移动式果园水肥药一体化装置决策和控制系统设计

发布时间：2022-01-10 11:11

　　为保证果园作物的良好生长,符合果园个体种植模式需要,设计一个基于专家决策系统的移动式果园水肥药一体化决策和控制系统。该系统配套设备采用轮式结构,控制系统以PLC为核心,以Modbus通讯协议的传感器来检测系统运行参数;人机交互界面设计通过触摸屏实现。通过蒸发量、降雨量、干旱系数制定果园灌溉决策,利用土壤EC值和pH值建立数学模型,制定果园施肥决策。试验结果表明,专家决策系统能够根据干旱系数得到灌溉决策,利用土壤EC值计算施肥量并结合土壤pH值得到施肥决策;控制系统能够将水肥溶液EC值保持在1 500μs/cm,且当管道出口压力值小于管道入口压力值的3/4后自动启动加压泵,当过滤器出口压力值小于入口压力值100 kPa后启动过滤器的自动反冲洗过程,保证过滤器和管道的畅通,满足果园的实际需求。 

【文章来源】：中国农机化学报. 2020,41(10)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

移动式果园水肥药一体化设备基本结构

控制系统硬件包括1个西门子SMART 700 IE V3触摸屏、1个西门子S7-200 SMART ST40系列PLC、3个西门子DT08输出模块和4个海控HK-Y3无线远程控制模块。系统中所选择的传感器支持Modbus通讯协议、具有RS-485输出方式。硬件系统结构如图2所示,PLC接线如图3所示。图3 PLC接线图

图2 硬件系统结构图系统以正三角形方式部署了3个土壤湿度传感器、3个土壤EC值传感器和3个土壤pH值传感器来采集果园土壤信息,每1个传感器连接1个LoRa无线传输模块SX1278实现无线数传,其传输频率433 MHz,可以实现8 km内的无线通信,3个传感器节点通过1个SX1278汇集节点将采集的数据上传至PLC中,传感器从站地址分别为01～09,传感器采集的数据分别放置在寄存器VW3000～VW3800中,同时经过换算后放置在VW3050～VW3850中,同时部署了一个降雨量传感器用于采集日降雨量,采集的数值放置在VW3950中。

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]基于无线传感网的荔枝园智能节水灌溉与专家系统决策模型研究[D]. 谢家兴.华南农业大学 2016

硕士论文
[1]基于PLC的果园水肥一体化自动控制系统设计[D]. 辛忠伟.河北农业大学 2018



本文编号：3580609