点、阀门控制节点、汇聚节点。其中传感器节点是为了获取果园环境参数、土壤墒情等信息，然后通过无线信息传输模块经由GPRS向服务器上传数据。阀门控制节点控制不同滴灌管道电磁阀门的打开与闭合，汇聚节点是连接传感器节点、汇聚节点与远程监控中心的桥梁，传感器节点采集的数据通过汇聚节点传输到远程监控中心，远程监控中心通过汇聚节点向阀门控制节点发送灌溉控制指令。远程监控中心对上传的数据进行接收、存储、数据分析，并可向阀门控制节点发送灌溉控制指令。用户可设置通过远程监控中心手动控制、定时控制等方式等向阀门控制节点发送控制指令，也可设置根据基于果园需水的灌溉模型，计算得出何时需要灌溉及灌溉量，然后向阀门控制节点发送控制指令。无线传感器网络的使用不仅避免了传统果园灌溉的一些缺点，如各个节点布线不方便、使用起来不灵活等，还节约了系统成本，提高了方案的可实施性。 本文主要研究内容如下： （1）分析了课题研究的目的和意义，探讨了国内外相关技术的研究现状，介绍了相关技术的研究背景，同时阐述了本课题的主要研究内容和研究思路； （2）详细介绍了本课题的系统实施方案； （3）详细介绍了现场监控系统的设计与实现； （4）详细介绍了远程监控中心的软件设计与实现。远程监控中心包括两部分：采用C#编写的WinForm程序和采用ASP.NET技术制作的动态网站。采用C#编写的WinForm程序负责数据接收、分析处理及数据动态展示。采用ASP.NET技术制作的动态网站主要负责信息的展示。 （5）详细介绍了基于果园需水的智能灌溉模型。该模块位于远程监控中心中，以果园各种环境参数为输入，以灌溉量为输出，根据果树的生长需水对果园进行适时适量的灌溉；
【学位单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2014
【中图分类】：S66;S274.2
【部分图文】：
体方案设计案的确立子技术、计算机技术的迅猛发展，智能化的灌溉方式越来越受进的计算机技术、电子信息技术，对果园灌溉进行智能化控制，化管理、提高农业灌溉水资源利用率的关键。本智能灌溉系统是结合果树生长需水模型，实现对果园环境信息采集、灌溉阀门控控、智能化管理的一套智能化节水灌溉系统。
点境信息采集由多个无线传感器子节点完成，每个传感器子节点包器、信号调理电路、AD 转换模块、微处理器、能量供应单元、等。传感器节点的工作流程如下：一部分环境参数传感器（光照环境信息，产生电压信号，经过信号调理电路稳压、滤波、放大电路，AD 转换电路负责将模拟信号转换为数字信号，将转换完；另外一部分传感器（如空气温湿度等）直接输出为数字信号，接传送给微处理器。微处理器具有运算和存储的功能，它一方面存储器中，另一方面将数据进行处理，经过 UTC1212 无线传输中整个节点供电采用太阳能供电，所选用的太阳能电池板的功率 17AH 的蓄电池作为储备电源，用于晚上及连续阴雨天气供电。
装形式：20 脚 QSDP 和 20 脚 SSOP 封装。DS8344 主要由逐次逼近寄存器（SAR）、控制逻辑电路、A/D 转换器、采样多路转换开关、参考电压、和比较器等部分组成（赵美君，2005），其内部2 所示。图 3-3 为 ADS8344 的 PCB 电路板及实物图。ADS8344 的特点是精道、耗能低，因此，其比较适合应用在果园环境参数采集中来完成数据的实换。
【引证文献】
本文编号：2864859
【学位单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2014
【中图分类】：S66;S274.2
【部分图文】：
体方案设计案的确立子技术、计算机技术的迅猛发展，智能化的灌溉方式越来越受进的计算机技术、电子信息技术，对果园灌溉进行智能化控制，化管理、提高农业灌溉水资源利用率的关键。本智能灌溉系统是结合果树生长需水模型，实现对果园环境信息采集、灌溉阀门控控、智能化管理的一套智能化节水灌溉系统。
点境信息采集由多个无线传感器子节点完成，每个传感器子节点包器、信号调理电路、AD 转换模块、微处理器、能量供应单元、等。传感器节点的工作流程如下：一部分环境参数传感器（光照环境信息，产生电压信号，经过信号调理电路稳压、滤波、放大电路，AD 转换电路负责将模拟信号转换为数字信号，将转换完；另外一部分传感器（如空气温湿度等）直接输出为数字信号，接传送给微处理器。微处理器具有运算和存储的功能，它一方面存储器中，另一方面将数据进行处理，经过 UTC1212 无线传输中整个节点供电采用太阳能供电，所选用的太阳能电池板的功率 17AH 的蓄电池作为储备电源，用于晚上及连续阴雨天气供电。
装形式：20 脚 QSDP 和 20 脚 SSOP 封装。DS8344 主要由逐次逼近寄存器（SAR）、控制逻辑电路、A/D 转换器、采样多路转换开关、参考电压、和比较器等部分组成（赵美君，2005），其内部2 所示。图 3-3 为 ADS8344 的 PCB 电路板及实物图。ADS8344 的特点是精道、耗能低，因此，其比较适合应用在果园环境参数采集中来完成数据的实换。
【引证文献】
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4 冀步方;智能深液栽培和滴灌施肥桌面系统研究与实现[D];华中农业大学;2015年
本文编号：2864859
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