苹果园水肥灌溉决策控制系统设计与研究
发布时间：2021-10-31 17:09
我国传统果园灌溉和施肥主要借助人工来实现,由于果农管理粗放和缺乏科学的施肥指导,导致水资源和化肥浪费严重,水肥利用率很低。本课题主要针对我国新疆苹果园水肥灌溉现状,通过对整个水肥灌溉系统的结构设计,结合人工智能技术、控制技术、智能诊断技术与节水灌溉等技术构建了一套基于STM32果园水肥灌溉决策控制系统,该系统运用PSO优化模糊PID控制算法来进行水肥的精准配比,结合智能决策系统对当前的环境状况作出水肥灌溉策略,实现果园的水肥灌溉,达到用最少的水肥量获得最大的收益。论文的主要研究内容有:第一,系统总体方案设计。根据苹果园种植用户的需求、系统设计原则以及功能需求,完成整个苹果园水肥灌溉决策控制系统的整体方案设计。第二,PSO优化模糊PID控制算法研究。通过比较传统PID控制和模糊PID控制的控制效果,确定了PSO优化模糊PID控制算法,并设计了PSO优化模糊PID控制器,该控制器能够有效解决果园灌溉控制中的非线性、时变性和滞后性等问题,且配比精度高、运行稳定,能够大大提高水肥的利用率。第三,系统软硬件设计。对于硬件设计,完成核心控制板的PCB板设计及加工,灌溉设备的选型,以及水肥配比样机的...
【文章来源】：新疆大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
全球人均水资源总量
图 1.1 全球人均水资源总量 图 1.2 耕地、人口与水资源对比果树的生长状况以及果实的质量都取决于果树吸收的营养状况，因此化肥作为果树的营养液，对果树的全生育周期起着至关重要的作用。合理的使用化肥可以有效的提高农作物的产量和品质，然而在中国，由于化肥量的不合理使用导致化肥的使用量对作物的贡献相对弱一些[3]。自 1970 年以来，中国已成为世界上最大的化肥消费国，化肥的使用每年都在增加，2005-2015 近十年的化肥施用
图 1.3 化肥施用量农业生产领域中，果树的生产一直起着举足轻重的地位来源之一。中国的苹果产业在世界上占有很高的地位，逐年增加，如图 1.4 和 1.5 所示。我国传统的农业灌溉理都误解了灌溉的真正目的，只有“对症下药”才能起到疗不是“浇地”，因此要树立科学的理念，果树需要什么
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国水资源综合管理评估与建议[J]. 曹建廷. 中国水利. 2019(03)
[2]基于SIM800A与乐联网的智能家居监控系统设计[J]. 王斌,施杰,沈鹏,姚永亮,孙鹏,宁旺云. 机械设计与制造工程. 2018(08)
[3]粒子群算法自寻优模糊PID控制器设计[J]. 杨洋,张秋菊. 机械制造与自动化. 2018(03)
[4]模糊PID智能灌溉控制器的设计及MATLAB仿真[J]. 於沈刚,马明舟,岳雪峰,万衡,王运圣. 节水灌溉. 2018(05)
[5]精量水肥灌溉系统控制策略及验证[J]. 张育斌,魏正英,朱新国,胡杨,李林章. 排灌机械工程学报. 2017(12)
[6]基于知识工程的智能灌溉决策支持技术研究[J]. 张育斌,魏正英,张帅,徐璟. 中国农业科技导报. 2017(08)
[7]基于物联网的果园水肥一体控制系统的开发与应用[J]. 陈维榕,王虎,彭志良,李莉婕,赵泽英,李裕荣. 贵州农业科学. 2016(08)
[8]基于STM32的智能水肥一体化控制系统的设计[J]. 郭强,汤璐,郭佳,张侃谕. 工业控制计算机. 2015(04)
[9]苹果简易水肥一体化施肥试验[J]. 冯冬梅,窦兴华,刘利明,葛成稳. 果农之友. 2014(05)
[10]设施蔬菜水肥一体化技术应用[J]. 倪宏正,尤春,倪玮. 中国园艺文摘. 2013(04)
博士论文
[1]水肥一体化灌溉模式下土壤水分养分运移规律研究[D]. 宰松梅.西北农林科技大学 2010
硕士论文
[1]陕北山地苹果水肥一体化灌溉制度与施肥技术研究[D]. 黄丽.中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心) 2018
[2]基于深度学习与物联网的水肥一体化云系统研究[D]. 刘军涛.河北工程大学 2018
[3]苹果园水肥一体化施肥模型研究[D]. 孙林林.山东农业大学 2018
[4]果园水肥一体化控制系统设计与实现[D]. 张伟.华东交通大学 2017
[5]灌水施氮方式对临汾盆地土壤水氮分布与作物吸收利用的影响[D]. 王丽.山西师范大学 2017
