基于无线网络的环境监测与智控灌溉系统设计研究

发布时间：2020-07-03 15:45

【摘要】：我国是一个水资源短缺的国家,干旱缺水已成为制约农业发展的重要因素。近年来,随着农业开发扶持农业力度的加大,农业开发项目己经成为基层农业和农村经济发展的主要途径。要解决水资源不足的问题,农业开发时应按照全面规划、统筹兼顾、综合治理的原则,对水资源进行合理开发。节水灌溉对于保障中国经济、生态、社会持续发展有着重大意义,是实现精细农业建设的战略措施。因此在农业开发项目区大力发展节水灌溉,既是当务之急,也是长期的战略性任务。作物生长与土壤湿度、光照强度、温度、CO2浓度等因素有关,土壤湿度是很重要且较方便探测和调节的因素。采用传统控制方式,系统往往会有很大的超调,不利于节水,当超调量超过一定值时,还会影响到作物生长。该研究结合建设现代精细农业与节水型社会的需求,设计一种基于GPRS和LabVIEW的远程智控灌溉系统。利用单片机K60做基站下位机,节点STC12C5A60S2主控芯片监听基站发来的数据采集指令,节点收到采集指令后主控芯片通过传感器采集数据,数据采集完后按照一定形式整理成字符串,然后通过ZigBee将数据传送至基站。基站接收到的温湿度等多种环境参数,通过GPRS数据传输中介,经Internet网络,将数据传输到远程上位机。该项目旨在通过传感器技术、计算机技术、虚拟仪器技术的结合应用,将环境监测与灌溉控制引入无线网络,实现数据的远程传输、实时采集、显示及存储。该系统通过引入模糊控制,实现了智能节水灌溉,能够明显改善传统反馈控制超调大,系统稳定缓慢的问题,为更深入地研究农作物生长起到重要作用。该系统结构简单,运行稳定、可靠,上位机界面友好,能够达到预期设计目的和要求。(1)完成环境参数采集及存储,增加手动、自动控制两用灌溉选择模式,可以根据湿度智能判定是否灌溉。(2)增加数据曲线综合打印功能,从数据曲线可以方便地看出参数的变化。(3)系统加入模糊控制并通过MATLAB仿真验证。有效地减少浪费,增强控制系统的适应能力,实现一定智能水平。(4)整个设计可实现环境参数的远程监测以及灌溉的远程智能控制。
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S274;TN929.5

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本文编号：2739861