基于水稻节水灌溉模型的自动化测控系统的研究与应用

发布时间：2021-03-23 08:36

　　随着社会的发展和科学技术的进步,水资源紧缺的问题不断加剧,灌溉系统的自动化、信息化与智能化的发展势在必行。就现有的控制系统而言,农田的灌排决策主要还是依靠人工,灌溉模式针对性差,灌溉用水利用效率也需要进一步提高。因此,本课题提出基于水稻节水灌溉模型的自动化测控系统的研究与应用,测控系统通过相关的传感器网络,实时监测气象环境参数与生长环境参数,结合作物的需水模型及其生长环境等特点,实现全方位水稻生长环境的监测,智能地控制水稻的生长供水量,按需进行灌溉,实现智能化节水灌溉的目的。首先,本课题介绍了灌溉测控系统的研究现状及发展趋势,分析了无锡市锡山区太湖水稻示范园灌溉测控系统的功能需求,并确定了系统的总体设计方案。其次,要实现智能灌溉,系统的灌溉需水模型的建立是重中之重。结合水稻示范园的实际种植情况,以及栽培专家的意见,以农作物各个生长阶段的需水要求和灌溉要求为基础,确定了灌溉模型的计算公式和计算方法,为灌溉测控系统的决策提供了依据。最后,根据监测的作物生长环境参数与气象参数,集合作物生长模型,构建了无锡市锡山区太湖水稻示范园灌溉测控系统综合数据库,在此基础上,以B/S模式为架构,可编程控制... 

【文章来源】：扬州大学江苏省

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－２客户端和服务器信息传输结构图??

??如图２－３所示，灌溉区域采用ＺｉｇＢｅｅ技术建设基于物联网的无线传感器网络，ＺｉｇＢｅｅ??网络由协调器、路由器和终端设备组成。传感器节点分布在田间，采集的数据通过无线路??由节点发送给协调器，协调器通过ＭＯＤＢＵＳ?ＲＴＵ串口将数据传送给ＰＬＣ，再通过无线扩??频通信网络传送至信息中心，在监控系统中存储并显示实时数据。网络拓扑如图２－４所示。??｜?计算机控制系统?监控主机?丨??／?腿郝２３３?？ｉ＾ｉ??ｉ?ｋ????ｉ??ＺｉｇＢｅｅ无线?ＺｉｇＢｅｅ无线??ｃｍａ?传陣器?点?ｐｊｊｊｊｗ传感器??庇？监测节点??无线通道?＾３｜?一?■■监测节点??产?１３５９?＾＾＊＾－＾－．?．?ｍｍ??ＺｉｇＢｅｅ无线?丁、传感器??ＥＳ９軸节点?酬传感器?馨?＼＼＾监测节点??冒！监测节点?萄?鼸??ＺｉｇＢｅｅ无线?监测节点?ＺｉｇＢｅｅ无线?／?传感器??路由节＾监测节点??无线通道?ＩＳＨ??Ｊ?＾?４?＾?＼?ｍ??ｈｉ?，?＇?ｈｉ?＼?监＇测１＂节点??传感器ＢＨＢＨ?传感器?传感器ＨＩ??监卿点＾?３监测节点?讓点ＳＳ?专气??传！Ｓ益传感器?传感器监测节点??监测节点监测节点?监测节点??图２－４无线传感器网络拓扑图??２．４系统硬件组成??Ｉ、可编程控制器??可编程控制器（ＰＬＣ）在自动控制系统中被作为下位机广泛应用，本课题采用西门子??Ｓ７－２００?ＳＭＡＲＴ系列的ＰＬＣ，?ＣＰＵ型号为ＣＰＵ?ＳＲ６０，该系列的ＰＬＣ具有ＲＳ－４８５通信端??口和Ｉ／Ｏ扩展模块

加扩展单元ＥＭＤＲ３２和ＥＭＡＥ０４，ＥＭＤＲ３２用于扩展ＰＬＣ的开关量输入输出接线，ＥＭ??ＡＥ０４用于扩展ＰＬＣ的模拟量输入输出接线，ＰＬＣ的Ｉ／Ｏ接口对应如表２－１所示，其中，??模拟量的输入地址如图２－６所示。???表２－１?ＰＬＣ的Ｉ／Ｏ接口对应表???输入接口?输出接口??手／自切换?１０．０?２＃阀全关?１３．３?Ｑ０．０?２＃阀关显示?Ｑ３．３??急停按钮?１０．１?３＃阀全开?丨３．４?（＾２）?Ｑ〇．丨?３＃阀开显示?Ｑ３．４??泵启动?１０．２?３＃阀全关?１３．５?（＾３）?Ｑ°－２?３＃阀关显示?Ｑ３．５??泵停止?１０．３?４＃阀全开?１３．６?报聱输出?Ｑ０．４?４＃阀开显示?Ｑ３．６??泵状态?１０．４?４＃阀全关?１３．７?栗启动?Ｑ０．５?４＃阀关显示?Ｑ３．７??总电源状态?１０．５?５＃＿全开?１４．０?栗停止?Ｑ０．６?５＃阀开显示?Ｑ４．０??变频器故障?１０．６?５＃阀全关?１４．１?备用?Ｑ０．７?５＃阀关显示?Ｑ４．１??雨量计脉冲?１０．７?６＃丨瑪全开?１４．２?１＃阀开?Ｑ１．０?６＃阔开显示?Ｑ４．２??１＃阀开?１１．０?６＃阀全关?丨４．３?１＃阀关?Ｑ１．１?６＃阀关显示?Ｑ４．３??１＃阀关?１１．１?７＃阀全开?１５．０?２＃阀开?Ｑ１．２?７＃阀开显示?Ｑ５．０??２＃阀开?１１．２?７＃阀全关?１５．１?２＃阀关?Ｑ１．３?７＃阀关显示?Ｑ５．１??，?１灶壤含水?ｎｉ?ａ丨吐壤含水：量?ｎｏ??２＃Ｗ关?１丨＿３?量传感器?丨５．２?３＃网开?Ｑ１．４?传感器?Ｑ５－２??＿开?ＩＩ．４?丨５＿３?３＿关?Ｑ１．

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本文编号：3095507