[6]基于无人机平台的水稻生长特征监测研究[D]. 周祥.南京农业大学 2016
[7]智能深液栽培和滴灌施肥桌面系统研究与实现[D]. 冀步方.华中农业大学 2015
[8]基于编码路径保护的P2P网络视频监控系统研究与实现[D]. 王善骏.南京理工大学 2015
[9]复合智能控制和解耦技术在电弧炉电极调节中的应用[D]. 李亮.沈阳理工大学 2015
[10]主动磁轴承外扰振动的模糊PID控制[D]. 时浩浩.北方工业大学 2014
本文编号：3468525
【文章来源】：新疆大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
全球人均水资源总量
图 1.1 全球人均水资源总量 图 1.2 耕地、人口与水资源对比果树的生长状况以及果实的质量都取决于果树吸收的营养状况，因此化肥作为果树的营养液，对果树的全生育周期起着至关重要的作用。合理的使用化肥可以有效的提高农作物的产量和品质，然而在中国，由于化肥量的不合理使用导致化肥的使用量对作物的贡献相对弱一些[3]。自 1970 年以来，中国已成为世界上最大的化肥消费国，化肥的使用每年都在增加，2005-2015 近十年的化肥施用
图 1.3 化肥施用量农业生产领域中，果树的生产一直起着举足轻重的地位来源之一。中国的苹果产业在世界上占有很高的地位，逐年增加，如图 1.4 和 1.5 所示。我国传统的农业灌溉理都误解了灌溉的真正目的，只有“对症下药”才能起到疗不是“浇地”，因此要树立科学的理念，果树需要什么
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国水资源综合管理评估与建议[J]. 曹建廷. 中国水利. 2019(03)
[2]基于SIM800A与乐联网的智能家居监控系统设计[J]. 王斌,施杰,沈鹏,姚永亮,孙鹏,宁旺云. 机械设计与制造工程. 2018(08)
[3]粒子群算法自寻优模糊PID控制器设计[J]. 杨洋,张秋菊. 机械制造与自动化. 2018(03)
[4]模糊PID智能灌溉控制器的设计及MATLAB仿真[J]. 於沈刚,马明舟,岳雪峰,万衡,王运圣. 节水灌溉. 2018(05)
[5]精量水肥灌溉系统控制策略及验证[J]. 张育斌,魏正英,朱新国,胡杨,李林章. 排灌机械工程学报. 2017(12)
[6]基于知识工程的智能灌溉决策支持技术研究[J]. 张育斌,魏正英,张帅,徐璟. 中国农业科技导报. 2017(08)
[7]基于物联网的果园水肥一体控制系统的开发与应用[J]. 陈维榕,王虎,彭志良,李莉婕,赵泽英,李裕荣. 贵州农业科学. 2016(08)
[8]基于STM32的智能水肥一体化控制系统的设计[J]. 郭强,汤璐,郭佳,张侃谕. 工业控制计算机. 2015(04)
[9]苹果简易水肥一体化施肥试验[J]. 冯冬梅,窦兴华,刘利明,葛成稳. 果农之友. 2014(05)
[10]设施蔬菜水肥一体化技术应用[J]. 倪宏正,尤春,倪玮. 中国园艺文摘. 2013(04)
博士论文
[1]水肥一体化灌溉模式下土壤水分养分运移规律研究[D]. 宰松梅.西北农林科技大学 2010
硕士论文
[1]陕北山地苹果水肥一体化灌溉制度与施肥技术研究[D]. 黄丽.中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心) 2018
[2]基于深度学习与物联网的水肥一体化云系统研究[D]. 刘军涛.河北工程大学 2018
[3]苹果园水肥一体化施肥模型研究[D]. 孙林林.山东农业大学 2018
[4]果园水肥一体化控制系统设计与实现[D]. 张伟.华东交通大学 2017
[5]灌水施氮方式对临汾盆地土壤水氮分布与作物吸收利用的影响[D]. 王丽.山西师范大学 2017
[6]基于无人机平台的水稻生长特征监测研究[D]. 周祥.南京农业大学 2016
[7]智能深液栽培和滴灌施肥桌面系统研究与实现[D]. 冀步方.华中农业大学 2015
[8]基于编码路径保护的P2P网络视频监控系统研究与实现[D]. 王善骏.南京理工大学 2015
[9]复合智能控制和解耦技术在电弧炉电极调节中的应用[D]. 李亮.沈阳理工大学 2015
[10]主动磁轴承外扰振动的模糊PID控制[D]. 时浩浩.北方工业大学 2014
本文编号：3468525
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